(共32张PPT)
多维空间
0维：没有长宽高，单纯的一个点，如奇点。 一维 ：只有长度 二维 ：平面世界 只有长宽 三维 ：长宽高 立体世界 我们肉眼亲身感觉到看到的世界 三维空间是点的位置由三个坐标决定的空间。 四维 ：是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴，而这条时间的轴是一条虚数值的轴。根据阿尔伯特·爱因斯坦相对论所说：我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。 一维是线，二维是面，三维是静态空间，四维是动态空间（因为有了时间）。
一名物理学家的教育历程
加来道雄
每个人的身后都有一段历史
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》。
刨根究底（ ） 撒手人寰（）
湮 没 （ ） 惊 诧 （）
栅 栏 （） 畏葸不前（）
五彩斑斓（） 目 眩 （）
杜 撰（）
刨根究底（ páo ） 撒手人寰（ huán）
湮 没 （ yán ） 惊 诧 （ chà）
栅 栏 （ zhà ） 畏葸不前（ xǐ ）
五彩斑斓（ lán ） 目 眩 （xuàn）
杜 撰（zhuàn）
字词掌握
说明顺序：
时间
空间
逻辑
题记的分类
诠释题目式
点明题旨式
总领全文式
设喻寓理式
【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？
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”。
【提问】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。
【提问】作者在文章中所说，"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"。这两件趣事是指什么？
第一件趣事是指作者小时候在父母的带领下，去旧金山游览著名的日本茶园。作者在那里发现了丰富多彩的非常有趣的鲤鱼世界。 第二件趣事是指作者在八岁时曾听过的一个有关整个人类历史上最伟大的科学家的故事。
【提问】在作者所说的第二件趣事中，除了作者自身的兴趣外，还有没有其它外在的因素在影响着作者？
有，这就是作者所说的中学的老师，他们给作者讲述"人类历史上最伟大的科学家"的故事，这是第二件趣事产生的直接因素。
鲤鱼世界的幻想
爱因斯坦的故事
实验
理论物理学家
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（含合肥市）。若贝尔物理奖获得者
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，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。
5、"人类历史上最伟大的科学家"是指谁，他的哪些地方，把作者迷住了？
"人类历史上最伟大的科学家"是指爱因斯坦，他多年潜心研究的，但是在他死之后仍然没有完成的论文（或者理论）深深地吸引了作者。这也就促使了作者自己不断地通过自己的努力，去了解爱因斯坦，在这个过程中，作者也爱上了科学。
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
阿尔伯特．爱因斯坦（Albert．Einstein）1897年3月14曰出生在德国西南距离慕尼黑八十五哩的乌耳姆城(Ulm)。父母都是犹太人。这是一个和睦、愉快的家庭。亲人们深爱着小爱因斯坦，但都为他的智力发育感到担忧。爱因斯坦小时候并不活泼，三岁多还不会讲话，父母很担心他是哑巴，带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴可是直到九岁时讲话还不很通畅，所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。
