一名物理学家的教育历程教学方案

一名物理学家的教育历程教学方案（共4篇）

一名物理学家的教育历程教学方案篇1

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”。

一名物理学家的教育历程教学方案篇2

（一）答案见《教师教学用书》《一名物理学家的教育历程》导学案

（二）1.解析：A.“诞”应读“dàn”；B.“葸”应读“xǐ”；C.“便”应读“biàn”。答案：D 2.解析：A.滥—斓；B.则—测；D.密—秘。答案：C 3.B（葸，xǐ）

4.解析：A.遐想：悠远地思索或想象。答案：A

5.解析：畅游：①尽情地游览；②畅快地游泳。徜徉：闲游；安闲自在地步行。徘徊：①在一个地方来回地走；②比喻犹豫不决。答案：B 6.答案：C 7解析：D项括号应在“50码”后。答案：D 8.解析：A项“包含有”重复赘余；B项多重否定不当造成不合逻辑；C项搭配不完整，应为“对于别的鲤鱼而言”。答案：D.9.童年的两件趣事高中时建立实验室一笔带过制造“自己的原子对撞机”

10、(1)想像力(2)乐趣(3)实验精神 11．B（浑－混）

12、解析：先说鲤鱼，再到“我”。标志性的词语有“鲤鱼们的一生”“它们„„意识到„„另一个外部世界”“我的世界„„超过了它们的„„”等。答案：B 13.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。

14.指有令人目眩的强光和鲤鱼从未见过的奇形怪状的生物的世界（即人类世界）15．有鳍才能运动。

16．展开想象，言之成理即可。

17.C（解答此题关键要抓住第二段最后一句，搞清句中“这”字指代内容。根据“癌细胞发生的„„都大一些”可知“这”与细胞所带电流的数值有关，因此可确定答案为C项。）

一名物理学家的教育历程教学方案篇3

专题14

一名物理学家的教育历程

1．走近作者。

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．比喻在科普文中的作用

比喻是在说明事物或说明道理时，用与所说明的事物或所说明的道理有相似点的别的事物或道理来打比方。大致说来，比喻的作用主要有两个：一是对事物的特征进行描绘或渲染，使事物生动具体，给人留下鲜明深刻的印象；二是用浅显的或人们熟悉的事物对深奥难懂的事物加以说明，便于人们深入理解。学习分析比喻在特定语境中的作用，可以提高对阅读材料的感悟能力，从而加深理解。

要确切理解比喻的作用，可以采用以下两法。

（1）一一对应析用意。把握作者运用比喻的目的是理解比喻作用的前提，如果连作者用这个比喻是为了说明什么都不晓得，也就无从分析其作用了。比喻里被比方的事物叫“本体”，用来打比方的事物叫“喻体”，本体和喻体的性质不同，却一定有某些方面的相似点，采取把本体和喻体一一对照起来加以分析的方法，可以看出作者使用比喻的目的和用意，从而体会比喻的妙处。

（2）瞻前顾后析深意。比喻的运用往往是在描写事物或说明道理的过程中恰当的插入，也就是说，比喻不是说明的全部，它是与前后的描写或说明融合在一起的。因而，要真正弄清比喻的作用，把握其深意和妙处，不能就比喻看比喻，还需要瞻前顾后，联系上下文来分析。

3．给汉字注音或据拼音写汉字。

五彩bānlán（）

xiá（）想

杜（）撰

惊chà（）

怪dàn（）

撒手人huán（）

刨（）根问底

浩hàn（）

湮（）没

畏葸（）不前

3.斑斓　　遐　zhuàn　　诧　　诞　　寰　　páo　　瀚　　yān　　xǐ

1．鲤鱼“科学家”对“世界”的认识是怎样的？作者想通过鲤鱼“科学家”对世界的认识说明什么？

（1）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”。

（2）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。

2．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？

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象，激发兴趣；而阅读统一场理论书籍，既表现了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。

