一名物理學(xué)家的教育歷程

一名物理學(xué)家的教育歷程一名物理學(xué)家的教育歷程一名物理學(xué)家的教育歷程資料僅供參考文件編號：2022年4月一名物理學(xué)家的教育歷程版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：一名物理學(xué)家的教育歷程教學(xué)目標(biāo)1.引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā)，了解科學(xué)、認(rèn)識科學(xué)。2.引導(dǎo)學(xué)生以'教育歷程'為重點(diǎn)，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。3.引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)精神。重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法:文章中涉及到一些科學(xué)術(shù)語，對于普通人來說很難想像到，學(xué)生在理解上有些困難，所以，教學(xué)重點(diǎn)是文章內(nèi)容，而不是相關(guān)的科學(xué)知識。教學(xué)步驟一、故事導(dǎo)入同學(xué)們，在我們小的時候，常常會談及未來的理想，那時候我們常常無畏地說：“我要做一名科學(xué)家”，可是隨著年齡的增長，我們很少有人再說了，這是為什么呢因?yàn)槲覀冎饾u明白成為一名科學(xué)家是極其艱難的。那么怎樣才能成為一名科學(xué)家呢

今天我們就通過著名的理論物理學(xué)教授加來道雄的文章《一名物理學(xué)家的教育歷程》得到點(diǎn)啟發(fā)吧！二、作者介紹加來道雄，美籍日裔物理學(xué)家，畢業(yè)于美國哈佛大學(xué)，獲加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位，后任紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)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》。三、整體感知1、觀察標(biāo)題，探知文章內(nèi)容（從標(biāo)題入手，引導(dǎo)學(xué)生初步明了課文內(nèi)容）（1）本文寫作的對象是誰寫了什么內(nèi)容

——一名物理學(xué)家；教育歷程；（2）為什么不說是“我的教育歷程”

——強(qiáng)調(diào)了他物理學(xué)家的身份，他的教育歷程就是他成功的歷程，而用“我的教育歷程”，不足以表現(xiàn)這一點(diǎn)。（3）為什么他會成為一名物理學(xué)家？讓我們從課文中找到答案吧。（過渡語，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)步驟）2、請快速瀏覽全文，抓住關(guān)鍵語句，找出本文重點(diǎn)寫了哪幾件事？（引導(dǎo)學(xué)生抓住課文標(biāo)志性語句，從結(jié)構(gòu)上去把握文章內(nèi)容）——兩件事。童年在日本茶園對鯉魚世界的遐想和對愛因斯坦未竟事業(yè)的向往。除了這童年的兩件趣事，作者還寫了成長中的哪個事例？——高中時建立自己的實(shí)驗(yàn)室來建造電子感應(yīng)加速器。板書：鯉魚世界的遐想、愛因斯坦的故事、建立實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在我們大體了解了文章的內(nèi)容，下面我們來深入探究一下。（過渡語）四、合作探究這三件事具體內(nèi)容是什么這些與他成為物理學(xué)家有什么關(guān)系分小組討論交流5分鐘后回答。（通過探討研究，讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，深入把握文章的主旨）

