7.2《一名物理学家的教育历程》课件(共45张PPT)

(共45张PPT)
MichioKaku
PHYSICS PEDAGOGY
一名物理学家的
教育历程
-加来道雄
部编版高中语文 必修 下册
学习目标
PHYSICS PEDAGOGY
语言建构与运用：
思维发展与提升：
审美鉴赏与创造：
文化传承与理解：
了解加来道雄和他的作品。
以教育历程为重点，探讨其中表现的思想内涵。
赏析文章语言，学习作者深入浅出介绍科学原理的写作方法。
学习作者的科学探究精神，培养热爱科学、勇于探索的兴趣。
01
03
02
04
导 入
在孩提时代，面对“长大后想成为什么”的提问，总有人满怀憧憬地说：“我想成为科学家”。
随着年岁的增长，我们逐渐认识到成为科学家并非易事。那么，如何才能踏上科学家的道路呢？今天，让我们从著名物理学家加来道雄的著作《一名物理学家的教育历程》中汲取启示吧！
作者简介
PHYSICS PEDAGOGY
加来道雄，一位日裔美国籍的物理学家，专注于超弦理论研究。他在哈佛大学完成了学业，并在加利福尼亚大学伯克利分校获得了哲学博士学位。
他的主要作品包括《量子场论》、《超弦导论》等，其中《超越时空》一书被誉为“20世纪人类伟大智力探险的里程碑”。
写作背景
超 越 时 空
在现代表物理学领域，存在若干关键且深奥的概念，它们往往因为难以用直观易懂的方式解释，而难以被大众所掌握。
然而，加来道雄在《超越时空》一书中，不畏挑战，以极具吸引力的笔触向读者揭示了现代物理学的尖端领域之一——超空间理论的起源与发展。这本书共分为15章，分为四个部分，依次讲述了超空间理论的早期发展、该理论如何可能引领至爱因斯坦所追求的“物理学终极目标”——统一场论，理论上探讨了穿越时空的可能性，以及何时能够真正利用超空间理论的潜在力量。
The Ending of Time
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知识链接
统 一 场 论
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。
引力
强核力
弱核力
电磁力
标 准 模 型
知识链接
根据高维空间理论，在大爆炸发生的最初10至43秒内，原本的十维宇宙分裂为四维和六维两部分，其中四维宇宙经历了膨胀，经过约150亿年的时间，形成了我们现今所居住的宇宙。而在大爆炸后的10至35秒，大统一力开始分离。
然而，由于在实验室中重现那时环境所需的能量极其巨大，以至于无法实现，因此高维空间理论目前仍停留在“理论”层面，难以得到实验验证。
高 维 空 间
INTERSTELLAR
PHYSICS PEDAGOGY
物理学家加来道雄
重量级嘉宾：物理学家加来道雄，回答网络热门物理问题
文件视频较大，老师可自行在文件夹中添加视频
MichioKaku
这里的教育不是受教育或者教育别人，而是自主教育、自主发展。
审读本文标题"一名物理学家的教育历程”，你能否推断一下文章会写什么内容，会怎么写？你的推断和作者的构思是否有出入？出入在哪儿？
01
PHYSICS PEDAGOGY
默读全文，理清文章的层次脉络，并概括各部分大意。
MichioKaku
02
开门见山，指出童年的两件趣事，极大地丰富了作者对世界的理解力，对"我" 成为理论物理学家有至关重要的作用。
主要叙述作者童年时对鲤鱼世界的观察和想象。
主要介绍了作者对爱因斯坦未竟事业的强烈兴趣与青少年时期的探究尝试。
第二部分（2-11）
第三部分（12-18）
第一部分（1）
PHYSICS PEDAGOGY
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。
MichioKaku
思考：童年趣事在青年时期是如何引导我走上成为一个理论物理学家的历程的？
01
PHYSICS PEDAGOGY
精读“鲤鱼科学家”这一趣事
思 考
“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？
01
作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？
02
童年对鲤鱼世界的遐想培养了作者什么样的科学素质与精神？
03
PHYSICS PEDAGOGY
再读课文，各个击破
