《一名物理学家的教育历程》教学设计 统编版高中语文必修下册

读文长识，培养科学精神——《一名物理学家的教育历程》教学设计教学目标：1．体悟科学精神。启迪学生的自我教育、自我成长意识，启发学生自我培育。保护自己的想象力、好奇心和创造力。培养学生的执著追求和实践探索精神。2．学习传记性文字的写作手法。理解选材、组材与表达主旨的关系。3．学会通过对关键词的理解、把握来理解文本意义和文本结构。教学重点：学习传记性文字的写作手法，理解选材、组材与表达主旨的关系教学难点：启迪学生的自我教育、自我成长意识，启发学生自我培育教学过程：一、自主预学（一）【导入设计一】北京时间2020年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。早在2016年，神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接！从逐日、奔月的神话到空间站的建立，千年绮梦已成真；从万户飞天到神舟十一号载人飞船的起航，揽月神游弹指间；从想象到实践，我们依靠什么走到了今天？或许《一名物理学家的教育历程》会给我们答案。【导入设计二】加来道雄在《不可思议的物理》书中的前言自曝如何成为一名理论物理学家:上高中的时候，我在妈妈的车库里装配了一台核粒子加速器，作为科学展览的参展作业。我去西屋公司收集了400磅废变压器钢。在圣诞节期间，我在高中的足球场上绕了22英里长的铜丝。最终，我制造出了一台功率230万电子伏的电子感应加速器，它需要消耗6千瓦电力(相当于我家房子输出的总功率)，能产生相当于地球磁场2万倍的磁场，目标是能制造出威力足以产生反物质的γ射线。我的科学展览项目使我进入了全国科学展，最后还使我梦想成真，获得了哈佛大学的奖学金。在那里，我最终得以追求成为一名理论物理学家的目标，并且追随我的偶像——爱因斯坦的脚步。（二）任务驱动1.作者介绍加来道雄，美籍日裔物理学家，毕业于美国哈佛大学，获加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位，后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著）、《量子场论》《超弦导论》。2.创作背景宇宙科学在当今越来越引起世人的关注。从古希腊到20世纪出现了许多关于世界构成的理论。20世纪伟大的物理学家爱因斯坦提出的相对论，把人类探索世界奥秘的步伐向前推进了一大步，他把现实世界的三维扩展到宇宙空间的四维，这是一个了不起的伟大成就。但是它却不能解释所有的现象。当今世界探索宇宙本源的科学活动逐渐分成两个方向，一是向宏观世界探求宇宙的秘密，一是向微观世界追寻世界的本源。到底如何选择正确的方向，是否需要两者的完美结合，还是有其他途径来解决这一难题，都需要人类付出艰辛的劳动和选择正确的思维方式。3.题目解说本文属于人物简介类说明文。“一名物理学家的教育历程”中的“历程”指经历的过程，如“成长的历程”“辉煌的历程”等。在本文不仅指“教育历程”，也包括“教育内容”。4.层次结构全文可分为三个部分：第一部分（1）：交代童年的两件趣事，极大地丰富了作者对世界的理解力，并且引导作者走上成为名理论物理学家的历程。第二部分（2-11）：主要叙述作者对鲤鱼世界的遐想。第三部分（12-18）：主要介绍了作者对爱因斯坦未竟事业的向往（三）通读全文，梳理文言知识1．字音识记惊诧（chà）不已贪婪（lán）畏葸（xǐ）撒手人寰（huán）杜撰（zhuàn）可怖（ｂù）目眩（xuàn）怪诞（dàn）鄙视（ｂǐ）浩瀚（hàn）2．词语积累自鸣得意：自以为了不起，表示很得意。鸣：表示，以为。撒手人寰:指离开人间，即死亡。人寰：人间。刨根究底：比喻追究底细,问事问根本，看事看内在。在所不辞：决不推辞（多用在冒险犯难）。畏葸不前：畏惧退缩，不敢前进。葸：害怕，畏惧。二、点津导学任务一：梳理《一名物理学家的教育历程》内容，概括重要信息【提问】分别请同学来朗读课文，其它同学听完概括相应段落的内容。【明确】童年时期：遐想鲤鱼科学家的故事——贪婪地阅读历险故事童年时期：听老师讲伟大科学家的故事——研究未完成的理论青年时期：建立实验室——产生比地磁场强两万倍的磁场【提问】作者对鲤鱼世界有哪些遐想？请分析概括。【明确】①鲤鱼们只模糊地意识到在水面之上存在另一个外部世界（第4段）②鲤鱼们会鲤鱼“科学家”所提出的水外面还有一个世界的看法冷嘲热讽。