新人教版高二語文《一名物理學家的教育歷程》教案(2)
四、深入探究
1.【提問】本文在材料處理上有什麼特點?
【明確】本文佈局謀篇重點突出，詳略得當。在整體上，作者並沒有從童年到小學到初中到高中，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驗室的事例，突出他成長爲一名“物理學家”的“教育歷程”，並不旁及其他成長的經驗;在局部上，如高中階段，作者看了許多統一場理論方面的書，並常常去斯坦福大學的物理圖書館，相關的理論書籍是怎樣啓發、引導他研究的，這裏肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一筆帶過，重點放在製造“自己的原子對撞機”上，其中具體的數據敘述得很詳盡，讓人體會到作者嚴謹、踏實的性格，以及內在的成爲物理學家所需要的基本素質。
2.【提問】本文體現了怎樣的科學精神?
【明確】本文三個主要部分，並不是簡單地敘述成長的故事，而是具有深刻的科學精神內涵，可以從中看到哪些方面的“教育”對成爲優秀科學家最爲重要。
(1)想像力：科學是需要想像力的，想像力能帶來創造力。作者正是從對鯉魚世界的想像中，認識到人類觀察空間的侷限性，間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創造，體現了創新意識和探索精神。
(2)樂趣：科學不應該是枯燥的，而是應該充滿樂趣的。探尋自然的奧祕，對真正的科學工作者來說，是和自然做的近似於捉迷藏的“遊戲”，也是人生的“境界”。“遊戲”使他們樂此不疲，充滿激情，不受外界的誘惑和干擾;而“境界”使他們不顧功利，不畏強權，只求真理。
(3)實驗精神：丁肇中說過：“現代學術的基礎就是實地的探察，就是我們現在所謂的實驗。”“科學發展的歷史告訴我們，新的知識只能通過實地實驗而得到，不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的。”(《應有格物致知精神》)有了想像力，有了樂趣，那只是成爲科學家的最基礎的因素，不去踏踏實實地做實驗，就不能得到基本數據，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎工作，不可能達到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論，雖然還停留在紙面上，但是科學家們已經在做許多基礎的實驗工作，努力使理論得到證明。即使如科學家霍金靠睿智的頭腦創建黑洞理論，也要有數學和天體物理學的實驗基礎，也不是空想出來的。
3.【提問】“鯉魚科學家”對“世界”的認識是怎樣的?
【明確】主要有以下幾點：(1)“水池之外看不見的世界沒有科學意義。”(2)“它們爲睡蓮自己能夠運動而困惑不解”——它們以神祕的“力”來掩蓋自己的無知。(3)“鯉魚科學家”的“消失”和“重現”——它們認爲是“奇蹟”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。(4)“鯉魚科學”的“傳奇故事”，真實地證明另一個世界的存在，而它們卻認爲“胡說八道”，荒謬絕倫，違背它們的“自然規律”。
4.【提問】作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明什麼?
【明確】說明“自以爲是”的人類和“鯉魚科學家”有相似之處。(1)人類“一生就在我們自己的‘池子’裏度過”，只要“超出我們的理解力”的自然存在，他們就“拒絕承認”。(2)“科學家發明像力這樣一些概念……”，是因爲他們只願意承認“那些看得見摸得着的事物”，不肯改變思考問題的方式。(3)“不能在實驗室裏便利地驗證”的理論，他們就加以“鄙視”，表現出思想上的保守和固執。
5.【提問】課文中閱讀多維空間歷險故事和統一場理論書籍兩小段內容，對“教育歷程”的敘述有什麼作用?
【明確】課文的重點是童年趣事和建立實驗室，這三個事例已經把“教育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個小事例，主要起補充和銜接的作用。歷險故事加深作者對高維空間的想像，激發興趣;而閱讀統一場理論書籍，既表現高中階段作者求知的熱情，也銜接起由理論到實驗的探究過程。
6.【提問】作者說“我決定要對這一問題刨根問底，縱然爲此而必須成爲一名理論物理學家也在所不辭。”在作者心中“理論物理學家”應該是怎樣的人?
【明確】理論物理學家的工作是抽象、枯燥的，受實驗條件的限制，自己的學說很難得到實驗的證明，甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞，必須有奉獻精神。“在所不辭”意味着“理論物理學家”道路的艱辛。
7.【提問】作者建立實驗室的事例，對我們現實生活有怎樣的意義?
【明確】科學是建立在基礎實驗之上的，科學理論要經過實驗的檢驗才能得到論證。實驗不是簡單的操作，要有理論指導，要有實驗的設計，要有策劃組織能力，要有耐力和恆心等等，實驗考驗的是實驗者的綜合能力。而我們當前存在的問題是，重視理論，輕視基礎實驗，表現爲動手能力和實踐能力差，思想上浮躁，急功近利。對教育而言，重知識，輕能力的現象很普遍。這些都是一名理論物理學家重視實驗給我們現實生活的啓迪。
五、課外補充
多維空間介紹
0維：沒有長寬高，單純的一個點，如奇點。
一維：只有長度
二維：平面世界只有長寬
三維：長寬高立體世界我們肉眼親身感覺到看到的世界三維空間是點的位置由三個座標決定的空間。客觀存在的現實空間就是三維空間，具有長、寬、高三種度量。數學、物理等學科中引進的多維空間概念，是在三維空間基礎上所作的科學抽象。
四維：一個時空的概念日常生活所提及的“四維空間”，大多數都是指阿爾伯特·愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的“四維時空”概念。我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係，是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又加了一條時間軸，而這條時間的軸是一條虛數值的軸。根據阿爾伯特·愛因斯坦相對論所說：我們生活中所面對的三維空間加上時間構成所謂四維空間。
一維是線，二維是面，三維是靜態空間，四維是動態空間(因爲有了時間)。
1905年，年僅26歲的愛因斯坦發表了三篇論文，在物理學三個不同領域取得了歷史性成就，特別是狹義相對論的提出，使人類對於空間、時間和物質運動的認識發生了革命性變化，標誌着物理學新紀元的到來。
1915年，愛因斯坦發表廣義相對論。這是繼狹義相對論之後，近代科學的又一個重大成就。1919年，英國天文學家愛丁頓的日全食觀測結果證實了愛因斯坦所作的光線經過太陽引力場會彎曲的預言。愛因斯坦由此聲名鵲起，相對論成爲人們家喻戶曉的名詞。
六、總結
認識自己也好，不認識自己也好，只要我們心中有希望，腳下有路，那就走下去吧。爲認識自己畢竟需要一個過程，也要付出代價，不勞而獲的事畢竟更多的是出於幻想。
[新人教版高二語文《一名物理學家的教育歷程》教案]
