部编版高中语文必修下册《一名物理学家的教育历程》导学案一

《一名物理学家的教育历程》

导学案

学习目标

1、知识目标

1.了解作者及其作品。

2.了解科学、认识科学。

3.以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。

。.核心素养

语言建构与运用：阅读文章内容，梳理文章层次，了解学科知识。

思维发展与提升：课前教师提出导读提示，学生自学为主，课上师生共同梳理课文内容，探究作者在

文中表现的思想内涵。

审美鉴赏与创造：引导学生养成正确的科学观，明确兴趣在学习中的重要作用。

文化传承与理解：体会科学精神，培养探索精神。

重点难点

了解科学、认识科学；并以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。

学习过程

（一）背景链接

宇宙科学越来越引起世人的关注和兴趣。从古希腊人提出“世界是由什么组成的”问题到现在，许多

科学家进行了有益的探索，也形成了许多关于世界构成的理论。直到上个世纪，伟大的物理学家爱因斯坦

提出相对论，把人类探索世界奥秘的步伐向前推进了一大步，然而他不能解释所有现象。随着科学的快速

发展，又产生了解释微观世界规律的量子理论，但量子理论也不能解决宇宙和粒子的组成及运动规律等问

题。于是物理学的发展上升到多维空间理论上来，当今科学界把探求“关于一切的理论”作为目标，但还

没有真正出现这种理论。即使今日的科学巨匠霍金也不能解决这个问题。但是世界总有其本源，宇宙总有

其组成的最小单位。这强烈地吸引着科学家去不懈追求，甚至穷尽毕生精力试图完成这项最伟大的“工程”,

加来道雄就是这样一位理论物理学家。

（二）常识整理

1.统一场论

根据现代物理学知识，将我们的宇宙结合起来的力有四种：引力、电磁力、强核力和弱核力。物理学

家运用量子力学，已经把后三种力统一起来(美籍华裔物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨一米尔斯场

理论，解决了这一问题，被称为“标准模型二但是这一理论因为计算繁复无比而让人头疼)，但是引力仍

然游离在外0爱因斯坦毕终生之力想寻求四种力的统一，建立一个大一统的理论，最终也没有实现。

2.高维空间

现代理论物理学认为，统一四种力的前景，在于高维空间(如十维或更高)理论的确立。比如对于古人

来讲，风暴是怎样产生的，风暴会袭击什么地方，什么时候袭来，什么时候结束，他们是一无所知的，因

为他们生活在平坦的大地上，只能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察，即使有简单的预报，也都是靠

经验来推测的。现在有了气象卫星，从太空这样三维角度观察地球，在地面上看来神秘莫测的风暴被看得

一清二楚，可以精准地预报风暴的动向。同样，理论物理学家认为，传统的四维(三维空间加上时间)理论

太“小”，不能解释宇宙中的四种力。当他们超越四维而在更高维(如十维或更高)中寻求统一这四种力时，

就能得到一种简单、漂亮的解决模型(科学家认为宇宙应该是简单、和谐的)。

高维空间理论认为，宇宙大爆炸后10〜43秒，十维宇宙分解成四维宇宙和六维宇宙，四维宇宙暴胀，

经过近一百五十亿年，演变成今天我们生活的宇宙。大爆炸后10〜35秒，大统一力分开。但是高维空间理

论很难在实验室中得到证实，因为要模拟当时的环境，需要的能量太大，根本无法做到，所以现在高维空

间理论只能是“理论”。

自主探究

一、自主学习

(一)读准字音

I.单音字

⑴斑斓(Idn)(2)遐想(xid)

(3)杜撰(zhudn)⑷触摸(chii)

(5)惊谤(chG)(6)令人目照(xudn)

⑺贪攀(Idn)⑻撒手人罩(hudn)

(9)浩卷(hdn)(10)畏事(xD

II.多音字

1.组词辨析法

［栅栏率列

⑴栅【棚极(zshdn))(xi)

(2)系

系鞋带(ji)

'刨根儿(pdo)磁场(chdng)