（第5段）③鲤鱼们会为睡莲自己能够运动而困惑不懈。（第6段）④鲤鱼“科学家”用“力”解释睡莲自己能够运动。（第7段）⑤鲤鱼“科学家”离开水到空气中的神奇经历。（第8、9段）【提问】第10-11段主要写什么？这两段与2-9段是什么关系？【明确】写我对高维世界的好奇与思考。2-9段采用类比手法，生动形象地解释了我为什么会对高维世界产生兴趣的原因。两者有相似之处：人类生活世界与鲤鱼的水塘一样，有空间的局限性；一般的人也与鲤鱼们相似，有认识的局限性，保守固执，拒绝承认有平行宇宙或多维空间。都对自己的科学家提出的观点不理解，甚至鄙视。【小结】作者讲述自己对鲤鱼世界的遐想，告诉我们：是想象让自己走上了理论物理科学家的道路。【提问】第二件事是作者对爱因斯坦未竟事业的向往，作者如何叙述这种强烈的向往之情？【明确】按时间顺序。①八岁时被爱因斯坦的故事迷住，产生好奇；②接着，花很多时间阅读关于爱因斯坦及理论的每一本书；③不久，知道爱因斯坦未完成的论文内容（统一场论），但不能理解；④高中，大量阅读，理解了统一场论原理；⑤建原子对撞机（电子感应加速器）（三）任务二：分析加来道雄完成自我教育的原因【提问】从全文来看，加来道雄之所能成为一名优秀的科学家，离不开他身上的哪些品质？【明确】丰富的想象力，浓厚的兴趣，热爱阅读，刨根究底的探索精神，大胆实验的精神。【提问】如何理解文章标题所说的“教育历程”？【明确】文章标题中的“教育”，并非一般意义上的读书求学，更多的是所作者的自我教育，是一种自主观察、阅读和探索的经历。文中提到的三件事，都属于作者的“教育历程”：①童年时期的两件趣事(由观察小池中的鲤鱼而想象水池中鲤鱼“科学家”的一系列思维活动，培养了想象力和对事物研究的兴趣；由对爱因斯坦的崇拜，激发了自己的好奇心，发展到决心完成爱因斯坦未竟的事业)；②高中阶段，看了许多书后，建立实验室，制造“自己的原子对撞机”的情况和体验。【小结】作者讲述对爱因斯坦的着迷，从而使自己觉得“必须成为一名理论物理学家也在所不辞”。总之，本文并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵，科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。科学不应该是枯燥的，而应该是充满乐趣的。有了想象力，有了乐趣，那只是成为科学家的基础因素，还要踏踏实实地做实验。否则，一味空想，而不做基础工作，是不可能达到真理彼岸的。三、合作共学1.鲤鱼“科学家”们会“杜撰某种虚构的东西”，“掩盖自己的无知”。这是个比喻句，它是来比喻什么的？作者用这句话比喻我们对自己所生存的环境中的一些未知的东西，往往采用类似的方法，说明我们对宇宙的认识是有限的，有时甚至是肤浅和错误的。2.第13段中，“这种记忆”指什么？为什么会“温暖如春”？“这种记忆”指“我花了好多时间静静阅读我能够找到的关于这个伟人和他的理论的每一本书”。说它“温暖如春”，是因为作者一开始便被爱因斯坦的故事迷住了，阅读他的书，是为了寻找答案，童年的作者对科学充满了强烈的好奇心和浓厚的兴趣，并享受到了求知带来的无穷乐趣。3.爱因斯坦是作者迷恋崇拜的对象，这里作者将爱因斯坦的故事和谋杀故事相比，你认为是否合适？为什么？合适。因为这是从孩子的角度来看问题的，在孩子眼中，谋杀故事无疑具有激动人心的力量，在此将爱因斯坦的故事和谋杀故事相比，更能突出爱因斯坦的故事对作者的强大吸引力，所以合适。4.第13段中“这一秘密”指什么？“纵然为此而必须成为名理论物理学家也在所不辞”这句话的深刻内涵是什么？“这一秘密”指爱因斯坦的故事留给作者的悬念：他未完成的工作是什么？他桌上论文的内容是什么？什么问题可能会如此难以解决而又非常重要，值得他把有生之年花费在这种研究之中？一句话概括：爱因斯坦一生研究的究竟是什么问题。“纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞”这句话，表面上看起来是一种幽默：为了弄清自己想要弄清楚的爱因斯坦所关心的“上帝怎样创造了这个世界”和这个“世界的内在规律”，作者“不得已”要做一名理论物理学家。实际上，作者强调的是要探索宇宙的本质，必须付出艰辛的劳动，而自己为了追求真理，再艰辛也要奋斗下去。所以，这句话表现了一位追求真理的科学家的执着精神和坚强意志。