人教版高三语文下册《熵一种新的世界观（节选）》教案.doc

人教版高三语文下册熵一种新的世界观（节选）教案 导学新概念 熵是一个物理学概念，是用来阐明热力学第二定律的。作者在书中却把这一物理学概念广泛运用于哲学、经济学、社会学、政治学以及西方文化的各个领域。所以学习文章时，需要注意熵：一种新的世纪观一书的诞生背景，还需要对这种新的世纪观有一个总的认识。 里夫金和霍华德的这部书是在1981年出版的，该书对现代科学技术所带来的负面影响作了深刻的分析。现代科学技术在只有几百年的发展中，为人类带来了高度的文明，从根本上改变了我们这个世界。与此同时，现代科学技术也使人类陷入种种困境之中，如环境危机、能源危机等。1972年，马萨诸塞理工学院的丹尼斯米都斯领导的一个17人小组向罗马俱乐部提交了一份题为增长的极限的报告。该报告指出，人口和经济的增长，必然耗尽世界上不可再生的自然资源，同时污染环境，威胁人类生存。这一报告在全世界引起了巨大反响。1981年出版的熵：一种新的世界观比增长的极限涉及的领域更广泛，意义也更深远。 把熵的概念引入对世界的认识中，远远扩大了它在物理学上的意义。熵定律不仅适合于地球，而且适合于整个宇宙。地球上的有效能量有用尽的时候，宇宙的有效能量也有用尽的时候。有效能量用尽，称之为“热寂”，到那时，一切能量差别都趋向于零，所有有用能量已消耗一空，到处是永恒的死寂。宇宙正无可挽回地走向死亡。这就是一种新的世界观。 资料显示屏 想象把一杯水放在桌子的边缘上。稍微推一下杯子就会落到地面上去无疑杯子会被打成许多碎片，水会溅到相当大的面积上，或许会被地毯吸收，还会流到地板的缝隙去。我们这一杯水在这里只不过忠实地遵循着物理的方程罢了。牛顿的描述即已足够。杯子和水中的原子独立地遵守牛顿定律。现在让我们把这图像在时间的相反方向表演。由于这些定律的时间可逆性，这些水可以一样很容易地从地毯和地板缝隙中流出，流进一个由许多碎片拼凑而成的玻璃杯中，再整体从地板上刚好跳跃到桌子的高度，然后它停在边缘上。正如杯子落下打碎的过程一样，所有这一切又都和牛顿定律相吻合。由牛顿力学推导而来的热力学第一定律是时间对称的。第一定律并不以任何方式限制玻璃和水，从而排除碎片聚集成杯子，并且充满水后奇迹般地跳回到桌面上的可能性。为了聚集玻璃碎片并收回所有溅开的水，而且最后优美地跳回到桌子上，必须以不可思议的精确度把它们的运动协调起来。可以肯定的是，这样的协同的运动实际上是不存在的。 皇帝新脑 煤比木材更难开采、加工，因此把它转化到有用状态要耗费更多的能量。这一点也可以在热力学第二定律的作用中找到答案。世界上的有效能源不断被消耗掉，而最先消耗的总是最容易得到的能源。后一个能源环境所依赖的能源总要比前一个能源环境的主要能源更难获得。煤的开采和加工比树木的砍伐更困难，而石油的开采和加工还要困难。分裂原子以获得核能就更麻烦了。 熵：一种新的世界观 教学设计ABC 设计A 一、导入新课 地球(宇宙)是一个巨大的能量宝库，我们常常用“取之不尽，用之不竭”来形容。这能量宝库真的就没有用尽的那一天吗?读了熵：一种新的世界观一文之后，我们就会有较为清醒的认识。 二、指导阅读 1.速读课文，解释“熵”的含义。 明确“熵是不能再被转化做功的能量的总和的测定单位”，熵是无效能量的总和，“污染就是熵的同义词”。还需要注意“无效能量”这一概念。在谈熵的含义时，作者讲了蒸汽机做功和河水发电的事例，以此说明熵是不能再转化做功的能量的总和。 2.再读课文，解决两个问题：一是能量耗散的问题，一是能源危机的问题。 明确：能量耗散意味着熵的增加，就意味着有效能量的减少，而我们做的许多事情，都是在消耗能量，哪怕在你点燃一支烟的时候，世界上的有效能量也在减少。加之地球上的不可再生能源是有限的，可以再生的能源也是有限的，所以人类会面临能源危机。