（一）鯉魚世界的遐想1.對鯉魚世界的遐想，寫了鯉魚對外界事物的認(rèn)識【明確】主要有以下幾點(diǎn)：（1）水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義。'（2）它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動而困惑不解'--它們以神秘的'力'來掩蓋自己的無知。（3）鯉魚科學(xué)家'的'消失'和'重現(xiàn)'--它們認(rèn)為是'奇跡'，是'可怖的事情'，而不肯去探究原因。（4）鯉魚科學(xué)'的'傳奇故事'，真實(shí)地證明另一個世界的存在，而它們卻認(rèn)為'胡說八道'，荒謬絕倫，違背它們的'自然規(guī)律'。2．作者想通過'鯉魚科學(xué)家'對世界的認(rèn)識說明什么？【明確】說明'自以為是'的人類和'鯉魚科學(xué)家'有相似之處。（1）人類一生就在我們自己的'池子'里度過'，只要'超出我們的理解力'的自然存在，他們就'拒絕承認(rèn)'。（2）科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念……'，是因?yàn)樗麄冎辉敢獬姓J(rèn)'那些看得見摸得著的事物'，不肯改變思考問題的方式。（3）不能在實(shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證'的理論，他們就加以'鄙視'，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。3.這種想象和認(rèn)識對他成為物理學(xué)家有什么幫助？（適時點(diǎn)撥引導(dǎo)，幫助學(xué)生把握文章內(nèi)在聯(lián)系）——人的想象是非凡的，充滿著遙遠(yuǎn)的不尋常的景物，無拘束的闖入時空中最漫無邊際的地方，以便避開被習(xí)慣弄得太熟悉的那些物體景象，想象可以使我們開闊和升華。而科學(xué)當(dāng)然是需要想像力的，想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對鯉魚世界的想像中，認(rèn)識到人類觀察空間的局限性，間接感悟到高維空間存在的可能，激發(fā)了他探究未知世界的興趣，大量閱讀高維世界的歷險故事，豐富了他的想象力，也奠定了他由感性的想象上升到對多維空間理論研究的基礎(chǔ)。人沒有想象是不行的，人類如果沒有想象過像鳥兒一樣飛翔，就不可能登上月球；人類如果沒有想象過烏托邦就不會有追求社會進(jìn)步的動力。想象往往是創(chuàng)新的前提，是成功的起點(diǎn)，劉慈欣如果沒有想象就不會有被譽(yù)為迄今為止中國當(dāng)代最杰出的科幻小說《三體》?！度w》系列以眾多的人物和繁復(fù)的情結(jié)，描繪出宇宙間的戰(zhàn)爭與和平，以及人類自身對于道德的選擇困境。劉慈欣對所有這些如那種不同維度的世界看似無法言傳的景觀，毫無保留地以全景細(xì)密的“寫實(shí)”方式加以刻畫，他的文字精準(zhǔn)而結(jié)實(shí)，使幻想變得栩栩如生。面對這些壯麗的宇宙景觀和精妙的物理設(shè)想，那種感覺就像離開池塘見到了大海。往近了說，我們語文教材出現(xiàn)在大家眼前的僅僅是一行行文字，如果不展開想像，不懂得進(jìn)行再創(chuàng)造，那么，出現(xiàn)在我們頭腦中的可能只是詞語所代表的抽象概念，而無表象組成的生動畫面。這樣，就不可能進(jìn)入作者所創(chuàng)設(shè)的意境之中，不僅無欣賞樂趣可言，而且難以理解作品的意蘊(yùn)。所以，在閱讀中，我們要馳騁想像，透過文字看到圖畫，透過語言看到生活，置身于作品之中，獲得人生感悟和美的享受。如果你的日常生活似乎是乏味的話，那么就不要責(zé)怪它;責(zé)備你自己吧，責(zé)備自己沒有詩人那樣的想象力，以喚起日常生活的豐富性。說到這里，我們可能會想到：小時候的自己充滿想象力，隨著歲月的流逝，我們的想象力逐漸悄然丟失，那么，是什么奪走甚至是扼殺了我們的想象力呢？這是一個值得我們在座的各位思考的問題。不管如何，請努力喚回我們的想象力，因?yàn)樗鼘€人，對社會實(shí)在是太重要了。板書：想象力（二）愛因斯坦的故事1.作者被中學(xué)老師講的偉大科學(xué)家的故事所迷住,激發(fā)了他的好奇心，并決心對愛因斯坦未竟事業(yè)一探究竟，從而閱讀了大量的關(guān)于愛因斯坦和愛因斯坦的理論的每一本書。可見，沒有好奇心就沒有求知欲，好奇心是一個人有所發(fā)現(xiàn)、有所成就的前提。比如沒有瓦特對蒸汽為什么能把壺蓋頂起來的好奇心，就沒有蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，英國的工業(yè)革命就會推遲；沒有哥白尼對天文學(xué)的好奇心，就不會有“太陽中心說”的提出，黑暗的中世紀(jì)也許還要延長若干年。好奇心能讓人心永遠(yuǎn)年輕，能享受到說不完的樂趣。因此，我們每個人應(yīng)該保持自己的好奇心。有了好奇心，還需要保持興趣和注意力的集中。興趣是最好的老師，一個人一旦對某事物有了濃厚的興趣，就會主動去求知、去探索、去實(shí)踐，并在求知、探索、實(shí)踐中產(chǎn)生愉快的情緒和體驗(yàn)。他之所以對愛因斯坦故事感到“激動人心”，是他把愛因斯坦的理論當(dāng)成一個“偵探故事”來閱讀、探究，由最初的好奇轉(zhuǎn)變?yōu)榕d趣，成為當(dāng)時最重要的事情。我們又由作者所說：“我決定要對這一問題刨根問底，縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭?！薄霸谒晦o”是指完全接受，絕不推辭。這說明作者最初并沒有想到自己會成為理論物理學(xué)家，而是在探索研究的過程中，發(fā)現(xiàn)必須對深奧而枯燥的理論物理進(jìn)行研究，才能弄懂愛因斯坦的理論，繼續(xù)其未竟的事業(yè)。可見，他是非常有毅力有恒心，不畏艱難、勇于探索。2.這種好奇心對他成為物理學(xué)家有什么幫助？（適時點(diǎn)撥引導(dǎo)，幫助學(xué)生把握文章內(nèi)在聯(lián)系）物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥、深奧的，而一旦引發(fā)好奇，并且把它當(dāng)作是一種興趣，它就會造就科學(xué)家，科學(xué)的每一項巨大成就，都是以大膽的幻想為出發(fā)點(diǎn)的。板書：好奇心和興趣（三）建立實(shí)驗(yàn)室高中階段，“本應(yīng)在棒球場或籃球場玩?！?，享受青春年華，但作者卻看完了許多地方圖書館在這方面的書，并且常常造訪斯坦福大學(xué)的物理學(xué)圖書館。說明他一直在興趣的引導(dǎo)下，不斷地進(jìn)行理論探索。表明了他堅持不懈的精神。但是光有豐富的想象力，強(qiáng)烈的好奇心和極大的興趣就能成為物理學(xué)家嗎？