5.鲤鱼“科学家”对“世界”的认识是怎样的？这认识说明了什么？其认识主要有以下几点：①“水池之外看不见的世界没有科学意义”。②“它们为睡莲能够自己运动而困惑不解”——它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。③鲤鱼“科学家”的“消失”和“重现鲤鱼们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。④鲤鱼“科学家”的“传奇故事真实地证明了另一个世界的存在，而鲤鱼们却认为是“胡说八道”，荒谬绝伦，违背了它们的“自然规律”。这一认识说明了“自以为是”的人类和鲤鱼“科学家”有相似之处。①人类的“一生就在我们自己的‘池子’里度过”，只要“超出了我们的理解力”的自然存在，我们就“拒绝承认”。②“科学家发明像力这样一些概念是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”，不肯改变思考问题的方式。③“不能在实验室里便利地验证”的理论，他们就加以“鄙视”，表现出他们思想上的保守和固执。6.文中作者阅读多维空间历险故事和统一场论书籍两小段内容，对其“教育历程”的叙述有什么作用？本文的重点是童年两件趣事和建立实验室，这三个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来。而夹杂在其中的两个小事例，主要起补充和衔接的作用。历险故事加深作者对高维空间的想象，激发兴趣；而阅读统一场论书籍，既表现高中阶段者求知的热情，又衔接起由理论到实验的探究过程。作者在文中指出在童年有两件事大大丰富了他对世界的理解力，并且引导他成为一个理论物理学家的历程，这两件事给他的启示：大胆地想象、怀疑和猜测，不要故步自封，兴趣在人的成长过程中是不可缺少的。但要到达成功的彼岸离不了坚定的信念、坚持不懈的努力。7．课文中作者阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，对其“教育历程”的叙述有什么作用？明确：课文的重点是“童年的两件趣事”和“建立实验室”，这三个事例已经把作者的“教育历程”完整地勾画出来了，而夹杂其中的阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍的两个小事例，主要起补充和衔接的作用。多维空间历险故事加深了作者对高维空间的想象，激发了他的探索兴趣；而阅读统一场理论书籍，既表现了高中阶段作者求知的热情，也衔接起由理论到实验的探究过程。8、一名物理学家是如何谈论他的教育历程的？和一般的介绍科学研究的原理和探索过程的文章有什么不同？明确：①在整体上，作者通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例，突出他成长为一名“物理学家”的“教育历程”。②在局部上，作者略写他高中阶段看了许多统一场理论方面的书，并常常去斯坦福大学的物理学图书馆的经历，详写他制造“自己的原子对撞机”的过程，其中具体的数据叙述得很详尽，让人体会到作者严谨、踏实的性格，以及成为一名物理学家所需要的基本素质。9.作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的启迪？科学是建立在实验之上的，科学理论要经过实践的检验才能得到论证。实验不是简单的操作，要有理论的指导，要有实验的设计，要有策划组织能力，要有耐心和恒心等，实验考验的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是重视理论，轻视实验，表现为动手能力和实践能力差，思想上浮躁，急功近利。对教育而言，重知识，轻能力的现象很普遍。这些都是名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪。四、拓展迁移（一）深入探究1．加来道雄讲述了童年趣事对他成为物理学家的重要影响。你认为是有趣的吗?如果有趣。趣在何处?加来道雄认为的趣与我们认为的有何不同?你认为这件趣事是如何影响了加来道雄成为一个物理学家的?提示：从一个孩子的角度讲述故事．池塘观鱼充满好奇和想象：五彩斑斓的游鱼、成千上万的水滴、风中摇曳的睡莲，池水将它们隔绝成的另一个世界⋯⋯这是趣：从一个物理学家的角度重述这个故事．