语文人教版必修3学案第14课一名物理学家的教育历程

第14课一名物理学家的教育历程追梦的年龄，谁没有理想？在这个科技日新月异、突飞猛进的时代里，成为一名科学家也许是年轻人心中最远大的目标。那么，怎样才能把自己培养成一位卓越的科学家？美籍日裔物理学家加来道雄的成长经历，启示我们，是真正的好奇心。真正的好奇心不是猎奇，以平庸或愚昧的心态去“发掘”别人的痛苦，而是用心观察最平常事物的神奇之处，用心思考神奇之处产生的原因。1．走近作者生平经历加来道雄，日裔美国理论物理学家。加来道雄出生于美国加利福尼亚州圣何塞，1968年毕业于哈佛大学，1972年在伯克利加州大学获博士学位。主要研究方向是弦理论、超对称以及万有理论。主要作品主要著作有《超越爱因斯坦》《量子场论》《超弦导论》。2.背景解读在当代物理学中有一些非常重要却又艰深的思想，往往因为难以形象浅显地解说而不能为公众所了解。而加来道雄不畏艰辛，在《超越时空》一书中用很生动的方式向读者展示了现代物理前沿之一——超空间理论的来龙去脉。3．相关知识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(物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨—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。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，在地面上看似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、和谐的)。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150亿年，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”。1．识字注音斑斓(lán)遐想(xiá)栅栏(zhà)惊诧(chà)怪诞(dàn)贪婪(lán)撒手人寰(huán)浩瀚(hàn)湮没(yān)畏葸(xǐ)2．用形近字填空3．近义词辨析(1)呈现·浮现辨析：两者都有“出现”的意思。“呈现”是显露出、出现，其对象通常是可见的，不是想象的。“浮现”指往事在脑海中再现，某种情感不自觉地流露出来。应用：①趵突泉因近期降水稀少，加之农业灌溉及工业用水增多等因素的影响，其水位呈现持续缓慢下降趋势。②怀着好奇和寻求真相的心理，在极短的时间内读完了这本书，人物一点点迫近，历史浮现在眼前。(2)掩盖·掩饰辨析：两者都有“遮挡”的意思。“掩盖”指从上面遮盖；遮掩、隐瞒。“掩饰”指设法掩盖真实情况，不使外露。应用：①一定要擦亮眼睛，识破贪官的一切伪装，揭穿贪官的一切底牌，决不能让贪官因为掩饰腐败的罪行而逃脱党纪国法的严厉制裁！②悲情禁锢不了他的气质，人群中他虽然颔首低眉，但是仍然无法掩盖风采。(3)贪婪·贪心辨析：“贪婪”着重于贪得无厌，强烈的贪欲表现于状貌或行动。用于书面语。“贪心”着重于内心对私利非分贪求。用于口语和书面语。应用：①医院，他隔两天去透析；学校，他贪婪地获取知识；家里，爸爸做的饭菜并不香，但他认为是最好吃的。三年来，周伟就这样规律地运转着。②“我不贪心，如果每天晚上都能听到爸爸妈妈的鼾声我就特别特别幸福了！”昨日，1.3万名学生通过他们的妙笔“晒”出自己眼中的幸福。(4)截然不同·黑白分明辨析：两者都形容差别很大。“截然不同”形容两件事物毫无共同之处。“黑白分明”比喻是非界限很清楚，也形容字迹、画面清楚。应用：①同样的原因，都是ATM机出错，拿走了本属于银行的钱，但结局截然不同。英国的银行很大度，“错在自己，不必归还”；许霆却因为盗窃罪，一审被判处无期徒刑。②西夏瓷器有自己的民族艺术风格，烧制出来的瓷器图案呈浮雕状，黑白分明，立体感非常强，广泛用于生活的方方面面。4．