阅读2~11段，研读下列问题并填写表格
鱼的世界
人的世界
科学精神
作者想通过鲤鱼“科学家”对世界的认知说明什么？体现了科学家的哪些科学精神？
PHYSICS PEDAGOGY
鲤鱼“科学家”对“世界”的认识是什么样的？
（1）
“水池之外看不见的世界没有科学意义。”
“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。
“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。
PHYSICS PEDAGOGY
作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？
（2）
01
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”。
PHYSICS PEDAGOGY
说明“自以为是”的人类和
“鲤鱼科学家”有相似之处。
02
“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。
03
“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。
PHYSICS PEDAGOGY
童年对鲤鱼世界的遐想培养了作者什么样的科学素质与精神？
（3）
- 第 三 段 -
“在那静静的时刻，我充满了无限的遐想。”
——喜欢遐想
- 第 二 段 -
“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。”
——热爱观察，乐于观察
PHYSICS PEDAGOGY
- 第 五 段 -
“我曾想：在水底的鱼群中可能有一些鲤鱼‘科学家’。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。”
——喜欢猜想
- 第 二 段 -
“我常常给自己提出一些只有小孩儿才问的傻乎乎的问题。”
——经常质疑
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？
童年对鲤鱼世界的遐想培养了作者什么样的科学素质与精神？
（3）
PHYSICS PEDAGOGY
文章中说到“鲤鱼‘科学家’”时，都要把“科学家”加上引号。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？
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”。
- 引 号 的 作 用 -
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- 第 七、八、十段 -
第7段“我想，鲤鱼‘科学家们’将会聪明地杜撰某种虚构的东西——它被称为‘力’，来掩盖自己的无知。”、第8段“我曾想，如果从池水中抓出一个鲤鱼‘科学家’，事情将会怎样呢？”、第10段“我常想，我们就像自鸣得意地在池中游动的鲤鱼。”
——永不停息地思考
- 第 二 段 -
第6段“我注意到成千上万的小雨滴轰击在池水的表面。……我想弄清楚周围发生的一切将会以怎样的形式呈现在鲤鱼们的眼中。”
——细心观察，充满好奇
童年对鲤鱼世界的遐想培养了作者什么样的科学素质与精神？
（3）
PHYSICS PEDAGOGY
鲤鱼科学家
“就像鲤鱼一样，我们认为宇宙之中只包含有熟悉可见的东西。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。” 。
——不要轻易否认不熟悉的东西
PHYSICS PEDAGOGY
充满好奇心
喜欢猜想
保持丰富的
想象力
善于质疑
Scientific literacy and spirituality
乐于观察
与思考
童年对鲤鱼世界的遐想培养了作者什么样的科学素质与精神？
（3）
PHYSICS PEDAGOGY
鱼的世界
人的世界
科学精神
水池之外的世界没有意义
人类拒绝认知理解以外的世界
对未知领域的探索精神
对睡莲运动不解，以神秘力量掩盖无知
只承认看得见摸得着的发明概念，却不改变思考
科学兴趣（内驱力）
对鲤鱼科学家消失重现，不解不信
鄙视不能在实验室验证的理论