作者读出其中深刻的物理学意义．池鱼等等和童年的“我”构成一个多维的世界，而池鱼观察世界的角度、结论和困惑不仅隐喻了人类对世界的观察角度、结论和困惑．也表达了作者对人类认知局限的反思和批判．印证了作者关于高维宇宙存在的物理学观点。因此。这个童年趣事深刻地影响了加来道雄对世界的认知．“此后，我一直对存在高维世界的可能极感兴趣”．这对加来道雄最终成为物理学家具有重要的引导意义。“鲤鱼和我生活在两个截然不同的宇宙之中．从不进入对方的世界”。“我们自以为是地拒绝承认就在我们的宇宙跟前存在有别的平行宇宙或多维空间．而这些都超出了我们的理解力”。这来自童年的现实观察的想象和爱因斯坦的统一场论暗合，似乎是一种神秘的机缘和来自“上帝”的呼唤，说明了作者的物理学天赋和他从事理论物理研究的神圣使命。2．池塘观鱼与爱因斯坦书桌上未完成的论文在作者看来是童年时期对自己最有影响力的万方数据事情。作者是如何表述它们之间的内在联系的?这样的语言表述在文本表达上有什么意义和作用?提示：“然而，作为一个孩子，我却不能理解，畅游在茶园池水中的鲤鱼和爱因斯坦桌上未完成的论文可能存在着某种联系。”鲤鱼故事如前讨论隐喻了高维世界的存在，而在作者看来这正是解决爱因斯坦统一场论的关键，也正是作者物理学成就的所在。从文本表达上看．此句通过点明两者间内在逻辑关系总结并扭结了上文的两个故事．并由“解决统一场论的关键”开启了下文高中阶段的实践探索故事。3.研究探讨：（开放型题目）作者的成长历程给你什么启示？成为一名科学家需要那些素质？请你举出几个和作者成长历程相似的科学家？提示：作者进行艰苦枯燥的工作，体现了他对科学的热爱以及踏实的性格，显露出一个科学工作者的潜能：人要想有所成就仅仅空想是不行的，要有严谨、踏实、务实的工作作风，从基础做起，重在实践。应具备下列品质：奇特的想象力；探究的精神；实验的精神；自主创新精神；奉献精神；要耐得住寂寞；不要固步自封；坚定的信念，坚持不懈的努力。例如华罗庚、爱因斯坦、钱学森、牛顿、瓦特、居里夫人等。（二）问题探究问题探究一：文章重在反映作者成长为一名“物理学家”的“教育历程”，想一想，为什么作者不按从童年到小学、初中、高中的时间顺序叙事？思路点拨：作者写作此文的主要宗旨在于告诉读者如何才能成为一名物理学家。在作者看来，他的经历中三个方面的成长是最最关键的：（1）童年时期的两件趣事（由观察小池中的鲤鱼而想象水池中鲤鱼“科学家”的一系列思维活动，培养了想象力和对事物研究的兴趣；由对爱因斯坦的崇拜到决心完成爱因斯坦未竟的事业）；（2）高中阶段看了许多书后建立实验室制造“自己的原子对撞机”的情况和体验。作者这样安排行文，既让读者看到了作者从小开始的成长历程，让读者明白了一个物理科学家成长过程中最有说服力的“成长因素”。如果一味按童年到小学到初中到高中的顺序叙事，最有价值的内容必将被冲淡，标题中的“教育”意义也难以得到突出。问题探究二：作者开篇引用爱因斯坦的话，用意何在？提示：爱因斯坦这句话，表明了他研究理论物理的目标和意义，作者加以引用，既表示对爱因斯坦科学探索精神的崇敬和对爱因斯坦探索宇宙的意义的理解，也表明他一生求索的目标以及他对自己探索宇宙本质的意义的认识。问题探究三：作者说，丰富自己对这个世界的理解力并引导自己走上理论物理研究而且最终成为理论物理学家的，是“童年的两件趣事”。请用简练的语言概括这两件“趣事”，并回答：（1）你觉得这两件“趣事”有趣吗？（2）作者认为这两件事情有趣的根本原因是什么？（3）你从加来道雄走上理论物理研究之路的经历中受到什么启发？提示：两件趣事，一是对鲤鱼世界的遐想，一是对爱因斯坦未竟事业的向往。一件事是否有趣，不取决于事情本身，而取决于一个人对事情的情感与态度。作者自小喜欢思考问题，尤其喜欢透过现象去深入思考事物的本质，所以，对于鲤鱼在水中游这种现象，对于老师讲的一个探索宇宙本质的科学家的故事，他便表现出了特别的兴趣。也许，在一般人看来，这两件事都极其平常。这说明，兴趣是最好的老师，要想在某个领域有所成就，首先必须对这个领域的事物有着特别浓厚的兴趣。问题探究四：作者能有所成就，除了他“想知道世界的内在规律”的求索精神外，还有一个最重要的不可或缺的可贵品质是什么？提示：他能超越一般世人所无法超越的世俗的约束，大胆进行科学实验，这种敢于挑战、勇于实践的精神，使他的科学研究走上了正确的道路。问题探究五：文章中说到“鲤鱼‘科学家’”时，都要把“科学家”加上引号。请问：引号在这里有什么作用？加引号的“科学家”的具体含义是什么？提示：这里的引号，表示所引的词语有特殊意义，它不同于我们通常使用的“科学家”一词的含义，而是假想的鲤鱼世界里的“有‘智慧’的鲤鱼”。问题探究六：作者读完能够找到的所有有关爱因斯坦及其理论的书籍之后，说：“我决定要对这一秘密刨根究底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”这句话中的“这一秘密”指什么？“纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞”这句话的深刻内涵是什么？提示：“这一秘密”指爱因斯坦的故事留给作者的悬念：他未完成的工作是什么？他桌上论文的内容是什么？什么问题可能会如此难以解决而又非常重要，值得如此伟大的科学家把他的有生之年花费在这种研究之中？如果用一句话，可以概括为：“爱因斯坦一生研究的究竟是什么问题？“纵然”一句，表面上看起来是一种幽默：为了弄清自己所想弄清楚的“上帝是怎样创造了这个世界的”和这个“世界的内在规律”，作者“不得已”要做一名理论物理学家；实际上，作者所要强调的是：要探索宇宙的本质，必须付出艰辛的劳动，而自己为了追求真理，再艰辛也要奋斗下去。所以，这句话表现了一位追求真理的科学家的执著精神和坚强意志。（三）引申推想1．“有些人通过个人所得、个人关系或者个人经历寻求生命的意义，然而，在我看来，有幸得到能领悟自然之最终奥秘的智慧，才赋予生命充分的意义。”你怎样理解这句话?你是否考虑过以追求什么来赋予自己的生命以意义?提示：这个问题当然没有唯一的答案。对于领悟自然奥秘的智慧的追求是加来道雄作为物理学家的热爱和追求。重要的是，我们如何去确立和追求我们生命的意义。2．作者说：“在宇宙尺度上，我们还在继续认识我们周围越来越大的世界。但是甚至连我们有限的才智那一点儿力量也能使我们窃取隐藏的最深的自然奥秘。”庄子曾云：“吾生也有涯，而知也无涯，以有涯随无涯，殆已!已而为知者，殆而已矣。”两者之间的同与不同在哪里?你如何评价?提示：他们都揭示了人类对于宇宙世界规律的认知是纤弱和无力的．但是加来道雄们依然对人类的智慧和能力抱有信心。对探究宇宙的终极秘密抱有极大的热情和雄心．而人类的科学发展史也证明了人类对宇宙科学探究的价值和意义。五、总结悟学写作特点1.描述形象，想象丰富。形象的描述，可以增强感性认识。本文对鲤鱼世界的還想的描述，尤其是那场暴雨之后，作者对鲤鱼“科学家们”的心理行为等的描述更是生动形象。作者借助于想象，采用了拟人化笔法，让鲤鱼“科学家们”会看会想，会提出问题会说话，这样就使深奥的科学道理变得显易懂。如第9段中，“它说：‘突然之间，不知怎的我就被拉出了咱们的宇宙（池水）……随后，我发现自己又被扔回了咱们的世界。’”2.语言准确，严谨周密。作者讲究选词，讲究用恰如其分的词句来表达周密严谨的意思。例如：最奇怪的是那个抓住我的生物竟然-点儿也不像鱼。更使我震惊的是，无论如可也看不到它的鳍，但是没有鳍它还是能够运动。“最”对奇怪的程度进行了限制，突出了奇怪的程度之深。“更”则是对“震惊”的限制，强化了震惊之大。这两个表程度的副词都表现出人类在鯉鱼眼中是一种奇形怪状的物体。而“竟然”“也”则明确指出人类在鯉鱼眼中是如何怪异的一种东西。这足见作者用语的准确、周密。3.重点突出，详略得当。在作者这位物理学家的教育历程中一定有很多值得写的事件，但本文不仅仅是简单为大家讲述成长故事，它还有着深刻的科学内涵。在作者看来，想象力、兴趣和实验精神对科学家的成长、成功而言，是至关重要的。所以作者便打破常规方式，只选择童年的两件趣事和高中时建立实验室这三个能够很好地体现这三层内涵的事件来写。突出他成长为一名“物理学家”的“教育历程”，并不旁及其他成长的经验。由此可见，形式为内容服务，选材剪裁时一定要考虑内容和中心的关系，重要则详写，一般则略写，无用则不写。【资料链接】材料一：北海若曰：“井蛙不可以语于海者，拘于虚也；夏虫不可以语于冰者，笃于时也；曲士不可以语于道者，束于教也。”--《庄子集释》卷六下《外篇·秋水》材料二：鲁迅在《呐喊·自序》中记述了与钱玄同的一段对话：“假如一间铁屋子，是绝无窗户而万难破毁的，里面有许多熟睡的人们，不久都要闷死了，然而是从昏睡入死灭，并不感到就死的悲哀。现在你大