成语积累(1)五彩斑斓：五颜六色，灿烂多彩。(2)高深莫测：究竟高深到什么程度无法推测，形容对方的意图使人很难猜透。(3)自鸣得意：自己表示很得意。(4)有生之年：人还活在世上的岁月。(5)畏葸不前：畏惧害怕，不敢前进。(6)刨根究底：穷究底细。(7)细枝末节：比喻事情或问题的细小而无关紧要的部分。(8)冷嘲热讽：尖刻地嘲讽或讥讽。(9)撒手人寰：离开人间，即死亡。(10)自以为是：认为自己的看法和做法都正确，不接受别人的意见。(11)在所不辞：无论在什么时候或什么情况下都不推辞。1．本文题目为“一名物理学家的教育历程”，既然为“历程”，一般当以时间为序，按从小学到初中到高中再到大学的顺序来写。那为什么本文只选取童年两件趣事和高中建立实验室的事例来写呢？这对你的写作有什么启示？答：在作者这位物理学家的教育历程中一定有很多值得写的事件，但本文不仅仅是简单地向大家讲述成长故事，它还有着深刻的科学内涵。在作者看来，想象力、兴趣和实验精神对科学家的成长、成功而言，是至关重要的。所以作者便打破常规方式，只选择童年的两件趣事和高中时建立实验室这三个能够很好地体现这三层内涵的事件来写，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。_这对于我们写作的启示：形式为内容服务，选材剪裁时一定要考虑内容和中心的关系，重要则详写，一般则略写，无用则不写。2．引言在全文中的作用是什么？答：①借此表明自己的科学追求，引出自己“感兴趣”的两件事，进而引出全文。②体现了献身科学的真正物理学家的追求，是点睛之笔。3．课文中阅读多维空间历险故事和统一场论书籍两小段内容，对“教育历程”的叙述有什么作用？答：课文的重点是两件童年趣事和建立实验室，这三个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来了。而夹杂在其中的两个小事例，主要起补充和衔接的作用。历险故事加深了作者对高维空间的想象，激发兴趣；而阅读统一场论书籍，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。4．“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？答：理论物理学家的工作是抽象而枯燥的，受实验条件的限制，自己的学说很难得到及时的证明，甚至可能到死也无法取得成就。这样的人必须耐得住寂寞，必须有奉献精神。“在所不辞”意味着要成为“理论物理学家”的道路很艰辛。从加来道雄成为一名物理学家的过程来看，你认为要成为一名科学家应具备的优秀品质是什么？[他人之见]观点一：丰富的想象力。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。由感性的想象上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。观点二：独立思考的能力。科学不应该是枯燥的，而应该是充满乐趣的。探寻自然的奥秘，对真正的科学工作者来说，一定要善于观察和思索，培养独立思考的能力。观点三：勤奋和执着的精神。要去踏踏实实地做实验，才能得到基本数据，假说才能确立。一味地空想，不去做基础工作，没有勤奋和执着的精神，就不可能到达真理的彼岸。[吾之观点]答：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．主旨归纳作者通过记叙自己在成长道路上的两件趣事——对鲤鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟事业的向往，并回忆它们是如何启迪他走上科学探索道路的——告诉我们：好奇心和遐想在人的成长教育中是何等可贵，由此而激发出来的学习探索精神对于一个人的成才又是何等重要。2．结构图示3．写法赏析(1)叙事寓理，思想深刻。