必修下册第三单元7.2一名物理学家的教育历程(共33张PPT)

(共33张PPT)
一名物理学家的教育历程
人物介绍类说明文
加来道雄
1、从生活出发，了解科学、认识科学。　　
2、以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。　　
3、体会科学精神。　
学习目标
从梦想到发现，科学的道路是艰苦而漫长的。同时，科学又有着独特的魅力，充满无穷的乐趣。
这两篇文章分别记述了作者在科学探索过程中的重要经历。屠呦呦带领团队经过多年的不懈努力，终于找到利用青蒿素治疗疾疾的方法，拯救了成千上万患者的生命。阅读《青蒿素：人类征服疾病的一小步》，要理清文中展示的科学发现的过程，关注那些对科学发现有重要启示的节点，还要注意体会科学工作者的责任感和奉献精神。《一名物理学家的教育历程》写的是加来道雄童年时的奇思妙想和青少年时期的积极探索，这些活动并非“正式”的研究工作，却能让我们领会想象和兴趣对于科学探索与发现的重要意义。
阅读时还应当关注两位科学家是如何让公众了解他们的工作、深入浅出地价绍科学研究的原理与探索过程的。此外，对两篇文章中提到的一些科学话题，如中医药学的贡献、“高维世界”的理论意义等，有兴趣的同学可自主探究，深入思考。
学习提示
作者简介
加来道雄(Michio Kaku),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》。
字词掌握
刨根究底（ páo ） 撒手人寰（ huán）
栅 栏 （ zhà ） 畏葸不前（ xǐ ）
五彩斑斓（ lán ） 目 眩 （xuàn）
鄙 视（ bǐ ） 冷嘲热讽（ fěng）
杜 撰（zhuàn） 怪 诞 （ dàn ）
说 明 顺 序
时间
空间
逻辑
提示：本文是在介绍有关科学的观点。
标题方式
阐发式
诠释题目式
点明题旨式
总领全文式
设喻寓理式
超距作用：相隔一定距离的物体之间所存在的一种直接、瞬时的相互作用，这种相互作用的传递不需要任何介质，也不需要任何时间。
多维空间：一般认为我们所处的宇宙是三维空间，加上时间，即四维空间。现在理论物理学界有人认为，我们宇宙的空间超过四维，如十维空间、十一维空间等。
统一场论：从场的观念出发，试图把自然界中电磁、引力、弱、强等各种相互作用统一起来的理论。爱因斯坦在他后半生把大量精力投入到这一理论的研究中，在他的影响下，统一场论成为20世纪物理学的重要研究方向。
词语注释
反物质：由粒子组成的称为物质，由反粒子组成的称为反物质。
湮没：这里指当基本粒子和它的反粒子相遇时，二者一起消失、转化的现象。
畏崽（xi)：畏惧。
云室：原子核物理或基本粒子研究中观测微观粒子径迹的仪器。
亚原子粒子：原子层次下的质子、中子等粒子。
磅：英美制质量或重量单位。1磅约合0.45千克。
英里：英美制长度单位。1英里约合1.61千米。
码：英美制长度单位。1码约合0.91米。
课文基本脉络
1、童年的两件趣事（1）
2、童年的 第一件趣事（ 2 -11 ）
3、童年的 第二件趣事（12-18 ）
第一部分（1）
全文总纲：点明后面的写作内容
语言特点：平实简明
第二部分（2-11）
童年的第一件趣事，“鲤鱼世界的遐想”
无限的遐想（3）
我想（3）
我曾想（5）
我想（7）
我曾想（8）
我常想（9）
逻辑顺序
1、“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？
（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”。
2、作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？
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。