有了想像力，有了樂趣，那只是成為科學(xué)家的最基礎(chǔ)的因素，不去踏踏實(shí)實(shí)地做實(shí)驗(yàn)，就不能得到基本數(shù)據(jù)，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎(chǔ)工作，不可能達(dá)到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論，雖然還停留在紙面上，但是科學(xué)家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)工作，努力使理論得到證明。即使如科學(xué)家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論，也要有數(shù)學(xué)和天體物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也不是空想出來的?？茖W(xué)發(fā)展的歷史告訴我們，新的知識只能通過實(shí)地實(shí)驗(yàn)而得到，不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的。而他確實(shí)自己動手建立了實(shí)驗(yàn)室，驗(yàn)證愛因斯坦理論，探究反物質(zhì)?？梢?，作者并不是一個讀書的人，而是通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論的正確與否，具有實(shí)驗(yàn)精神。這樣，兩件趣事極大地豐富了他對世界的理解力，引導(dǎo)他從理論研究轉(zhuǎn)入到實(shí)驗(yàn)探究，從而能更好地驗(yàn)證他的理論，也最終讓他成為了一名物理學(xué)家。板書：實(shí)驗(yàn)精神【提問】作者建立實(shí)驗(yàn)室的事例，對我們現(xiàn)實(shí)生活有怎樣的意義？【明確】科學(xué)是建立在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之上的，科學(xué)理論要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)才能得到論證。實(shí)驗(yàn)不是簡單的操作，要有理論指導(dǎo)，要有實(shí)驗(yàn)的設(shè)計，要有策劃組織能力，要有耐力和恒心等等，實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)的是實(shí)驗(yàn)者的綜合能力。而我們當(dāng)前存在的問題是，重視理論，輕視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)為動手能力和實(shí)踐能力差，對教育而言，重知識，輕能力的現(xiàn)象很普遍，值的人們深思。好在我們學(xué)校針對這種情況，走在了前面，我們配備了設(shè)施齊全的理化生實(shí)驗(yàn)室，有別具一格、激發(fā)創(chuàng)新思維的科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，有培養(yǎng)興趣、注重探索實(shí)踐精神的天文臺等，即將投入使用，可以說，這些都是一名理論物理學(xué)家重視實(shí)驗(yàn)給我們的啟迪。我們通過討論，共同把握了文章的內(nèi)容及其思想內(nèi)涵。（過渡語）而作者為什么寫這篇文章我們也非常清楚了：通過作者寫的教育歷程，告訴我們怎樣才能成為一名物理學(xué)家。也就是，要有豐富的想象力，對事物有強(qiáng)烈的好奇心，堅持不懈地探究能力，還要有不怕挫折，堅持實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ζ焚|(zhì)等。我們明白了作者的寫作意圖。那么，作者如何讓自己的寫作意圖得以實(shí)現(xiàn)呢（過渡語）五、本文在材料處理上有什么特點(diǎn)？