爱因斯坦家的住房周围有花园，他经常一个人长时间地蹲在花园角落的灌木丛里，用手抚摩着小叶片或者凝视着匆匆跑动的蚂蚁。他很小就喜欢冥想，想了解大自然的奥秘。一次，在依萨尔河岸野餐时，一位亲戚说，小爱因斯坦很严肃，当其他的孩子都在互相玩耍、逗乐时，他却独自坐着看湖的对岸。母亲玻琳深情的为自己的孩子辩护：“他是沉静的，因为他在思索。等着吧，总有一天他会成为一个教授！”那位亲戚感到可笑，但也理解母亲的心情。教授！在人们的心目中，只有那些聪敏的人才有可能得到这个荣誉的称号，这个连话都说不好的笨孩子能成为一个教授吗？
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。
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。
加拿大的高中采取学分制，每门课一个学分，修满30分即可毕业。30分中，有16分是必修课，其中包括英文，数学，自然科学，历史，地理，体育，艺术，家政，法语，基础电脑应用等；其余的14个学分，由学生根据自己的爱好和未来的发展设想进行选课。在选修课中，有五个系列的课程，学生以一个系列为侧重点，由低向高选修上去。
五种选修课程系列为：商科系列：包括统计、会计、各种商业法律法规、消费学、生产力布局学等；自然科学系列：包括物理、化学、生物、高等数学各个分支、电脑高级语言等；艺术系列：包括戏剧、绘画、摄影、各种美术设计等；技术系列：包括电工、木工、管工、汽车修理、房屋修缮等；社会科学系列：包括各历史学科分支、社会学、人类学、人文学等。另外还专门开设驾驶课程，以便让16岁以上的学生尽快取得驾照。这样的课程设置，使学生从9-10年级 (14-15岁) 起就开始考虑自己未来的发展方向，开始侧重选修与这一方向有关的课程，并根据自己的兴趣在这一领域里进行一些深入的研究。所以，加拿大的高中毕业生尽管在数理化总的方面不如中国学生学的深，但在某一领域的知识和参与能力却非常强。
这种课程设置使加拿大的高中毕业生适应社会的多种需求，一部分学生进入大学，将来可能成为政治家、科学家、工程师、工商管理人员、医生、律师、教师等，而那些不能进入大学甚至不想上大学的学生也能通过自己的努力，凭着自己的一技之长在社会上自立。
加拿大的高中教育不仅在课程设置上有上述特点，而且教学方法上也有其独到之处。老师注重培养学生的实践和动手能力，从学生的日常生活能力教起。例如，家政课是一门必修课，其内容包括烹调、缝纫、家用电器的使用和简单维护，房屋的简单修缮，如何做父母及喂养小孩等，而且每项内容都配之以实践：学校有专用的厨房让学生们实践做饭，有缝纫机供学生们做自己设计的衣服，有车间共学生们做木工活，还有专门设计好带电脑程序的假娃娃供学生们带回家里”喂养” ，老师根据电脑记录给分，老师还专门带学生去附近的幼儿园实践如何带弟弟妹妹。再如，学校专门为学商科课程的学生开了一个小卖部，只在学校内部营业，经营管理和日常运作全部由这些学生负责。
注重发挥学生的创造能力和参与意识是其教学方法的另一个特点。老师讲课并不面面俱到，而是提倡学生自学和思考。有时老师专门安排一两个自学单元，让学生自学后，选一个重点给全班讲出来或提交读书报告。这几年来，我女儿不知写了多少读书报告，每一次都要上网或去图书馆查阅大量资料，有些读书报告还要求图文并茂，所有报告后面都必须附上参考书目录和引文出处，而且要打印得干干净净，装订得整整齐齐，才能交给老师，俨然像中国大学生或研究生提交的论文。考试也不只要求死记硬背，很大部分内容要求学生的独立思考。
例如，我女儿上10年级的地理课考试，老师出的题目为：在某个社区拟建一个超级市场，老师给出了这个社区的基本状况，如地理位置、人口及结构、收入水平、交通环境、超市的规模等，让学生们通过自己的分析得出建超市是否可行的结论。而且，答案也不要求与老师的看法一致，只要自圆其说即可。又如，一次我女儿美术课的期末考试是，老师给出几个主题，学生们任选一个主题，设计一张加拿大邮票并附设计说明。电脑课的期末考试是用所学的语言设计一个自己喜欢的游戏软件，我女儿为设计这个软件，熬了好几个通宵，不仅一句怨言也没有，而且还其乐无穷。她经常跟我说，”上学太有意思了，每天都很 EXCITING(振奋) ” 。