⑶刨｛-⑷场

［刨子(bdo),场院(chdng)

2.语境辨析法

(5)由于风暴影响，航班大面积取消，机场陷入混(him)乱，有人便混(h6n)水摸鱼，干一些非法勾当。

(6)我选择了一种很薄(bdo)的薄(bd)荷糖作为生日礼物送给了同桌，面对这份薄(b6)礼，他很激动。

(7)坠落悬崖后，他半天才醒过来，伤口疼痛，像钢针扎(zhd)着一样，最终挣扎(zhd)着包扎(zd)好了

伤口。

(二)写准字形

'xid(遐)想

'斑Idn(斓)

xid(瑕)疵

⑴〈Idn(澜)言(2)<

无Xid(暇)顾及

.波Idn(澜)

、放我(假)

惊chd(诧)鱼qi(鳍)

(3)(4)­

.叱zhd(咤)风云shl(嗜)好

怪ddn(诞)ch6n9(崇)敬

⑸(6)

.垂xidn(涎)三尺.鬼sui(祟)

(三)用准词语

I.明确词义

(1)细枝末节:细小的树枝，…丕大的哥捣一比喻事情或问题的细一小面无差紧要的部分2

(2)五彩斑斓:形容颜色非常好看，色彩相当丰富，多种颜色错杂繁多耀眼。

(3)冷嘲热讽:川尖刻.辛辣的语言进行以笑和蛆刺二

(4)汹涌不息:猛烈地向上涌或向前翻滚的水波长久不止。

⑸高深莫测:高獴的程度无法揣测3.形容使人难以理解H

(6)自鸣得意:自己表示很得意。

(7)撒手人寰:指离开人世，死亡的委婉说法。

⑻刨根究底:比喻追究底细。同“刨根问底”。

(9)畏蕙不前:畏惧退缩?…丕敢前进二

语境运用(辨析正误)

我们在工作或生活中，遇到困难要乐观，不能畏蕙不前；也不能过于乐观，自鸣得意，盲目自大。

辨析：“自鸣得意”，指自己表示很得意(多含贬义)，侧重于自我陶醉。可改为“自命不凡”，指自以为

很了不起，不平凡，侧重于目空一切。

II.易混辨析

1.历程VS里程

课本原句一名物理学家的教育历程。

都是名词，但二者侧重点不同。“里程”侧重指具体的路程，“历程”侧

重经历的过程。在时间不明确时，或是将来时用“里程”，如“同学们激情满

辨析

怀，展望新的生活里程”。在表示过去的句子中，要用“历程”，如“回顾几十

年的战斗历程，他感慨万千”。

京广高铁26日全线贯通，系世界运营里程最长的高铁，从某种意义上

即境活用

说，它总结了我国高铁的发展历程。

2.引导VS指导

童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，并且引导我走上成为

课本原句

一个理论物理学家的历程。

都作动词，表示对人的导向。但二者侧重点不同：“引导”侧重于暗示、

辨析提醒、启发，让他人自己去感悟；“指导”侧重于明确的指向性，应该往哪个

方向，应该怎么操作，都一一指明，甚至给予现场示范。

中国人民银行支付结算司副司长樊爽文在会上表示，为了引导和规范移

即境活用

动支付发展，中国人民银行正在针对移动支付拟定指导意见。

二、探究学习

第一步快读课文•明大意

1.作者在文中指出，在童年有两件事情大大地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，是哪两件事？

答：

明确：①童年观看鲤鱼世界而换位想到鲤鱼是如何思考理解未知世界的。②童年听过有关爱因斯坦的

故事。

2.这篇文章可分几部分？简要概括各部分的内容。

答：

明确：可分三部分。第一部分（第1自然段）：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一名理论物理学家的历程。第二部分（第2〜11自然段）：主要叙述作者对鲤鱼

