資源簡介

第7課　(2)一名物理學家的教育歷程
1．作者知識
加來道雄，日裔美國理論物理學家，紐約州立大學研究生中心理論物理學教授，科普作家，超弦理論的專家。他秉持著愛因斯坦的精神，探尋“所有事物的原理”。他的著作廣受贊譽，《構想未來》《超越愛因斯坦和超空間》《平行宇宙》均被《紐約時報》《華盛頓郵報》提名為當年的最佳科學讀物之一。
2．背景知識
1957年，物理學家埃佛里特提出多重空間理論：有多重的、平行存在的空間，事物同時以不同的方式生存、行動在其中。后來另有理論物理學家提出我們這個宇宙可能只是多維空間的一個層面(膜)。多膜理論以及超弦理論都認為宇宙在長、寬、高、時間四個維度之外存在著不可視的空間。多維度物理學家麗莎·藍道爾在實驗時發現相撞的粒子有一些就這樣消失了，因而懷疑這些粒子進入了另外的空間，并提出了宇宙可能存在無限維度。歐洲原子核研究中心當時正在瑞、法邊境地下興建迄今規模最大的粒子對撞機，以證實隱秘的空間確實存在。課文中有關“鯉魚‘科學家’”和建造“原子對撞機”的故事，就形象地解說了“多維宇宙”。
加來道雄的《超越時空》一書記述了超空間的早期歷史，從理論上探討通過超空間穿越時空的可能性，以及何時方能實際利用超空間理論所具有的潛在威力。《一名物理學家的教育歷程》就選自這部書，通過介紹對自己成長起了重大作用的兩件童年趣事，回顧了自己成為“一名物理學家的教育歷程”。
3．知識鏈接——科普文
科普文是解說、介紹科學技術的說明性文章。科普文一般用輕松、活潑的筆調，解說某一方面的科學技術知識；既有科技的技術性，又有內容的生動性，還有題材的廣泛性，以及篇幅的簡短性。
科普文題材十分廣泛，從肉眼看不見的粒子、原子，到巨大的地球、宇宙，無論是工業、農業、交通運輸方面，還是物理、化學、天文、地質、生物等方面，都可以找到科普文章的題材。
4．讀準字音
(1)撒手人寰(huán)　　　　 (2)貪婪(lán)
(3)遐想(xiá) (4)驚詫不已(chà)
(5)杜撰(zhuàn) (6)浩瀚(hàn)
(7)令人目眩(xuàn) (8)畏葸(xǐ)
(9)可怖(bù) (10)目眩(xuàn)
一課時　科學家是如何煉成的？
學習目標　1.梳理文章信息，以“教育歷程”為重點，探討其中表現的思想內涵。2.感悟科學精神，感受科研樂趣，從中獲取有關成長的啟示。
英國著名博物學家赫胥黎曾說：“人類發展的歷史，便是在漆黑的夜空中，將真與美融化交織，點點光亮，已知的事物是有限的，未知的事物是無窮的；我站在茫茫無邊、神秘莫測的汪洋的一個小島上，繼續開拓是我們每一代人的職責。”每位同學都可以成為研究未知事物的科學家，但一名科學家需要具備哪些品質呢？請走進《一名物理學家的教育歷程》一文，去尋找答案吧。
活動一　透過事件，探尋科學思考
1．閱讀課文，分別用一句話概括作者所寫的三件趣事，并思考這些內容與“一名物理學家的教育歷程”有什么內在聯系。
答：_____________________________________________________________________________
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2．研讀作者對鯉魚世界的遐想部分，根據這一童年趣事的敘事要素，挖掘作者敘事背后的隱喻和科學思考，填寫下表。
童年趣事 在舊金山日本茶園觀察鯉魚，產生遐想
敘事要素 環境 主人公 情節
池塘 鯉魚、鯉魚“科學家” 解釋暴雨下睡蓮的運動 一個鯉魚“科學家”被抓出水面又放回
隱喻 ① ③ ⑤ ⑦
科學思考 ② ④ ⑥ ⑧
3.閱讀作者敘述建造電子感應加速器的部分，圈畫其中一系列的數字或與數字相關的短語，從這些文字中我們能讀到什么？
答：_____________________________________________________________________________
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活動二　分享交流，討論科研品質
4．從夢想到發現，科學家們大都走了艱辛而漫長的路。研讀加來道雄的科學探究內容，概括其精神品質，填寫下表。
探索內容 精神品質
喜歡坐在水池邊，不斷想象、思考 ①
對愛因斯坦尚未完成的論文充滿興趣 ②
決定要刨根究底，縱然為此而必須成為一名理論物理學家也在所不辭 ③
從當地圖書館到全市圖書館和書店，再到大學圖書館，閱讀能找到的關于愛因斯坦及其理論的每一本書 ④
不拘于世俗的約束，決定自建電子感應加速器 ⑤
把一個圣誕假日花費在50碼長的線路上 ⑥