加拿大的学校还注重培养学生与他人的合作协调能力，鼓励学生在公众面前表现自己。从小在加拿大上学的孩子对PROJECT(课题) 和PRESENTATION(演示) 这两个词都不陌生。PROJECT大都需要和几个同伴一起完成，根据老师的题目，大家商量对策，分头准备，然后一起动手写，或画，最后在班上宣讲或表演出来，也就是PRESENTATION 出来。几乎每一门课都有这样的教学环节。学生们通过这样的教学环节，不仅锻炼了与他人的合作协调能力和组织能力，提高了自信心，而且还享受着思考与创作的乐趣。
例如，我女儿选的戏剧课，高年级期末考试是和几个同学一起写一个剧本并把它表演出来，从写作到表演，从服装、道具到音乐、灯光，全由他们自己解决，为了得到好成绩和与其他小组竞争，每个人都认认真真的工作，积极地出谋划策，这无形中培养了他们的团队意识和集体荣誉感。
另外值得一提的还有他们的考试制度。加拿大高中的期末考试并不可怕，因为期末考试仅占总成绩的25%，其余的75%由平时的每一次作业，每一个小测验，每一项PROJECT和PRESENTATION以及课堂上的参与意识、出勤等因素综合组成。总之，一门课要想得到好成绩，就要付出持之以恒的努力，就要积极地参与。上大学也没有类似中国的”高考” ，而是以高中最后一年6门课的平均分去申请。但如果一个学生历年来经常参加学校和社区的活动，或做志愿者，或有一些工作经验，即使平均分低一些，大学也愿意优先录取这样的学生，因为加拿大的大学也不愿意培养那些只会读书，高分低能的“书虫” 。这里的人们认为，人的能力可以从各个方面表现出来，而只会读书的人并不一定能够适应社会。
同时，学校也为学生早日适应社会，提高各种能力提供了许多条件。在加拿大，如果孩子有兴趣，可以在学校参加各种社团组织和活动，或去社区做志愿者，以锻炼他们的各种能力。
听人说过国外的教育，说是先要给孩子一个“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。
而我国的教育，确实存在一些问题。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
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。
《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。一名物理学家的教育历程·教案
【背景资料】
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》。
二、相关知识
为了更好地理解课文，我们需要了解一些相关的理论物理学知识：
（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。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（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”。
【示范教案】
一名物理学家的教育历程
【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。
【重点、难点及解决办法】
高维空间对普通人来说，是很难想像的。所以，教学重点是文章内容，而不是相关的科学知识。相关知识教师有所了解，能帮助教学课文即可，不必教授给学生。
【课时安排】1课时
【教学步骤】
一、导入新课
成为一位科学家是无数有志青年的梦想，对物理的探究更是许多年轻的学子孜孜以求的，我们来看一下加来道雄的成长道路，或许能得到一些启发。
（板书）一名物理学家的教育历程
二、明确目标
1．引导学生从生活出发，了解科学、认识科学
2．引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。
三、整体感知
1．作者简介
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》。
2．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