对世界充满好奇的想象力（外驱力）
PHYSICS PEDAGOGY
精读“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习研究”部分
思 考
“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习研究”培养了作者什么样的科学素质与精神？
01
建立实验室，这个故事对作者起了怎样的教育作用？培养了作者什么样的科学素质与精神？
02
PHYSICS PEDAGOGY
文本探究
01
听爱因斯坦的故事
02
被这个故事迷住
03
他未完成的工作是什么？
他桌上论文的内容是什么？
什么问题值得把他的有生之年花费在这种研究之中 ？
04
广泛阅读
05
爱因斯坦桌上未完成的理论，是他企图构建的所谓的统一场论
PHYSICS PEDAGOGY
“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习研究”培养了作者什么样的科学素质与精神？
01
第十三段
“我八岁时曾听过一个故事，此后它一直留在我的脑海里”
“我被这个故事迷住了。对于一个孩子，这是很神秘的。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？由于好奇，我就决定学习我能学到的关于爱因斯坦的一切以及他的未完成的理论”
第十二段
——强烈的好奇心与求知欲
PHYSICS PEDAGOGY
“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习研究”培养了作者什么样的科学素质与精神？
“我记得，我花费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。这种记忆到现在仍然温暖如春。我读完当地图书馆的书之后，就开始在全市搜寻图书馆和书店，急切地查找有关线索。”
——好奇心促使下的自主阅读与探究
01
PHYSICS PEDAGOGY
“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习研究”培养了作者什么样的科学素质与精神？
“不久我就知道这个故事比任何的神秘谋杀故事更加激动人心，也比我曾想象的任何事情都重要。”
——毅然选择了自己未来的人生道路
“我决定要对这一秘密刨根问底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞”
——准备奉献
01
PHYSICS PEDAGOGY
“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习研究”培养了作者什么样的科学素质与精神？
　　对爱因斯坦的追寻激发了作者强烈的好奇心和求知欲，使作者明确了人生的理想；
　　以阅读为主要方式的探索行动则培养了作者自主阅读与学习的习惯，培养了作者极强的探究精神。
　　不畏困难，探索科学真知的恒心与毅力。
SCIENCE
01
PHYSICS PEDAGOGY
建立实验室，这个故事对作者起了怎样的教育作用？培养了作者什么样的科学素质与精神？
“年轻人的一个优点就是不会由于世俗的约束而畏葸不前。”
——敢于冲破世俗
第十六段
“没有考虑所要涉及的困难，我就开始着手建立我自己的原子对撞机。”
——不畏一切困难
02
PHYSICS PEDAGOGY
第十七段
“我一直研究科学文献，最后我确信能够建造一台所谓的电子感应加速器。”
“我购买了……我找遍周边地区大量的电子仓库……我说服我的父母亲让他们帮助我在我读高中的那个学校的足球场中缠绕 22英里（1英里=1.61千米）长的铜线。”
——实践，劳动，争取支持
——自信
建立实验室，这个故事对作者起了怎样的教育作用？培养了作者什么样的科学素质与精神？
02
PHYSICS PEDAGOGY
“当最后建成时，这个300磅重、6千瓦的电子感应加速器耗掉了我屋子中所产生的每一点儿能量。当我接通它后，通常总是烧断每一根保险丝，屋子变得漆黑一团。在屋子周期性陷入黑暗的同时，妈妈常常在摇头。”
——热爱科学，踏实试验，勇于尝试
第十八段
建立实验室，这个故事对作者起了怎样的教育作用？培养了作者什么样的科学素质与精神？
02
PHYSICS PEDAGOGY