不在棒球場或籃球場玩耍，反而在汽車間建造一架巨大的電子儀器 ⑦
5.你從加來道雄的成長歷程中得到什么樣的啟示？與同學們分享交流。
答：_____________________________________________________________________________
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科學研究的艱辛與科學發現的樂趣，在《青蒿素：人類征服疾病的一小步》和《一名物理學家的教育歷程》兩篇文章中是如何具體展現的？請結合文章及下面的名人名言作簡要概括。
(1)馬克思說：“在科學上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦、沿著陡峭山路攀登的人，才有希望到達光輝的頂點。”
(2)鄧稼先說：“未來工作是一項崇高的事業，做好這件事，我這一生就過得很有意義，就是為它死了也值得。”
(3)愛迪生說：“我平生從來沒有做出過一次偶然的發明，我的一切發明，都是經過深思熟慮、嚴格試驗的結果。”
(4)法國科學家路易斯·巴斯德說：“字典里最重要的三個詞，就是意志、工作、等待。我將要在這三塊基石上建立我成功的金字塔。”
答：_____________________________________________________________________________
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第7課　(2)一名物理學家的教育歷程
一課時　科學家是如何煉成的？
情境任務
1．(1)三件趣事：鯉魚世界的幻想，愛因斯坦未完成的事業，建造電子感應加速器。
(2)內在聯系：在作者看來，這些事件背后所體現的想象力、持續的興趣和實踐精神，是他成為一名理論物理學家過程中最重要的教育元素。作者不僅記敘了自己的教育經歷，更從一個科學家的視角反思了要成為一位科學研究者在成長過程中應該具備的條件和素養。
2．①“我們”生活的宇宙(四維空間)　②客觀上存在另外一個“宇宙”？　③“我們”(人類及人類中的科學研究者)　④人類認識的局限性？(只承認“看得見摸得著”的世界，不承認“看不見”的世界)　⑤“我們”無法合理解釋多維空間的運動而故弄玄虛　⑥已有的一些科學概念和解釋或許是荒謬的？　⑦極個別的人認為存在另外的“宇宙”，但不被大多數人承認　⑧這個“宇宙”的規律不適合另一個“宇宙”？不能用實驗來驗證的世界就不存在？
3．(1)230萬電子伏特的電子感應加速器，22英里長的銅線，整整一個圣誕假日，50碼長的線路，300磅重、6千瓦。
(2)從這些文字中，我們能看到一個未來科學家對感興趣的科學問題的執著、所付出的艱辛努力以及寶貴的科學實證精神。
4．①想象豐富　②天真好奇　③熱愛科學　④勤奮刻苦　⑤勇于探索　⑥興趣濃厚　⑦酷愛鉆研
5．(示例一)科學存在于生活的方方面面。要善于發現，善于思考，充分利用自己的想象力，描繪藍天白云，描繪宇宙萬物。不必拘泥于已有的現實，放飛天馬行空的想象力，這才是科學得以進步的源泉和動力。
(示例二)萬事終需堅持。不管是感興趣也好，熱愛也好，所有的事情唯有“堅持”二字，方得始終。加來道雄有對科學的熱忱，更有對科學不斷探索的堅持，由興趣到熱愛，由熱愛變成了畢生的信念和追求；在此期間，他從未放棄，這就是“堅持”的力量。
(示例三)家庭教育對孩子的影響是深遠的。加來道雄的生活環境是多元的，他父母對他的教育更是開放的、民主的，這也就使加來道雄具備了敢于探索、初心未泯的性格特點，為他以后走上科學發現之路埋下了希望的種子。
微任務
(1)科學研究的艱辛：①在第一階段，屠呦呦團隊收集了2 000個方藥，挑選出可能具有抗瘧作用的640個，從其中的200個方藥中提取了380余種提取物進行測試，然而進展甚微；②在20世紀70年代，新藥的臨床試驗很難開展，屠呦呦和她的同事勇敢地做志愿者，第一批嘗試青蒿提取物，以確認其對人體的安全性；③高中時代本應享受青春年華的加來道雄，不辭辛勞，冒著風險，自己動手建設實驗室，建造電子感應加速器。
(2)科學發現的樂趣：①屠呦呦熱衷于中草藥的研究，發現了青蒿素的治瘧作用，拯救了成千上萬的患者；科學研究雖然艱辛，卻有一種自豪感和使命感。②加來道雄貪婪地閱讀關于高維世界的歷險故事，沉迷于愛因斯坦未完成的理論，癡迷于原子對撞機的建造，從中獲得求知和成功的快樂。

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