①人人都对自然感到好奇，都以自己喜爱的形式寻求自然的“谜底”，但是大多数人一般直接探寻自然本身，而作者却由人的观察角度，反思人类对 宇宙的认知。看似作者少年时的思维超出同龄人，其实只是他充分发挥了自己的想像力，并且保持了这样奇特的想像力，由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。 ②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。他之所以感到“激动人心”，是因为他把爱因斯坦的理论当成一个“侦探故事”来阅读、探 究，这非常符合少年的心理。另外，“我决定要对这一秘密刨根问底”，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。③高中时代，本应“在棒球 场或篮球场玩耍”，享受青春年华，但作者却“找遍周边地区大量的电子仓库，装配必需的硬件设备”，在“学校的足球场中缠绕22英里长的铜线”，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①②到 ③，我们可以清楚地看到作者的“教育历程”和“教育内容”。
四、重点、难点的学习与目标完成过程
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，作者并没有从童年到小学到初中到高中，按时间顺序叙事，而是通过童年的两件趣事和高中 时建立实验室的事例，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，作者看了许多统一场理论方面的书，并 常常去斯坦福大学的物理图书馆，相关的理论书籍是怎样启发、引导他研究的，这里肯定有许多精彩的故事，但是作者只是一笔带过，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？
【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，可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。
（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：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。
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。《一名物理学家的教育历程》同步练习
一、基础知识
1．对下列各项中加点的字注音全部正确的一项是（ ）
A．褶皱zhě 湮没yān 铁杵chǔ 畏葸不前sī
B．暖和huo 杜撰zhuàn 孵化fú 刨根究底páo
C．狰狞nínɡ 威吓xià 栅栏zhà 芬芳馥郁fù
D．衰竭jié 怪诞dàn 酬谢chóu 争妍斗艳yán
2．下列各项中字形完全正确的一项是（ ）
A．操练 殷勤款待 自鸣得意 奇妙无比
B．筵席 弱不禁风 细枝末节 高深莫测
C．暇想 摇摇欲坠 虫情世故 五彩斑斓
D．篱笆 煞废苦心 精疲力尽 撒手人寰
3．依次填入下列各句横线上的词语，正确的一项是（ ）
①可是这次脱皮后，它不再是“小乌蠋”的＿＿了，从头到尾完全变了样。
②碧青深长的杂草，葱茏苍翠的树木，白的、红的、黄的、紫的花，好像都在欢迎它的＿＿。
③童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，并且＿＿我走上成为一个理论物理学家的历程。
A．原型 来临 指导 B．原形 来临 引导
C．原形 光临 指导 D．原型 光临 引导
4．下列各句中没有语病的一项是（ ）
A．中国目前职业病发病人数呈现增长势头，职业病发病者呈现年轻化，且发病者多属于困难群众。
B．为有效减少用公车办婚事现象的发生，石家庄市纪委发出通知，严禁动用公车操办婚事，如违反规定，所动用的公车至少要封存3个月以上。
C．美国总统布什在刚刚发表的国情咨文中提到，需要更具活力的方式来提高经济增长，以应对来自中国和印度的竞争。
D．在党中央、国务院的直接领导下，实行了分三步走的战略部署，有效应对松花江水污染事件，今后松花江水污染治理将全面从五方面推进。
