一名物理学家的教育历程14.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一名物理学家的教育历程,一、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,。,教学目标一、知识教育目标引导学生从生活出发，了解科学、认识科学。二、能力培养目标引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。三、德育渗透目标引导学生体会科学精神。,本文的基本结构文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，因此，叙述的顺序主要是历时性的。但是，作者开头就说“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一个理论物理学家的历程。”而“童年的两件趣事”作为文章的主要内容，又是共时性的叙述。这样的结构安排，使文章既脉络清楚，又重点突出。,结构如图：童年 青年（成年）,鲤鱼世界的幻想（想像）实验（理论物理学家）,爱因斯坦故事（理论）,3,本文的基本内容作者却由人的观察角度，反思人类对宇宙的认知。由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。,作者少年时接触到爱因斯坦的“未竟事业”，激发了他的探究兴趣。也表现了他有毅力有恒心的性格，这是成为科学家的基本素质。,高中时代，自己动手建设实验室，验证爱因斯坦理论，探究反物质。作者进行这样艰苦枯燥的工作，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。,由到，我们可以清楚地看到作者的“教育历程”和“教育内容”。,1,【,提问,】,本文在材料处理上有什么特点？,【,明确,】,本文布局谋篇重点突出，详略得当。在整体上，作者并没有按时间顺序叙事，而是突出他成长为一名“物理学家”的“教育历程”，并不旁及其他成长的经验；在局部上，如高中阶段，作者只是一笔带过，重点放在制造“自己的原子对撞机”上，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，以及内在的成为物理学家所需要的基本素质。,2,【,提问,】,本文体现了怎样的科学精神？（,1,）想像力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想像中，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。由感性的想像上升到理性的创造，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：有了想像力，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，不可能达到真理的彼岸。,二、相关知识理论物理学知识：（,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”。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。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。理论物理学家认为，传统的四维（空间三维加上时间）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、合谐的）。,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”。,3,【,提问,】“,鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？,【,明确,】,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,）“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”,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”,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”的“传奇故事”，真实地证明另一个世界的存在，而它们却认为“胡说八道”，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。,4,【,提问,】,作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？,【,明确,】,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”的理论，他们就加以“鄙视”，表现出思想上的保守和固执。,5,【,提问,】,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？,【,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像，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。,6,【,提问,】,作者说“我决定要对这一问题刨根问底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人？,【,明确,】,理论物理学家的工作是抽象、枯燥的，受实验条件的限制，自己的学说很难得到实验的证明，甚至可能到死也得不到成就。这样的人必须耐得住寂寞，必须有奉献精神。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。,7,【,提问,】,作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？,【,明确,】,科学是建立在基础实验之上的，科学理论要经过实验的检验才能得到论证。实验不是简单的操作，要有理论指导，要有实验的设计，要有策划组织能力，要有耐力和恒心等等，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，轻视基础实验，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。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪,