《一名物理學家的教育歷程》教案

1、一名物理學家的教育歷程教案 一名物理學家的教育歷程教案 1、教學這篇課文，要以“教育歷程”為重點，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵，引導(dǎo)學生體會科學精神。 2、高維空間對普通人來說，是很難想象的。所以，教學重點是文章內(nèi)容，而不是相關(guān)的科學知識。相關(guān)知識教師有所了解，能幫助教學課文即可，不必教授給學生。 3、“研討與練習”的二、三兩題都是開放題，要引導(dǎo)學生從生活出發(fā)，了解科學、認識科學。 一、作者介紹 加來道雄，美籍日裔物理學家，畢業(yè)于美國哈佛大學，獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位，后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有超越愛因斯坦(與特雷納合著)量子場論超弦導(dǎo)論。 二、相關(guān)知識 為了更

2、好地理解課文，我們需要了解一些相關(guān)的理論物理學知識： (1)統(tǒng)一場論 根據(jù)現(xiàn)代物理學知識，將我們的宇宙結(jié)合起來的力有四種：引力、電磁力、強核力和弱核力。物理學家運用量子力學，已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來(美籍華裔物理學家楊振寧和他的學生米爾斯提出楊一米爾斯場理論，解決了這一問題，被稱為“標準模型”。但是這一理論因為計算繁復(fù)無比而讓人頭疼)，但是引力仍然游離在外。愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一，建立一個大一統(tǒng)的理論，最終也沒有實現(xiàn)。 (2)高維空間 高維空間理論認為，宇宙大爆炸后10-43秒，十維宇宙分解成四維宇宙和六維宇宙，四維宇宙暴脹，經(jīng)過近一百五十億年，演變成今天我們生活的宇宙。大爆炸后1

3、0-35秒，大統(tǒng)一力分開。但是高維空間理論很難在實驗室中得到證實，因為要模擬當時的環(huán)境，需要的能量太大，根本無法做到，所以現(xiàn)在高維空間理論只能是“理論”。 為了更好地理解課文，我們需要了解一些相關(guān)的理論物理學知識： (1)統(tǒng)一場論 根據(jù)現(xiàn)代物理學知識，將我們的宇宙結(jié)合起來的力有四種：引力、電磁力、強核力和弱核力。物理學家運用量子力學，已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來(美籍華裔物理學家楊振寧和他的學生米爾斯提出楊一米爾斯場理論，解決了這一問題，被稱為“標準模型”。但是這一理論因為計算繁復(fù)無比而讓人頭疼)，但是引力仍然游離在外。愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一，建立一個大一統(tǒng)的理論，最終也沒有實現(xiàn)。 (

4、2)高維空間 現(xiàn)代理論物理學認為，統(tǒng)一四種力的前景，在于高維空間(如十維或更高)理論的確立。比如對于古人來講，風暴是怎樣產(chǎn)生的，風暴會襲擊什么地方，什么時候襲來，什么時候結(jié)束，他們是一無所知的，因為他們生活在平坦的大地上，只能靠肉眼從近似于二維平面的角度來觀察，即使有簡單的預(yù)報，也都是靠經(jīng)驗來推測的?，F(xiàn)在有了氣象衛(wèi)星，從太空這樣三維角度觀察地球，在地面上看來神秘莫測的風暴被看得一清二楚，可以精準地預(yù)報風暴的動向。同樣，理論物理學家認為，傳統(tǒng)的四維(空間三維加上時間)理論太“小”，不能解釋宇宙中的四種力。當他們超越四維而在更高維(如十維或更高)中尋求統(tǒng)一這四種力時，就能得到一種簡單、漂亮的解決模型(科學家認為宇宙應(yīng)該是簡單、合諧的)。 高維空間理論認為，宇宙大爆炸后10-43秒，十維宇宙分解成四維宇宙和六維宇宙，四維宇宙暴脹，經(jīng)過近一百五十億年，演變成今天我們生活的宇宙。大爆炸后10-35秒，大統(tǒng)一力