5．下列各句中标点符号运用正确的一句是（ ）
A．于是凤蝶找到树阴里，收拢四翅，停歇在枝上。到明天，要是落雨，它就不出去。要是晴天，就照常往花丛飞去。
B．花所请的媒人，有风、有水、有昆虫。大概请昆虫做媒的花顶多顶多。
C．我常常给自己提出一些只有小孩才问的傻乎乎的问题，比如水池中的鲤鱼怎样观察它们周围的世界？
D．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。
二、语段阅读
阅读下面的语段，完成后面的题目。
吃，吃，吃，一天吃到晚，一口都不肯放松，要是放弃了一口，好像对它就有莫大的损失似的。吃了一片又一片。吃完这枝的叶子，再吃那枝。“小乌蠋”什么工作也不做，只晓得吃，吃就是它这时期的天职。
“小乌蠋”吃得多，长得也快。几天工夫，身体就长得十分肥胖了。它觉得它的衣服——身体外面的皮——太狭小了，妨碍身体的发育。它得换一身衣服才是。它就绝食一天，静伏着办理这件事。
先是旧皮下面生出一层新皮。于是旧皮头部上面裂开来。幼虫先把头从裂缝里钻出来，再用劲扭动全身，痛苦地、慢慢地把旧皮脱下。老硬狭小的旧皮脱下来了，换上的新皮很柔嫩，可以伸缩。“小乌蠋”就趁机会让身体再增长一些。
脱皮是很艰苦的。经过了几点钟的休息，“小乌蠋”才恢复精力，再开口吃东西。这次比前次是吃得更贪更多了。
一星期或十天后，“小乌蠋”的身体又吃胖了些，而新皮也长老硬化了，又成了身体发育的阻碍。于是它又停止吃食一天，进行第二次的换皮。
吃胖了，就换皮；换了皮，又吃。这就是“小乌蠋”的生活。
6．简要概括选段所说明的内容。
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7．本文对说明对象的描写细致准确，请结合选段举例说明。
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8．本文是一篇典型的文艺性说明文，文学色彩很浓。请结合选段谈谈文章是如何体现文学色彩的。
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附参考答案：
1．D．（A，葸：音xǐ；孵：音fū；C，吓：音hè）
2．A．（B，禁－经；C，暇－遐；D，废－费）
3．B．（原形：原来的形状，本来面目。原型：原来的类型或模型，特指叙事性文学作品中塑造人物形象所依据的现实生活中的人。①句中指原来的形状，应该用“原形”。“光临”是敬词，称宾客到来；②句中仅指“到来”，用“来临”恰当。指导：指示教导；引导：指引，诱导。根据句意，③句应该用“引导”）
4．C．（A，成分残缺，应在“年轻化”后加上“趋势”。B，表意不明，“至少”与“以上”矛盾，去掉其中的一个即可。D，语序不当，“全面”应在“从五方面”后）
5．D．（A句中“它就不出去”后面应该用分号，表示两层意思的并列。B句中的顿号应该为逗号，因为“有风”“有水”“有昆虫”并不是句中词语的并列。C句后面的问号应该为句号，因为全句并不表示疑问语气）
6．幼虫蜕皮。
7．如“先是旧皮下面生出一层新皮。于是旧皮头部上面裂开来，幼虫先把头从裂缝里钻出来，再用劲扭动全身，痛苦地、慢慢地把旧皮蜕下”，幼虫蜕皮从哪里开始，它是怎样蜕去旧皮的，作者观察得非常细致，说明得非常准确。（意思对即可）
8．课文的文学色彩主要体现在说明方法和语言上。课文多运用比喻、拟人、摹状貌、讲故事等方法进行说明，化知识于乐趣之中，妙趣横生，意味无穷；在语言上也力求生动形象，不板起脸来照本宣科，语言流畅而文辞华美，时而幽默诙谐，时而欢谑活泼，让人得到美的享受。（意思对即可）《一名物理学家的教育历程》导学案
【教学目标】1．了解加来道雄和他的作品；
2．体会加来道雄所说的怀疑精神、兴趣、毅力等基本精神品质对人成长的作用；
3．以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵；
4．养成正确的科学观，明确兴趣在学习过程中的重要作用。
【教学重点】理解作者所说的童年趣事背后所蕴含的科学观、学习观。