3．作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？

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。

4．作者说：“我决定要对这一秘密刨根究底，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？

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。

1．下列各组词语中，加线字的注音完全正确的一项是

A．畅游（chàng）

陶醉（táo）

杜撰（zhuàn）

鄙视（běi）

B．贪婪（lán）

浩瀚（hàn）

遐想（xiá）

怪诞（yán）

C．目眩（xuàn）

惊诧（chà）

湮没（yān）

潜心（qián）

D．混乱（hùn）

模糊（mó）

畏葸（sǐ）

挣扎（zhēng）

2．下列词语中没有错别字的一项是

A．磁场

玩耍

欣慰

万变不离其宗

B．安份

笨重

约束

偷鸡不成蚀把米

C．斑斓

畅游

历程

慌慌不可终日

D．鲤鱼

篮球

幅射

巧妇难为无米之炊

3．下列语句横线处填入的词语，最恰当的一项是

①我决定要对这一秘密刨根究底，_______为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。

②仪器成功产生了比地磁场强两万多倍的磁场，而这正是加速一束电子所_______的。

③我感觉到________的自然规律不再适合于这个冥冥世界。

④在躲避风雨之时，我想弄清楚周围发生的一切将会以怎样的形式______在鲤鱼们的眼中。

A．纵然

必需

熟悉

呈现

B．纵然

必须

熟习

呈现

C．虽然

必需

熟习

呈献

D．虽然

必须

熟悉

呈献

4．下列各句中，加线的成语使用不恰当的一项是

A．我想知道世界的内在规律，其余则是繁文缛节。

B．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。

C．鲤鱼和我生活在两个截然不同的宇宙之中，从不进入对方的世界，我们之间被水面这一薄薄的“栅栏”分隔开来。

D．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。

5．下列各句中，没有语病的一句是

A．我蹲在那里的一个小池边，被慢慢畅游在水底睡莲之中五彩斑斓的鲤鱼所陶醉。

B．我对阿西莫夫的《基地》系列惊叹不已，书中超维空间旅行的发现导致了一个银河帝国的兴起。

C．一些科学家鄙视更高维数世界，是因为他们不能在实验室里便利地验证它。

D．睡莲之所以不被触摸而运动的原因，是因为有一种看不见的神秘力在对它起作用。

6．下列句子排序正确的一项是

①我的世界的本质超过了它们的理解能力。

②它们相信它们的“宇宙”就由阴暗的池水和睡莲构成。

③鲤鱼们的一生就在这浅浅的水池中度过。

④我喜欢坐在距离鲤鱼仅仅几厘米的地方，然而，我们之间却如距深渊。

⑤它们大部分时间在池底漫游，因此它们只模糊地意识到在水面之上存在有另一个外部世界。

A．①④③⑤②

B．③②⑤①④

C．①④③②⑤

D．②③⑤①④

7．提取下列材料的要点，整合成一个单句，对“反物质”作一解说。可适当增删词语，不得改变原意。

①爱因斯坦的工作使一种称之为反物质的新型物质成为可能。

②反物质的作用形式与普通物质一样。

③反物质与普通物质接触之后它们将会湮没，并且猛然释放出能量。

④反物质由反粒子组成。

反物质是______________________________________________

阅读下面的文字，然后回答问题。

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。由于不能理解在看不见的水面上存在的水波，它们将得出这样一个结论：睡莲之所以能够不被触摸而运动，是因为有一种看不见的神秘力在对它起作用。它们可能给这种错觉起一个高深莫测的名称（如超距作用，或没有任何接触睡莲即会运动的能力）。

我曾想，如果从池水中抓出一个鲤鱼“科学家”，事情将会怎么样呢？放回池水之前，它可能随着我的查看而狂乱挣扎。那么别的鲤鱼又将怎样看待这件事呢？对于它们而言，这确实是一件可怖的事情。它们第一次意识到有一位鲤鱼“科学家”从它们的宇宙中消失了。就那么简简单单，没有留下任何踪迹。不管在它们的宇宙中怎么寻找，就是没有这条丢失的鲤鱼的踪影。然而，就那么几秒钟，当我把它放回池水之后，这位鲤鱼“科学家”便突然冒了出来。对于别的鲤鱼而言，这真是一个奇迹。

待神志镇定之后，这位鲤鱼

“科学家”就会讲述一个真正令它们惊诧不已的传奇故事。它说：“突然之间，不知怎的我就被拉出了咱们的宇宙（池水），投进了一个冥冥世界，那里有令人目眩的强光和我从未见过的奇形怪状的物体。最奇怪的是那个抓住我的生物竟然一点儿也不像鱼。更使我震惊的是，无论如何也看不到它的鳍，但是没有鳍它还是能够运动。我感觉到熟悉的自然规律不再适合于这个冥冥世界。随后，我发现自己突然又被扔回了咱们的世界。”（当然，这个到宇宙之外一游的故事对于鲤鱼是怪诞的，大多数鱼都认为这完全是胡说八道。）