——本文布局謀篇重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)。在整體上，作者并沒有從童年到小學(xué)到初中到高中，按時間順序敘事，而是通過童年的兩件趣事和高中時建立實(shí)驗(yàn)室的事例，突出他成長為一名'物理學(xué)家'的'教育歷程'，并不旁及其他成長的經(jīng)驗(yàn)；課文的重點(diǎn)是童年趣事和建立實(shí)驗(yàn)室，這三個事例已經(jīng)把'教育歷程'完整地勾畫出來。而夾雜在其中的閱讀多維空間歷險故事和統(tǒng)一場理論書籍兩小段內(nèi)容，主要起補(bǔ)充和銜接的作用。歷險故事加深作者對高維空間的想像，激發(fā)興趣；而閱讀統(tǒng)一場理論書籍，既表現(xiàn)高中階段作者求知的熱情，也銜接起由理論到實(shí)驗(yàn)的探究過程。在局部上，如高中階段，作者看了許多統(tǒng)一場理論方面的書，并常常去斯坦福大學(xué)的物理圖書館，相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)他研究的，這里肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一筆帶過，重點(diǎn)放在制造'自己的原子對撞機(jī)'上，其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡，讓人體會到作者嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的性格，以及內(nèi)在的成為物理學(xué)家所需要的基本素質(zhì)?？偠灾?，本文組材特點(diǎn)是重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)。六、總結(jié)一名物理學(xué)家的教育歷程，讓我們感受到了興趣愛好對人的一生可能起到的巨大作用，我們要在其不斷地引導(dǎo)下，不怕挫折、堅持不懈、奮斗不息，才能真正到達(dá)理想的彼岸。七、作業(yè)布置作者關(guān)于鯉魚“科學(xué)家”的幻想十分有趣，如果我們以動物的眼光來觀察人類，是不是也很有意思呢？假如有一位動物（狗、貓、雞、燕子等）“科學(xué)家”，專門研究人類的某些行為，它寫了一篇“科普文”：人類行為之謎。你替這位動物“科學(xué)家”做一回代筆人怎么樣？

板書設(shè)計：一名物理學(xué)家的教育歷程加來道雄

鯉魚世界的遐想

想象力愛因斯坦的故事

好奇心和興趣建立實(shí)驗(yàn)室

實(shí)驗(yàn)精神【相關(guān)知識】（1）統(tǒng)一場論根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)知識，將我們的宇宙結(jié)合起來的力有四種：引力、電磁力、強(qiáng)核力和弱核力。物理學(xué)家運(yùn)用量子力學(xué)，已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來（美籍華裔物理學(xué)家楊振寧和他的學(xué)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(biāo)準(zhǔn)模型”。但是這一理論因?yàn)橛嬎惴睆?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(shí)現(xiàn)。（2）高維空間現(xiàn)代理論物理學(xué)認(rèn)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(fēng)暴是怎樣產(chǎn)生的，風(fēng)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?yàn)樗麄兩钤谄教沟拇蟮厣?，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(yàn)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(fēng)暴被看得一清二楚，可以