【教学难点】以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。
【知识链接】
加来道雄是当今高能物理和理论物理学中超弦理论的发明者之一。加来道雄博士为国际知名的理论物理学与环境学者，他秉持着爱因斯坦的精神：探寻“所有事物的原理”。加来道雄博士提出的“超弦理论”，虽然只是短短一个一英寸长的方程式，也许就是解开宇宙之谜的第一把钥匙。
加来道雄博士是纽约市立大学的理论物理学教授，著作多达九本，其中包括《穿梭超时空：十度空间科学奇航》以及《Visions:How Science Will Revolutionize the 21st Century》。他同时也是电视节目的常客，曾为“夜线”、“赖利·金脱口秀”与“六十分钟”的座上宾，更数度出现在美国公共电视（PBS)）的纪录片中。此外，TLC、BBC、TechTV 和SciFi Channel 等频道都曾制作加来道雄博士的专题报导。
【学习过程】
1．自读课文，给下列加点的字注音或根据拼音写汉字，将字的注音批注在课文中。（目标：识记生字词的能力 A）
斑lán（ ） xiōngyǒng不息（ ） 杜zhuàn（ ）
惊诧（ ） 冥冥世界（ ） 令人目xuàn（ ） 鱼鳍（ ）
怪dàn（ ） 撒手人寰（ ） 刨根究底（ ） 浩hàn（ ）
湮没（ ） 畏葸不前（ ）
2．给下列各组字注音、组词。（目标：辨析形近字的能力 A）
遐 （ ） 斓 （ ） 诞 （ ）
暇 （ ） 澜 （ ）
瑕 （ ） 谰 （ ） 涎 （ ）
3.查词典，解释下列词语的意思。（目标：理解词语意思的能力 B）
（1）细枝末节：
（2）自鸣得意：
（3）在所不辞：
（4）遐想：
（5）杜撰：
（6）怪诞：
（7）畏葸：
4．本文题为“一名物理学家的教育历程”，文章通过记述作者在自己成长过程中起了重大作用的两件童年趣事，说明了他成为理论物理学家的成长历程。阅读全文，完成下表。（整体感知 B）
课 题 段 落 段 落 大 意 结 构
一名物理学家的教育历程 第1段 总提两件趣事对“我”的教育作用。 总
第 ～ 段
第 ～ 段
5．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。阅读全文，说说从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。
【课后练习】
1．下列加点字注音完全正确的一项是【 】
A．斑斓（lán） 湮没（yīn） 遐想（xiá） 撒手人寰（huán）
B．惊诧（chà） 杜撰（zhuàn） 踪迹（jī） 刨根问底（páo）
C．鄙视（bǐ） 威吓（hè） 栅栏（zhà） 冷嘲热讽（fěng）
D．浩瀚（hàn） 怪诞（dàn） 漆黑（qī） 争妍斗艳（yàn）
2．下列各组词语没有错别字的一项是【 】
A. 光彩 谩骂 教诲 如据深渊 B. 淘醉 赡养 誊写 自名得意
C. 真谛 演绎 欣慰 食不果腹 D. 嘉宾 安祥 浪费 融会贯通
3．下列句子中加点的成语，使用恰当的一项是【 】
A．搞科学研究就不能害怕困难，遇到问题，我们要敢于首当其冲，加来道雄从小就具有这种精神，终于成为世界著名的理论物理学家。
B．日本一小撮右翼分子不愿正视长达八年的侵华战争使我国人民生灵涂炭的历史事实，这是不能容忍的。
C．看问题，我们一定要在细枝末节上狠下工夫，只有这样，问题才能解决得全面。
D．湖南广电人正在紧锣密鼓地进行第六届“金鹰节”的各项准备工作，希望带给广大观众更多的惊喜。
4．下列各句中，没有语病的一句是【 】
A．日前，科学家宣布首次在太阳系外发现了一颗可能适合人类居住的星球，地球与它的温度、体积估计相似，而且还可能有液态水。
B．印度尼西亚一家公司在东爪哇钻探石油时，无意间打穿了一座泥火山，大量有毒泥浆从此没日没夜地喷发，酿成了世界罕见的泥浆灾难。
C．尽管人们为保护中华鲟付出许多努力，但工业企业向长江大量排污日益严重和人类活动等外界危害有增无减，使中华鲟的种群量急剧减少。
D．人们常说上帝偏爱瑞士，赐予她雄伟的山脉，宁静的湖泊和秀美的田园，是各国游客心驰神往的旅游休闲胜地。