世界的遐想。第三部分（第12〜18自然段）：主要介绍了作者对爱因斯坦未竟事业的向往。

第二步精读课文•细揣摩

（一）阅读课文第1〜11自然段，思考并回答后面问题。

1.作者开篇引用爱因斯坦的话，用意何在？

答：

明确：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。

2.“在那静静的时刻，我充满了无限的遐想”，其中“我”遐想的主要内容是什么？第3自然段在选

文中起什么作用？

答：

明确：遐想的主要内容是：水池中的鲤鱼怎样观察它们周围的世界。第3自然段在节选部分中起总领

作用。

3.第7自然段中，“鲤鱼‘科学家们’将会聪明地杜撰某种虚构的东西一一它被称为‘力’，来掩盖

自己的无知”一句运用了什么修辞手法？有什么作用？

答：

明确：本句采用比喻手法，比喻我们对自己所生存的环境中的一些未知的东西，往往采用类似的手法,

形象地说明了我们对宇宙的认识是有限的，有的甚至是肤浅或错误的。

4.鲤鱼“科学家”对“世界”的认识是怎样的？作者想通过鲤鱼“科学家”对世界的认识说明什么？

答：

明确：第一问：（D“水池之外看不见的世界没有科学意义。”（2）“它们为睡莲自己能够运动而困惑

不解”一一它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。（3）鲤鱼“科学家”的“消失”和“重现”一一它们认

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，而它们却认为“胡说八道"，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。

第二问：说明“自以为是”的人类和鲤鱼“科学家”有相似之处。（1）人类“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，他们就“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它”的理论，他们就加以“鄙视”，表现出思想上的保守和固执。

5.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？

答：

明确：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”。

6.第9自然段中的“冥冥世界”和“熟悉的自然规律”各指代什么？本段采用了怎样的修辞手法？有

什么作用？

答：

明确：“冥冥世界”指鲤鱼所生活的池水以外的世界；“熟悉的自然规律”指生活在水中，靠鳍运动。

本段采用拟人手法，这样写生动形象，使深奥的科学道理变得浅显易懂。

7.作者为什么讲述鲤鱼的故事？

答：

明确：作者讲述鲤鱼的故事，目的是向大家介绍自己成为一名理论物理学家的历程，展示了思想经历

的基本过程。

（二）纵览全文，思考并回答后面问题。

8.课文中阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，对“教育历程”的叙述有什么作用？

答：

明确：课文的重点是童年趣事和建立实验室，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

阅读统一场理论书籍，既表现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。

9.本文体现了怎样的科学精神？

答：

明确：本文三个主要部分，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，可以从中

看到以下三方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。

(1)想象力：科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想象中，认识到人

类观察空间的局限性，间接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想象上升到理性的创造，体现了创新意

识和探索精神。

(2)乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。探寻自然的奥秘，对真正的科学工作者来说，

是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏”，也是人生的“境界”。“游戏”使他们乐此不疲，充满激情，不

受外界的诱惑和干扰；而“境界”使他们不顾功利，不畏强权，只求真理。

(3)实验精神：有了想象力，有了乐趣，那只是成为科学家的最基础的因素，不去踏踏实实地做实验，

就不能得到基本数据，假说就不能确立。一味地空想，不去做基础工作，不可能到达真理的彼岸。作者从

事的高维空间理论，虽然还停留在纸面上，但是科学家们已经在做许多基础的实验工作，努力使理论得到

证明。

自我检测

一、语言表达专练

1.下列句子中，加点的成语使用有误的一项是()

A.习近平在APEC工商领导人峰会闭幕式演讲时说，当前改革都是难啃的硬骨头，此时号图:不侬,

可能前功尽弃。

B.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住所不群。

C.现实生活中，有许多人贪赃枉法，购无城府，思想顽固僵化。

D.相对那些吝拔一毛的富豪，“高调”捐款的陈光标，就该承受更多的批判和冷啰建网吗？

2.下列各句中，没有语病的一句是()