1．文中加线的语句说鲤鱼“科学家们”会杜撰某种东西，掩盖自己的无知，这是一个比喻句，它是用来比喻什么的？

2．文中加线的“冥冥世界”和“熟悉的自然规律”分别指代的是什么？

3．节选部分采用了怎样的表现手法？这样写有什么好处？

4．鲤鱼“科学家”的故事在文中具有怎样的作用？体现了作者怎样的思想认识？

【2015年高考福建卷】阅读下面的文字，完成1~3题。

数不尽的萤火虫

中国有悠久的萤火虫文化。早在先秦时期的《诗经》中，萤火虫就成为先民的关注对象，诗中“町畽鹿场，熠耀宵行”就是描述萤火虫的。古代诗人常借萤火虫抒情达意，唐代杜牧的“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤”，便是千古绝唱。“囊萤夜读”的故事家喻户晓，也曾激励过无数学子发奋努力。

现代人是不再需要“囊萤”来夜读了。到20世纪40年代，科学家受萤火虫发光器的启发，发明出荧光灯。萤火虫发出的荧光是一种生物光，它不同于其他的光会伴生热量的损耗，是目前已知唯一已知没有热损耗的光源，因此也叫“冷光源”。荧光灯的发明大大提高了能源使用率，但与萤火虫的发光率相比还差得太远。

最近，研究人员在研究萤火虫发光器时，还意外发现了一种锯齿状排列的鳞片，它可以提高发光器的亮度。科学家将其应用在二极管（LED）的设计中，制作出模仿萤火虫发光器天然结构的LED覆盖层，可使其效率提高50%以上。这种新颖设计可能会在几年内应用在LED生产中。

萤火虫特有的虫荧光素酶基因，在基因工程中也越来越多地作为遗传标记的首选来检测基因表达。人们不但利用萤火虫的基因检测癌细胞，还利用基因转移技术把萤火虫的基因转移到玉米中，较快地培育出新的具有抗病虫害的玉米新品系。

萤火虫还是血吸虫病的防疫助手。水生血吸虫的幼虫吃包括钉螺在内的螺类，而钉螺正是血吸虫的唯一宿主。萤火虫体内的腺苷磷酸，可作为一种优异的检测剂来检测水的污染程度。萤火虫喜欢植被茂盛、水质干净、空气清新的环境，凡是萤火虫种群分布的地区，都是生态环境保护得比较好的地方。

遗憾的是，如今，萤火虫在部分地区已越来越少见。除了自然天敌外，人类成了萤火虫最大的“天敌”。美国一些医药公司为了获取萤火虫体内特有的虫荧光素和虫荧光素酶，出价购买萤火虫，导致人们大肆捕捉萤火虫。在日本，上世纪60年代的工业污染和城市扩张，致使萤火虫幼虫的生存率直线下降。

萤火虫求偶时，雌雄之间会发出特异的闪光信号以吸引异性并交尾。然而城市的亮光干扰了它们的闪光交流，当萤火虫感知到外界灯光时，就会停止发光、飞行、求偶，最终导致种群减少甚至灭绝。去年夏季一些城市刮起萤火虫展览热，千里迢迢从外省引入萤火虫，然后在公园放飞。但萤火虫的很多种类年复一年地在同一栖息地聚集、交配，即使栖息地遭到破坏，也不会迁往别处。萤火虫成虫的唯一使命就是繁殖，寿命很短，长的也就十几天。萤火虫本就不适合长途迁徙，目的地栖息环境又不太合适，它几乎活不了几天，繁殖就更是不可能了。不少专家为此呼吁：与其引进萤火虫，不如改善自然环境。

那些曾在林间泽畔“熠耀宵行”的萤火虫，如今已与我们渐行渐远，靠人工引进不能“引”来它们的回归。萤火虫是自然的，也是文化的，但归根结底是自然的，因而要靠自然来解决。而且，保护萤火虫不能光着眼于一个物种，而是要通过保护整片栖息地来保护许多物种。如果做到这一点，引来的肯定不只萤火虫。萤火虫如是，熊猫如是，白鹳也如是……总之，我们应多想想如何对自然更友好，与万物共存共荣。