第三部分（12-18）
第二件趣事，对爱因斯坦未竟事业的向往
八岁（12）
不久（14）
后来，高中阶段（15）
科学精神（一）
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。
科学精神（二）
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。
科学精神（三）
实验精神：丁肇中说过：“现代学术的基础就是实地的探察，就是我们现在所谓的实验。”“科学发展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。”（《应有格物致知精神》）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。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。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论，也要有数学和天体物理学的实验基础，也不是空想出来的。
补充材料 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。
１９０５年，年仅２６岁的爱因斯坦发表了三篇论文，在物理学三个不同领域取得了历史性成就，特别是狭义相对论的提出，使人类对于空间、时间和物质运动的认识发生了革命性变化，标志着物理学新纪元的到来。
１９１５年，爱因斯坦发表广义相对论。这是继狭义相对论之后，近代科学的又一个重大成就。１９１９年，英国天文学家爱丁顿的日全食观测结果证实了爱因斯坦所作的光线经过太阳引力场会弯曲的预言。爱因斯坦由此声名鹊起，相对论成为人们家喻户晓的名词。
补充材料
爱因斯坦
爱因斯坦在念小学和中学时，一般功课属平常，唯有数学成绩远在全班同学之上。由于他举止缓慢，不爱同人交往，老师和同学都不喜欢他。教他希腊文和拉丁文的老师对他是那么厌恶，曾经公开骂他：“爱因斯坦，你长大后肯定不会成器。”而且因为怕他在课堂上会影响其他学生，竟想把他赶出校门。
家里每星期都有一个晚上要邀请来慕尼黑念书的穷学生吃饭，这样等于是救济他们。其中有一对来自立陶宛的犹太兄弟麦克斯和伯纳德，喜欢阅读书籍，兴趣广泛。他们被邀请来爱因斯坦家里吃饭，并和羞答答、长着黑头发和棕色眼睛的小爱因斯坦交成了好朋友。 麦克斯可以说是爱因斯坦的“启蒙老师”，他借了一些通俗的自然科学普及读物给他看，看完后就和爱因斯坦讨论，并且再继续提供给他新的读物。麦克斯点燃了爱因斯坦自学的兴趣火花，还不断地辅导他。
麦克斯引导他学习高等数学，十三岁时他已自学微积分了。当他的同班同学为那些平面几何简单问题和循环分数而皱眉头时，爱因斯坦靠自学已经进入到无穷级数这些美丽神奇的“无穷世界”去了。 很快小爱因斯坦的数学程度超过了读大学的麦克斯，为了以后有共同谈话的话题，麦克斯开始借哲学书给他看，爱因斯坦在十三岁就能看懂康德的《纯理性批判》。这是一本对许多成人来说都算是枯燥艰深的书。这时候爱因斯坦阅读的书就是数学、物理和许多哲学家的书。
爱因斯坦
我没有特殊天赋，我只是极为好奇。
整个科学只不过是每日思考的精练。
想象力比只是更重要。
我没有什么特别的才能，不过喜欢刨根问底地追究题罢了。
在我审视我自己和我的思维方式时，我的结论是：在吸收有益的知识方面，奇思玄想的天赋对我而言，比我的才能更重要。
——爱因斯坦
小 结
童年的两件趣事之所以引导作者走上成为一名理论物理学家的历程，是因为作者在这其中的一些基本科学素养和科学能力得到了充分地挖掘、培养和锻炼，它们是：好奇心、想象力、探究能力、实验能力、不怕挫折，质疑求真的科学精神，尊重事实和实事求是的科学态度等。
认识自己也好,不认识自己也好,只要我们心中有希望,脚下有路,那就走下去吧。因为认识自己毕竟需要一个过程,也要付出代价,不劳而获的事毕竟更多的是出于幻想。