5．一次辩论会上，主持人讲了下面一个故事，请你根据以下内容引出甲、乙两方辩题。要求：双方辩题语言要简洁，不超过10个字，具有可辩性。
两个失败者沮丧地躺在屋子里，同时看到下面的情景：
一只蜘蛛要在天棚的拐角处结网，它向另一面墙壁荡过去，在即将接近那面墙壁的那一刹那，它掉了下来——这是它第七次失败了。
蜘蛛的举动触动了他们。
甲说：可敬的蜘蛛，你怎么那么自信而执著！我是人，难道不如一只蜘蛛吗？我要振作起来！
乙说：可怜的蜘蛛，你只要稍微动一下爬行的方向，就可以成功。我是人，不是蜘蛛，我要重新选择方向！
甲方辩论题目：
乙方辩论题目：
阅读下面的文字，完成6～9题。
1990年9月，美国批准了世界上首个基因治疗方案。从此，世界各国掀起了研究基因治疗的热潮。值得提出的是，无论哪一种基因治疗目前都处于初期的临床试验阶段，均没有稳定的疗效和完全的安全性。可以说，在没有完全解开人类基因组的运转机制、充分了解基因机制和疾病的分子机理之前，进行基因治疗是相当危险的。
1999年9月，一位18岁的美国青年在接受基因治疗时不幸死亡，成为被报道的首例死于基因治疗的患者。2002年，法国包括一名3岁男孩在内的11名儿童同时接受了基因治疗，4月，这次试验性的基因治疗获得成功，所有患儿状况良好，而且表现出具有正常免疫力的迹象。但没过多久，医疗专家查出这名3岁儿童突然在基因治疗宣告成功后患上了某种类似白血病的癌症，有关专家认为这是由基因治疗引起的。这立刻引起各国的广泛关注。在这次医疗试验中，用于治疗疾病的基因被包裹进经修饰的逆转录酶病毒载体，然后再进入患者细胞中与DNA结合。虽这些病毒载体经过处理，可以防止感染，但科学家还无法控制病毒载体在DNA上的插入位置。所以，长久以来就有人担心，病毒载体会破坏重要的基因，导致“插入型突变”。如果被破坏的基因是负责调控细胞生长和分裂的，就会产生癌症。但是，也有一些专家认为，用逆转录酶病毒载体的基因治疗都是在近几年进行的，所以并不能排除有些病人今后发生癌症的可能。此前进行的多次基因治疗中，也使用了逆转录酶病毒载体，所有的患者都没有发生类似的问题。从长远来看，因插入变异会不断带来治疗风险，基因治疗专家必须考虑是否应该放弃现有的逆转录酶病毒载体，而使用其他非插入型载体，如腺病毒、疱疹病毒等。但是，也可以通过改造逆转酶病毒以减少插入变异的风险。一种比较可行的办法就是给载体安上“自杀”基因。例如，在载体中加入一种对那些抗病毒药物比较敏感的基因，当医生发现在逆转录酶病毒的作用下正常细胞可能转化为癌细胞时，就使用特定的抗病毒药物，那些“自杀”基因在这些药物的作用下让病毒“自杀”，这样就可将癌症消灭在萌芽阶段。
尽管科学家在不断尝试更成熟的基因治疗方法，但是目前的基因治疗还必须使用一些不够完善的技术。专家们指出，法国的这个医疗事件只是一个特例。在这次试验治疗中使用的逆转录酶病毒载体已经使用了十几年，只是最近才出现了不良反应。因此医疗专家们指出，不要因为个别的悲剧而排斥基因治疗，其实基因治疗的好处远远大于其弊端，它让那些用传统的医疗手段无法治愈的疾病患者看到了希望。与其远离基因治疗，不如从失败中吸取教训，更加深入地认识风险，从而帮助医生们在未来更好地预测和防止类似事件的发生。
6．下列对第一段中画线句子的理解，不正确的一项是【 】
A.目前的基因治疗是在不了解基因内部机制和疾病分子机理的情况下进行的，也就没有令人满意的疗效和安全性。
B.人类目前对自身基因和有关疾病的研究成果，还不足以保证目前的基因治疗能达到人们所预想的疗效和安全性。
C.基因治疗是一项复杂的工程，现有的技术条件的限制，决定了它目前还停留在临床试验阶段，手术风险相当高。
D.人类对自身基因和相关疾病的研究，目前还没有达到很理想的水平，所进行的基因治疗也就难免存在较高危险。
7.下列对第二自然段有关内容的理解，正确的一项是【 】
A.尽管存有争论，但有关的专家还是坚持认为，正是治疗过程中的人为技术操作不当，最终导致了法国基因试验的失败。
B.由于科学家到目前为止，还不能将用于治疗疾病的基因准确地插入逆转录酶病毒载体中，所以这起试验并未取得成功。
C.虽然还不能确定那位3岁男童的死因，但可以肯定的是，利用逆转录酶病毒载体插入DNA的基因治疗办法是行不通的。