当然我们可以回收利用，但要做到百分之百地回收是不可能的，而且回收本身也都要消耗额外的能量。当宇宙的有效能量耗尽时，就不会有任何可以做功的能量，也就更不会有生命。 3.把熵与能量联系起来思考，就会对世界产生一种新的认识，也就是一种新的世界观。 4.阅读目光要敏锐，阅读感知也要敏锐。在两次阅读中，一定要把熵、能量消耗、能源危机等关键词语找出来，并能作出准确的解释。 设计B 导课可以采用设计A，指导阅读可以变化为问题思考式。 1.在学生阅读全文之后，让学生谈谈对文章的大致理解。 2.教师可设计几个问题，供学生们思考讨论，从而加深对文章的认识和理解。 问题一：第一段结尾说，如果你听说过“你不可能不劳而获”“覆水难收”“天网恢恢，疏而不漏”等谚语，并且有过亲身体验的话，那你就懂得了热力学第一定律和第二定律了。为什么这样说?请谈一谈你对这些谚语意思的理解。 明确：因为可以用这些谚语来表达热力学第一定律和第二定律的含义。例如，热力学第一定律认为能量既不能被创造，也不能被消灭，但可以从一种形式转化为另一种形式。热力学第二定律认为“当能量从一个较高的集中程度转化到一个较低的集中程度时，它就做了功”，而且，每当能量转化后，我们就会“得到一定的惩罚”。这个惩罚就是已经作了功的能量，再也不能做功了。也就是说，尽管能量的总数没有变，但做功之前是有效能量，做功以后就变成无效能量了。因此，每一次能量转化都意味着有效能量减少，无效能量增加，也就是熵的增加。作者引用的谚语就是这个意思。“你不可能不劳而获”是说要想有收获，就一定得付出劳动，正如做功就得消耗能量一样;“覆水难收”是说倒出去的水就再也收不回来了，正如做功消耗的能量就不能再做功了一样;“天网恢恢，疏而不漏”是说法网虽宽，却不会让一个坏人漏网，在这里强调的是无一例外，即做功就要消耗能量，消耗了能量熵就要增加，这是宇宙万物谁都逃不脱的定律。 问题二：为了阐述科学道理，文章运用了一些日常生活中的例子来帮助说明。请从文章中找出这样的例子来，分别说说它们所说明的道理是什么。 明确：(1)“高楼拔地而起”“青草的生成”都是能量的转化，都要消耗有效能量。 (2)“烧掉一块煤”能量并没有消失，只是转化了，不过不能再用它来做功了。 (3)“点燃一支烟”要消耗能量，有效能量就会减少。 这样的事例是很多的，如：“餐具的使用”“把烧红了的火钳从火堆里取出来”“河水越过水坝流入湖泊”，都可以拿来分析，原来高深的道理就简单明了了。 设计C 1.从环境污染谈起，联系现实，想一想我们应该为这个世界(宇宙)做些什么。(要有环保意识和能量意识) 2.从可持续发展谈起，联系现实，看一看我们已为这世界(宇宙)做了些什么。(要有危机感和责任感) 3.从本文内容谈起，开动脑筋，谈一谈对作者这种新的世界观的认识和评价。(要有科技意识和创新意识) 1.提高学生对科技论文提要钩玄的能力。 2.理解本文对“熵”的说明。 3.体会本文节选部分对人类生存的新的哲学思考。 1.研讨文章论述的观点，训练提要钩玄能力。 2.学习用日常事例说明科学道理的写法。 3.把文章中所举的事例与有关“熵”的概述结合起来理解“熵”的含义。 教学方法 1.点拨引导法。教师在学生自读的基础上，提出具有普遍性的问题作点拨引导。 2.分组讨论法。让学生结合已有知识分组展开讨论，各抒己见，质疑解难。 3.联想类比法。让学生把文中所讲的道理与生活结合起来深入理解课文。 (解说：以上三种方法分别适用于学生自学能力和整体水平下、中、上的三类学生。由于此文难度较大，一般宜以第一种教法为主，交叉运用第二、三种方法。) 教学时数两课时 方案一 第一课时 一、导语设计 1868年，德国伟大的物理学家鲁道尔夫克劳修斯提出了一个十分重要而又让人费解的概念熵。“熵”这个概念谈的是热力学的第二定律。曾有不少人对这个奇怪的概念不以为然，他们想制造出各种形式的永动机来证明“熵”这个概念的错误。