国外的教育，是先要给孩子一个“兽身”，就是像野兽一样强健的体魄，再给他们一颗“人心”，告诉他们做人的道理、责任、义务等等，使他们有一个积极、健康的人生态度；最后，才是教给他们必要的知识，使他们对过去、现在、和未来有个足够的了解。
我国的教育，更多给下一代漂亮的脸蛋儿、能歌的喉咙、善舞的秀腿、纤细的腰肢、善于记忆的大脑，可惜偏偏没有给他们画上一个善于独立思考的大脑，没有注重道德，个人修养以及危机感和使命感的熏陶。
国内外教育的对比
《成长》里有句话很好“如果我们没有办法改变教育，那么就改变我们自己对教育的看法”。
这个世界上总有这样那样令人不满又无可奈何的事，不过，作为个人，有一件事总是可以做的，提高自己，而且利用一切可利用的机会来提高自己。也许在某个高度，我们会突然发现有些事情我们可以来着手解决了。这恐怕也是儒家讲的修身，齐家，治国，平天下的道理。
鲤鱼世界的幻想
爱因斯坦的故事
理论物理学家
实验
童年 → 青年 → 成年
李政道：Tsung-Dao Lee（1926年11月25日—），美籍华裔物理学家，出生于中国上海。1957年，他31岁时与杨振宁一起，因发现弱作用中宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖。他们的这项发现，由吴健雄的实验证实。李政道和杨振宁是最早获诺贝尔奖的华人。
杨振宁(Chen Ning Yang 1922～)美籍华人，理论物理学家，1922年10月1日生于安徽省合肥县（合肥市）。诺贝尔物理奖获得者。
丁肇中：祖籍山东日照县；1936年出生於美国密西根州安阿堡（Ann Arbor）；父亲是丁观海，他在台北读中学，在密西根大学读大学本科与研究院，於1962年获博士学位；主要从事高能实验物理、基本粒子物理、量子电动力学、γ辐射与物质的相互作用等方面的研究。他最杰出的贡献是在1974年，与里希特各自独立地发现了J/ψ粒子。为此，他们共同获得了1976年诺贝尔物理学奖。
自由讨论
1、你认为作者能够成长成才的因素有哪些？
2、其中你认为最重要的是什么？
3、联系自己生活的实际，从中得到怎样的人生启迪。
曾经流行过这样一句话：只要你小时候把基础打好，多用点功，将来你考上了大学就轻松了。似乎中国的教育就是小时候辛苦，长大后轻松。而国外就刚好相反，他们是小时候轻松，长大后辛苦，他们的理论是：小时候不懂事，应该享受属于自己的童年美好时光，而你长大后，就有责任去背负自己的学习任务，用功读书。
韩寒在他的《通稿2003》里面谈到中国有一个概念一错错了几十年，那就是“全面发展学生”。在学校里，什么叫“全面发展学生”呢？首先你语数外理化应该学得不错，然后你的体育也凑合，补考能够及格，偶尔也有会乐器的（如果口琴，竖笛也算的话）。然后呢？没有了。其实在全面发展里，各种学科只算一项。说好听点就是“学科能力”，说难听点就是“考试能力”。想想这些“全面发展学生”也可怜，将来他们参加工作，看到别人什么都会，自己却一无是处。这也就是为什么那么多大学生毕业找不到工作的原因之一吧！
国外的教育很注重培养素质教育的培养，从多方面培养人才，他们开设了各种各样的课程学生可根据自己的兴趣来选择自己喜欢的课程，从中受益，真正的做到德智体美劳全面发展。
而在中国，却是固定的按照教科书给学生上课，单调乏味。国外的教育非常活跃，常常是布置一两道没有固定答案的题自己去查资料，学生往往是在图书馆里泡几个小时才能完成作业。这同时增加了课外阅读量，使他们的知识面更广，思维变得活跃。
中国学生的作业往往是老师费尽心思找到的习题或者试卷在做，虽然说在一定程度上是有一定效果的，但是这也就是为什么会出现那么多“抄作业”的现象的重要原因。而且这样显得很呆板，不利于学生的教育成长和智力开发。有人说，外国的学生把电脑当作工具，而中国的学生把电脑当玩具，这不是没有道理。