D.迄今为止，科学家还没有找到控制经过处理的病毒载体插入DNA的位置的有效方法，现阶段基因治疗的风险是很高的。
8.下列理解不符合原文意思的一项是【 】
A.基因治疗的研究和试验已经进行了十几年，尽管其好处远大于其弊端，但近年基因治疗中出现的死亡个案，还是引起了科学家们的关注和反思。
B.一旦插入DNA的逆转录酶病毒载体破坏了负责调控细胞生长和分裂的基因，就很有可能使正常细胞转化为癌细胞，导致基因治疗的失败。
C.专家们通过给逆转录酶病毒载体植入对抗病毒药物比较敏感的基因，找到了避免因逆转录酶病毒载体插入变异而导致癌症的比较可行的方法。
D.目前的基因治疗全都处于临床试验期，还必须使用一些有待完善的技术，若想取得稳定的疗效和完全的安全性，仍需要科学家们的不断努力。
9．根据原文提供的信息，以下推断不正确的一项是【 】
A.目前使用逆转录酶病毒载体所进行的基因治疗试验并未成熟，人类对自身的基因和疾病的研究还要继续深化。
B.当人类基因的奥秘被真正解开的时候，基因治疗将获得更可靠的疗效和安全性，人们也就不再反对基因治疗。
C.比起传统的医疗手段来，基因治疗有着更广阔的前景，它对诸如癌症、心脏病等奇难杂症的治疗将更具效果。
D.随着科学家们的不懈努力和科技的发展，基因治疗将会给21世纪的医学带来革命性的变化，为人类的健康造福。
参考答案
1．斓 汹 涌 撰 chà míng 眩 qí 诞 huán páo 瀚 yān xǐ
2．xiá 遐想 xiá 闲暇 xiá 瑕不掩瑜 lán 斑斓 lán 波澜 lán 谰言 dàn 荒诞 xián 垂涎三尺 3．（1）比喻事情或问题的细小而无关紧要的部分。 （2）自以为了不起，表示很得意。 （3）决不推辞 （4）悠远的思索或想象 （5）没有根据地编造，虚构 （6）荒诞离奇古怪 （7）畏惧，害怕
4．
课 题 段 落 段 落 大 意 结 构
一名物理学家的教育历程 第1段 总提两件趣事对“我”的教育作用。 总
第 2 ～ 11 段 由对鲤鱼世界的遐想推知人类认识的局限。 分
第 12 ～ 18 段 对爱因斯坦未竟事业的向往与研究。
5．（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：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。
【课后练习】
1．C 2．C（A．据—距 B．淘—陶 名—鸣 D．祥—详） 3．D（A．“首当其冲”不是“首先冲上去”之意，它比喻最先受到冲击、压力、攻击或首先蒙受灾难。 B．“生灵涂炭”形容社会混乱时期人民群众处于水深火热的困境之中。“生灵”：指老百姓，成语前加“人民”，犯了语义重复之病。 C．“细枝末节”比喻事情或问题的细小而无关紧要的部分。）
4．B （A．“地球与它的温度、体积估计相似”主客颠倒，不合逻辑，应改为“它的温度、体积估计与地球相似”。 C．句式杂糅。 D．成分残缺，“是各国游客”前缺主语。）
5．甲方：面对挫折要坚持不懈 乙方：面对挫折要重新选择
6.A（画线句的意思是基因治疗是一项复杂的工作，人类目前对自身基因和有关疾病的研究，还没有达到很理想的水平，还不足以保证目前的基因治疗能达到人们所预想的疗效和安全性。而A项中说“目前的基因治疗是在不了解基因内部机制和疾病分子机理的情况下进行的”，说法过于绝对，因而不正确。）
7. D(A项中“正是治疗过程中的人为技术操作不当，最终导致了法国基因试验的失败”，在原文中没有这方面的内容，所以不正确；B项中“还不能将用于治疗疾病的基因准确地插入逆转录酶病毒载体中”，说法不对。原文中是“无法控制病毒载体在DNA上的插入位置”，因而也不正确；C项说法过于绝对，第二段中说：“也可以通过改造逆转录酶病毒以减少插入变异的风险”，并没有说“利用逆转录酶病毒载体插入DNA的基因治疗办法是行不通的”，所以也不正确。）
8. C（C项说的内容只是专家们的设想，还没有试验成功，所以这个说法不正确。）
9．B（B项中说“当人类基因的奥秘被真正解开的时候，基因治疗将获得更可靠的疗效和安全性，人们也就不再反对基因治疗”，这个说法过于绝对。因为还没有到那种地步，是否是可靠和安全，人们反对不反对，现在都无法推断，所以不正确。）