然而，100年的时间过去了，没有任何一个永动机能够永动。人们在实践中，越来越深刻地认识到，“熵”这个概念与我们的现实生存乃至我们的未来有如此紧密的联系，以致于1959年，在克劳修斯提出“熵”的理论91年后，英国著名作家斯诺在剑桥大学作题为两种文化及再谈两种文化的讲演时说：一个作家对热力学第二定律毫无所知，就等于一个科学家没读过莎士比亚的作品。那么，“熵”究竟与我们人类的生存有怎样密切的关系呢?“熵”又揭示了人类怎样的未来呢?今天，我们来学习美国当代著名社会学家里夫金和霍华德的文章熵：一种新的世界观，让我们一同走近科学领域中的“莎士比亚”。 (解说：设计此导语，旨在与学生已有的知识经验建立关联并直奔课文题目。引用斯诺的话，意在激发学生对“熵”这个概念产生浓厚的探索兴趣。) 二、解题 本文是一篇科学论文，作者里夫金和霍华德是美国当代著名社会学家。1972年，西方著名的未来学研究团体罗马俱乐部发表了关于人类困境的研究报告，题为增长的极限，提出了“增长的极限”理论，提出人口和经济的增长，必然耗尽世界上不可再生的自然资源，同时污染环境，威胁人类生存。罗马俱乐部的报告，向世人敲响了警钟，对近代西方文化中经济无限增长的观点作了批判。熵：一种新的世界观就是在这样的背景下诞生的一部学术著作。这部学术著作指出科技的发展是一个能源消耗不断增加，因而“熵”也不断增加的过程，得出了人类的历史是一个不断倒退、逐渐衰亡的结论。 三、研习课文 1.整体把握，理清思路。 (1)让学生在预习的基础上速读课文，初步提取要点，理清全文的论述思路。 (解说：此步骤着意于培养学生“提要”的能力，引导学生从文中勾画概括性语句，将概述内容与段落形式结合起来理清思路，为分析文中的疑难点做好铺垫。) (2)学生讨论发言，教师引导学生理顺全文的论述脉络。 明确：全文共15段。第1段通过民谚引出了热力学定律，第2段用一句话表述了热力学的两个定律，引出了“熵”的概念。第3、4段是对热力学第一定律的论述，为下文论述热力学第二定律即熵的定律做铺垫。第5段为过渡段，转入对熵的论述。第6、7段是对熵下定义并做解说。第8、9段进一步从能量耗散的角度论述熵的涵义：能量平均状态是熵值达到最大的状态。第10至15段从地球上能量、工业回收、物质衰变等角度探讨了能源危机，说明地球上的有效能量在不断减少，熵在不断增加。 2.具体研习，突破重难点。 (1)学生梳理文中有关“熵”的概述，并用自己的话对“熵”的本质做出概括。 明确：第5段熵就是损失了的能在将来用于做某种功的一定能量。 第6段熵是不能再被转化做功的能量的总和的测定单位。 第7段熵和污染是同义词，是某一系统中存在的一定单位的无效能量。 第9段熵即无效能量的总和。 概括：熵就是无效能量，就是污染。 (解说：在对课文整体把握的基础上，通过对文中“熵”的概括的勾画梳理，可加深对课文重难点的理解，使学生养成利用提要的方式来理解文章的习惯。先让学生在书上勾画并在笔记本上，然后用自己的话来谈一谈对“熵”的概括理解;教师可以摘要板书。文中关于“熵”有多处论述，梳理不必求全，但要能抓住关键从不同角度论述。) (2)学生勾画课文中关于“能量”的概述，并用自己的话来谈一谈对“能量”的新认识。 明确：第6段能量可以分为“有效的”或“自由的”能量，和“无效的”或“封闭的”能量。 第7段熵的增加就意味着有效能量的减少。被转化成了无效状态的能量构成了我们所说的污染。 第8段在一个封闭系统里，能量水准的差异总是趋向于零。没有任何能量级别差异的状态叫做能量平均状态。 第9段能量平均状态是熵值达到的最大的状态，那时将不再有任何自由能量来进一步做功了。 第10段地球上有两个有效能量的：一个是地球本身所蕴藏的能量，另一个是太阳能。在对人类有意义的时间里，这两个能量都是有限的。 第14段当有效能量告罄时，我们称之为“热寂”。