（摘编自《新华文摘》2014年第13期）

1．下列对文章的概括与分析，不正确的两项是

A．科学家受萤火虫发光器的启发而发明的荧光灯，在减少热损耗方面成效显著，但发光率不如萤火虫。

B．科学家模仿萤火虫发光器的天然结构，用以制作LED覆盖层，这种设计在应用中起到节能的作用。

C．人们选择萤火虫特有的虫荧光素酶基因，将其运用于癌细胞检测、玉米新品系的培育和水质监测。

D．引进萤火虫的做法不合乎自然规律，因为长途迁徙影响其正常繁殖，异地放飞又改变其栖息环境。

E．对一个物种的保护必将使其他物种获益，因而做好了萤火虫的保护工作，引来的肯定不只萤火虫。

2．为保护萤火虫，我们要注意萤火虫的哪些习性？请简述。

3．请根据文本，分析“萤火虫是自然的，也是文化的，但归根结底是自然的”这句话的含意。

1．C

【解析】A项，“鄙”应读bǐ；B项，“诞”应读dàn；D项，“混”应读hùn，“葸”应读xǐ。

2．A

【解析】B项，份—分；C项，慌慌—惶惶；D项，幅—辐。

3．A

4．A

【解析】A项，繁文缛节：过分繁琐的仪式或礼节。也比喻其他繁琐多余的事项。此处应用“细枝末节”。B项，五彩斑斓：形容颜色非常好看，色彩相当丰富，多种颜色错杂繁多。C项，截然不同：形容两件事物毫无共同之处。D项，冷嘲热讽：用尖刻辛辣的语言进行讥笑和讽刺。

5．B

【解析】本题考查辨析并修改病句的能力。A项，句式杂糅，“被……所陶醉”应改为“为……所陶醉”或者“被……陶醉”；C项，成分残缺，应在“更高维数世界”后加上“的说法”，作“鄙视”的宾语；D项，句式杂糅，删去“的原因”或者“是因为”。

6．B

【解析】先说鲤鱼，再到“我”。标志性的词语有“鲤鱼们的一生”“它们……意识到……另一个外部世界”“我的世界……超过了它们的……”等。

7．（反物质是）一种由反粒子组成，作用形式与普通物质一样，但与普通物质接触之后将会湮没，并且猛然释放出能量的新型物质。

【解析】本题考查压缩语段的能力。这一题考查的是把短句变为长句，可以先把其中一个主要句子作为主干，然后把剩余的短句按一定的层次、顺序组合，作主要句子的定语或状语。这里的几个短句，围绕“反物质”展开话题。可以用“反物质是一种新型物质”作为主干，而将其他短句分解、组合，化为“新型物质”的定语。

1．作者用这句话比喻我们对我们所生存的环境中的一些未知的东西，往往采用类似的方法。说明我们对宇宙的认识是有限的，有的甚至是肤浅或错误的。

【解析】找出关键词句，划定答题区间，结合具体文章内容理解作答。

2．“冥冥世界”指鲤鱼所生活的池水以外的世界；“熟悉的自然规律”指生活在水中，靠鳍运动。

【解析】结合文中语句“如果从池水中抓出一个鲤鱼‘科学家’”，“当我把它放回池水之后，这位鲤鱼“科学家”便突然冒了出来。对于别的鲤鱼而言，这真是一个奇迹。”可知，“冥冥世界”就是指鲤鱼所生活的池水以外的世界。文中又说“我感觉到熟悉的自然规律不再适合于这个冥冥世界”，可知鲤鱼所深刻了解、熟悉掌握的技能到了池水之外便不能适应。

3．这一部分采用了拟人化的表现手法，这样写生动形象，使深奥的科学道理变得浅显易懂。

【解析】首先点明用到了哪种表现手法，结合选文内容，将鲤鱼拟人化，可知运用了拟人。然后再阐述这种表现手法的作用即可。

4．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，由感性的想象上升到理性的创造，这体现了作者的创新意识和探索精神。

【解析】文章开头作者说：“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力”，鲤鱼“科学家”的故事就是其中之一。在作者看来，科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。

1．CE

2．①萤火虫对栖息地生态环境有较高要求。②多不喜迁徙。③求偶时以闪光信号吸引异性。④对外界亮光反应敏感。（意思对即可。）

【解析】这是一道局部信息筛选的题目，首先要找准区位，文章的前半部分主要说明的是萤火虫在现实中的应用，后部分主要是萤火虫的习性介绍，那保护就要通过习性方面的特征来保护，然后在最后三段中选取关键的语句作答即可，主要为“对栖息地生态环境有较高要求”“不喜迁徙”“求偶时以闪光信号吸引异性”“对外界亮光反应敏感”等。