A.作为古希腊哲学家，他在本体论问题的论述中充满着辩证法，因此被誉为''古代世界的黑格尔”。

B.古代神话虽然玄幻瑰奇，但仍然来源于生活现实，曲折地反映了先民们征服自然、追求美好生

活的愿望。

C.本书首次将各民族文学广泛载入中国文学通史，但就其章节设置、阐释深度等方面依然有很大

的改进空间。

D.由此可见，当时的设计者们不仅希望该过程中艺术活动是富有创造性的，而且技术活动也是富

有创造性的。

3.把下列句子排列成逻辑合理、语意贯通的一段话，其顺序正确的一项是（）

①我曾想：在水底的鱼群中可能有一些鲤鱼“科学家”。

②他们认为，唯一真实存在的事物就是鱼儿们看得见摸得着的。

③水池之外看不见的世界没有科学意义。

④水池就是一切。

⑤我想这些鲤鱼“科学家”会对那些提出在睡莲之外还存在有另外一个平行世界的鱼冷嘲热讽。

A.②④①⑤③B.④③①⑤②

C.①⑤②④③D.①⑤②③④

4.以“我最快乐的童年记忆之一”为开头，重组下面的句子，语句可适当增删，但不得改变原意。

记得那时我的父母亲不时带我去旧金山游览著名的日本茶园。我蹲在那里的一个小池边，为慢慢

畅游在水底睡莲之中五彩斑斓的鲤鱼所陶醉。这是我最快乐的童年记忆之一。

答：......................................................................................

5.在下面一段文字横线处补写恰当的语句，使整段文字语意完整连贯，内容贴切，逻辑严密。每

处不超过15字。

很多人都在读书，①。书读不好的原因之一是这个人的书读得全然

没有个性。其实，读书也有一个拒绝媚俗的问题。除了一些大家都应该读的基本书之外，

②。做人忌雷同，一个没有个性的人一定是一个索然无味的家伙；做文

忌雷同，写得似曾相识的文章也就失去了存在的意义；读书也忌雷同，③。

因此，聪明人读书，会独辟蹊径，另谋生路。

6.下列三幅劝阻吸烟的手势图，你认为哪一幅最好？请结合图像说明理由。要求70字左右。

答：......................................................................................