认识“能量”：能量可以分为“有效的”和“无效的”两类，有效能量是有限的并且总在减少，即熵总在增加。有效能量消耗完时，熵达到最大值，这叫做能量平衡状态或者叫“热寂”。 (解说：要深入理解“熵”的内涵，就必须深入理解与“熵”密切相关的“能量”的内涵。让学生能用自己的话来谈理解，是真正理解的标志。此设计既是提要钩玄能力的培养，也是突破课文重难点的途径。课文中关于能量有较多表述，学生能够勾画出来加以研讨即可，不必逐一。) 四、课堂训练 本文在阐述科学道理时，有概述，有解说。从课文中找几个例子，分析作者是如何运用具体事例来说明抽象的论述要点的。 明确：课文第4、5、6、8、12、13段中都举了日常生活中的例子来作具体说明。学生可以结合自己的物理学知识和生活经验来分析这些例子与概述要点的内在联系。 (解说：此设计旨在“具体研习，突破重难点”的基础上，使学生对课文有更多的感性认识，更有效地培养学生“钩玄”的能力，着重落实“教学重难点”。可以参阅教师教学用书上的分析。) 五、课堂小结 本文着重论述了热力学第二定律即“熵”的定律。熵是与能量密不可分的一个概念。作者对熵和能量作了大量地叙述，同时又从生活中举了大量的例子来作分析解说，使抽象的道理具体化，易于为一般读者所接受。这种写作方法值得我们学习。 (解说：本小结旨在总结本节课的教学要点，强化学生对教学重难点的掌握，体现教学目的的要求。) 六、布置作业 在课文第一段中，作者举了三个民谚来启发人们认识热力学第二定律。请结合本节课所学的知识，从能量耗散的方面，阐释下面几句话的意义： (1)你不可能不劳而获： (2)覆水难收： (3)天网恢恢，疏而不漏： 第二课时 一、检查作业，导入新课 1.让学生就上节课的课后作业相互交流意见，然后发言讨论。 2.教师对学生发言中的疑难进行点拨。 明确：上节课的作业可以参阅教师教学用书上的分析。 (解说：通过检查作业把握学生的理解程度，从而调整本节课的教学。) 3.导入新课。 通过上节课的学习和作业练习，我们对“熵”这个概念有了更多的了解。按照英国作家斯诺所言，可以说我们是学习了科学领域里的莎士比亚的作品。但是熵：一种新的世界观毕竟不是一篇文学作品，而是一篇饱含了深刻哲理的科学论文，其中一定还有不少令我们感到困惑的问题。这节课，我们就来做进一步的研讨。 (解说：设计此简短导语，旨在重新激发起学生研讨的热情，真正来一番“提要钩玄”的能力训练。)二、研习课文 1.学生自主质疑研讨。 2.具体研习，突出重点，突破难点。 如果学生不能提出更有研讨价值的问题，教师可以引导学生深入研讨以下问题： (1)第3段中“宇宙中的能量总和一开始便是固定的，而且永远不会改变”一句如何理解?明确：可以引导学生利用已有的天文学知识来讨论。也可引导学生结合史蒂芬霍金的宇宙的未来一文中有关大爆炸的理论来思考。 (2)第4段中“世间万物的形态、结构和运动都不过是能量的不同聚集与转化形式的具体表现而已”。你能再举出别的例子来说明吗? 明确：大到一头大象、一座山，小到一只蚂蚁、一块石头，都是能量的具体表现形式。 (3)我们应该如何重新看待工业回收问题? 明确：工业回收对人类的生存有十分重要的意义，但是任何工业回收都在导致能量的消耗，即“熵”的增加。 三、课堂训练 课文题目熵：一种新的世界观指的究竟是一种怎样的“新的世界观”?结合对本文的学习，请写一段话，谈谈你对此观点的理解。 明确：作者认为人类科学技术的发展史是一个能量不断消耗、熵不断增加的过程，是一个不断衰退的过程，是一个一步步走向毁灭的过程。作者对人类发展史和人类未来的发展持悲观的态度，这相对那种对人类发展史和发展前景持乐观态度的观点来说，是一种新的世界观。 (解说：教师应向学生提供课外的一些相关资料。) 四、课堂小结 通过进一步研习课文，我们对熵的深刻内涵又有了新的理解。同时，我们对人类目前的生存方