　　搭建实验室，并亲自制造电子感应加速器以证实反物质的存在，这一过程磨练了作者的实践技能，同时也塑造了作者面对困难坚持探索科学真理的决心和耐力——这些正是科学家应有的品质和意志。
MichioKaku
SCIENCE
建立实验室，这个故事对作者起了怎样的教育作用？培养了作者什么样的科学素质与精神？
02
顺序
童年
青年
具体事件
（概括影响）
教育影响
科学品质
成年
鲤鱼世界的幻想
爱因斯坦的故事
广泛阅读
建立实验室
对高维世界感兴趣
对统一场论好奇
奠定理论与实践基础
充满求知欲、想象力丰富、坚持、探索精神
实践、执着、学习
成为
举世
闻名
物理
学家
PHYSICS PEDAGOGY
第一件事件——对鲤鱼在茶园池塘中游动的幻想激发了我对高维数世界的好奇，并促使我持续探索这一理论。这一理论成为了解开爱因斯坦未竟的统一场论之谜的关键。为了深入研究统一场论（即完成爱因斯坦的论文），我们必须依赖高维数世界的理论。
“然而，作为一个孩子，我并未意识到，那些在茶园池塘中自由游弋的鲤鱼与爱因斯坦桌上搁置的未完成论文之间可能存在着某种联系。我无法理解，为何更高的维度可能是解决统一场论的关键所在。”
童年趣事是随便选取的吗？两者关系是什么？
两者的关系是：
PHYSICS PEDAGOGY
虽然在作者的教育历程中值得写的事件很多，但在作者看来，想象力、兴趣和实验精神对科学家的成长和成功至关重要。所以作者打破常规的写作方式，只选取了几个能够很好地体现这三种因素的事件来写。
这对于我们的写作有着很重要的启示：形式为内容服务，选材和剪裁时，一定要考虑内容与中心的关系，重要的详写，不重要的略写，无用的不写。
01
02
课文标题是《一名物理学家的教育历程》，但作者却只选取童年趣事和高中在家里建实验室的事例来写，这是为什么？这对你有什么启示？
PHYSICS PEDAGOGY
想象力
好奇心
行动力
一次对鲤鱼的观察
一次对未完成理论的探索
一次建造电子感应加速器的实验
作者成长历程中的三个片段是否有内在联系？
PHYSICS PEDAGOGY
总：提出故事
分
童年
青年
建立实验室 原子对撞机
“未完成的论文”
听爱因斯
坦的故事
好奇
广泛阅读 统一场论
发现（确定）
存在可能
验证
关键
鲤鱼世界
幻想
对高维数世
界产生兴趣
广泛阅读 反物质
发现
奠定理论与实践的基础
PHYSICS PEDAGOGY
你能从加来道雄的成长经历中发现科学家应具备怎样的科学精神？
PHYSICS PEDAGOGY
你能从加来道雄的成长经历中发现科学家应具备怎样的科学精神？
广泛阅读很重要。
具备丰富的想象力。
对事业、学业具有浓厚的兴趣。
具备脚踏实地的实验精神。
对未知世界充满好奇心。
拥有持之以恒的精神。
PHYSICS PEDAGOGY
科学精神
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。由感性的想象上长到理性的创造，体现了创新意识的探索精神。
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。
PHYSICS PEDAGOGY
科学精神
实验精神：想象力与乐趣是成为科学家不可或缺的基石，然而，若不脚踏实地进行实验，就无法收集到必要的数据，也无法验证假说。单纯依赖空想而不进行基础研究，是无法触及真理的。尽管作者研究的高维空间理论目前还停留在理论阶段，科学家们已经在进行大量的基础实验，力求为这些理论提供实证支持。即便是像霍金这样的科学家，凭借其智慧构建黑洞理论，也必须建立在数学和天体物理学的实验基础之上，而非纯粹依靠想象。
PHYSICS PEDAGOGY
科学品质
实践
好奇
善思
勇气
学习
quality
中心思想
启示读者：要想在科学事业上取得成功，必须具有想象力和实验精神等基本素质。
《一名物理学家的教育历程》通过讲述两段童年的趣闻，以清晰、生动的笔触描绘了作者成为理论物理学家的成长故事。对鲤鱼世界的幻想以及对爱因斯坦未完成工作的憧憬，激发了他投身科学研究的决心。。
课后作业
作者关于“鲤鱼科学家”的幻想十分有趣，如果我们以动物的眼光观察人类是不是也很有意思呢。
假如有一位“动物(狗、猫、鸡、燕子等)科学家”，专门研究人类的某些行为，他写了一篇“科普文":人类行为之谜。你替这位“动物科学家”做一回代笔人怎样