二、阅读理解专练

阅读下面的文章，完成7〜10题。

矮象和硕鼠

方舟子

提起庞然大物，我们往往会想到象。象是现存最大的陆地动物，最大的非洲丛林象的身高能超过4

米，体重能达到12吨。象刚生下来时的体重通常就有120千克。它们是如此庞大，以至于我们习惯充

满敬畏地称之为"大象”。

但是有一种象的形象很难让人给它冠以“大”字，它们成年时身高还不到1米，体重大约只有100

千克，和猪的大小差不多——猪鼻子插葱有时的确是可以装象的。这样的矮象一定很可爱，可惜它们

只生活在更新世，已在大约1万年前灭绝。

矮象并不是大象的祖先，在它们之前大象早已进化出来了。相反，矮象是从大象进化来的。这些

矮象的化石是在地中海的西西里岛和马耳他岛发现的。在地中海的其他岛屿，也有类似的矮象化石出

土。大约600万年前，地中海的海水被部分或全部蒸发了，生活在大陆的大象得以迁移到这些岛屿。

后来随着海平面的上升，这些大象的后代与世隔绝，在岛上进化成了猪一般的矮象。

为什么大象的后代变成了“药”了呢？在回答这个问题之前，我们需要先问一下，为什么大象要

把身体茅得那么庞大呢？原因很简单，身体庞大是它们保护自己的法宝。当大象的身体大到连老虎、

狮子也望而生畏时，大象就没了天敌，可以自由自在地吃草。但是身体庞大也意味着要消耗大量的食

物，一头成年大象每天要吃一两百千克的植物。而一个大象群体为了避免近亲繁殖，通常有几百头大

象，它们消耗的食物量大得惊人。

在地中海的岛屿上，没有大型的肉食动物需要抵御，大象身体庞大的优势消失了，劣势暴露了出

来。在岛上，资源非常有限，没有足够的食物来维持一个大象群体，身体大的象饿死，身体小的象由

于需要的食物量也少，反而容易生存下来。要维持一个500头大象的群体，可能至少需要几千平方千

米的空间，但是要维持一个同等数量的矮象群体，有几十平方千米的地盘可能就足够了。这样，在自

然选择的作用下，大象的身体就变得越来越小。

不仅大象如此，其他大型食草动物到岛上繁衍后，由于没有天敌，也由于缺乏食物，它们后代的

身体也会逐渐变小。

但是对俗称老鼠的啮齿动物来说，情形却正好相反。老鼠体型小的原因，是为了避免被天敌吃掉，

因为身体小容易躲藏。到了岛上以后，没有那么多天敌，甚至根本就没有了天敌，没有必要再躲躲藏

藏，身体小的劣势就暴露出来了，因为身体太小，热量容易散失，而且能吃的食物种类有限，比如粗

一点的植物就咬不动。对老鼠来说，身体大一些反而更有优势。在岛上生活的啮齿动物的身体通常要

比在大陆生活的大很多。例如弗洛里斯岛上原来生活着一种窟山鼠（已灭绝），和猫一样大。

不过，和在乌拉圭发现的一种豚鼠相比，窟山鼠就是小巫了：这种乌拉圭豚鼠比牛还大，体长3

米，高1.5米，重达1吨，比矮象还要大得多。幸运的是这种可怕的硕鼠生活在200〜400万年前。在

当时，巴拿马地峡还未出现，南美洲和北美洲还是分离的，南美洲实际上是一个大岛，北美洲的剑齿

虎等天敌还不能过去享用这些硕鼠。现在还生活在南美洲的花背豚鼠是硕鼠的近亲，而花背豚鼠的体

长只有80厘米，体重只有15千克，这在现在的啮齿动物中已经算是大的了。

当大型的哺乳动物迁移到岛屿，它们的身体通常会逐渐矮化，而小型的哺乳动物则相反，它们的

身体会逐渐巨化，这种现象被称为“岛屿法则”。这个进化速度会非常快。对88种岛屿哺乳动物的调

查表明，它们的进化速度要比大陆哺乳动物快两倍。

人类的文化进化其实也存在类似的“岛屿法则对人类社会来说，"岛屿”并不一定是地理意义

上的。开放的岛国可以包容世界，自我封闭的大陆国家却是文化的岛屿。一个国家如果闭关锁国成了

世界的孤岛，那么由于缺乏来自外部的竞争压力和文化交流，也会很快地导致伟人矮化，鼠辈巨化。

这样的国家，会一时成为“矮象”和“硕鼠”的天堂。但是不论是可爱的矮象还是可怕的硕鼠，终究

还是都灭绝了。

（选自《中国青年报》，有删改）

7.下列对这篇科普文章有关内容的分析与概括，最恰当的两项是（）

A.历史上曾经有过一种象，成年时身高还不到1米，体重大约只有100千克，因此它是一种实质

上不能称为象的象。

B.矮象曾经生活在地中海的西西里岛、马耳他岛以及其他许多岛屿，这是由那里被发现的大量矮

象化石推断出来的。

C.大象身体庞大有利于保护自己，因为当身体大到连老虎、狮子也望而生畏时，大象就没了天敌，

可以自由自在地生活。

D.动物进化受地理环境影响巨大，如同种动物在大陆和岛屿上进化的结果迥异，而所有动物在岛

屿上的进化结果则趋于一致。

E.本文通过对矮象与硕鼠的进化背景的分析，让我们看到了环境对进化所起到的作用，即环境的

改变一定会使生命体发生变化。

8.在岛屿上生活的大象的后代，为什么会进化成“矮象”？

答：_____________________________________________________________________________________

9.本文的语言除了准确严谨之外，还具有什么特色？请结合文中加点的内容简要分析。

答：......................................................................................

10.“岛屿法则”对我们有着怎样的启示？请结合我国一直坚持实行开放政策谈谈你的理解。

答:______________________________________________________________________________________

参考答案

1.解析：选CC项，“胸无城府”是褒义词，用在此处不合语境，属褒贬不当。

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