本文最大的特点是作者在讲述自己的教育历程中讲述了科学道理，重点讲述科学研究的方法。这种结构给人耳目一新的感觉。是童年的两件趣事引导作者走上了科学道路，所以在行文中，作者还对科学思想进行了探讨，对科学概念进行了恰当解释。如对反物质的解释，对建造电子感应加速器的详细叙述等，这些无不包含着丰富的科学知识。(2)语言生动形象。在人们的印象当中，物理学知识高深莫测。本文虽然也夹杂着一些高深的物理学知识，读来却没有像一般说明文那样枯燥、难懂。对其形象地描述，增强了文章的感性认识，让我们容易理解文章的主旨，感受其科学态度。如对于鲤鱼世界的遐想，尤其是那场暴雨之后，对鲤鱼“科学家”心理行为的描述更是生动有趣。作者还借助想象，采用拟人化的笔法，让鲤鱼“科学家”会看会想，会提出问题会说话，这样就使深奥的道理变得浅显易懂。如第九段中，“它说：‘突然之间，不知怎的我就被拉出了咱们的宇宙……我发现自己突然又被扔回了咱们的世界。’”把握科普文结构一、知识讲解科普类文章大致可分为总分式、总分总式、分总式、并列式及递进式等结构。总分式结构是文章一开始先概述总体的情况。再分别说明总体中的各个部分。总分总式结构则是先在文章第一段就说明写作对象，接下来的段落就是详细的解释说明，采用不同的顺序、手法对客观事物予以准确的说明，文章最后则总体概况说明对象，这样便形成一个整体。分总式结构是文章一开始先分别说明总体中的各个部分，最后一段或两段说明或概述总体的情况。并列式结构则是将说明对象分为几个并列的层次，然后在每一个层次中选一个或两个关键要说明的对象，用不同的说明方法予以说明。递进式结果常见的是“是什么，为什么，怎么样”，“是什么”是文章一开始就提出说明的对象，“为什么”则是具体、准确的阐释，“怎么样”则是进一步对说明对象予以肯定，或展望前景。二、考查形式设问方式1.简析第×段在全文中的作用。2．本文为什么从××事写起？3．作者在文中详细描述××现象的目的是什么？请简要加以分析。审题要点1.明确考查的类型。2．明确段落在文中的位置。三、答题规范答题要点1.局部布局(段落)的分析：文章写了哪些内容，运用了哪些材料，是如何运用的？2.整体布局(全文结构)的分析，即文章是如何开头、结尾、过渡、照应的，各段落在文中有怎样的作用。答题步骤1.对文章局部布局特点的分析，从内容和结构角度思考作答。2.对整体布局特点的分析，要关注整篇文章的结构特点(总分总结构或其他结构方式)。四、实战演练阅读下面的文字，完成题目。山水画中的地质学赵野木①我国很早就出现了专门描绘自然山川之美的风景画，我们习惯叫“山水画”。山水画滥觞于六朝，独立于隋朝，发展于唐代，至五代进入高峰阶段，经两宋至元朝，成为居统治地位的画种。②中国山水画一开始就重视写生，以自然为师。盛唐画家张璪说：“外师造化，中得心源。”“师造化”就是向大自然学习，研究表现自然的技法。由于各位画家所居地域不同，山石结构不同，因而创造出不同的山石画法，其中主要是皴法。在我国古代著名的绘画技法书《芥子园画传》中列举前人的皴法就有近二十种：披麻皴、乱麻皴、大斧劈、小斧劈、雨点皴、荷叶皴、解索皴、乱柴皴等等。用这些皴法创作的山水画不是自然的简单描摹，而是山水风貌的再现，是经过艺术加工的山水。③相传唐朝的李思训创立了小斧劈皴。宋代李唐“扩思训之皴而尽笔力以驰之，又变小斧劈为大斧劈”。范宽常用解索皴，他画的是终南山风光。元四大家之一倪云林首创折带皴，这位无锡人画的是太湖边上的石头。他的画横皴如迭糕，和太湖边石头上的层理相符。清代大画家石涛提倡“搜尽奇峰打草稿”，创造出拖泥带水皴，山水画又出现一番新的天地。④这种种的山石皴法从自然科学角度来看，是否反映了一些地质规律呢？我们的地质学家看到古代的山水画和《芥子园画传》中的图，能大致指出画的是哪种岩石：折带皴画的是水平层理的沉积岩和变质岩中的板岩；大斧劈皴画的山石可能是坚硬的花岗岩；解索皴画的是玄武岩山体；云头皴画的是风化的片岩；鬼皮皴画的是剥蚀特别厉害的砂岩。⑤画家根据不同对象运用不同的画法。对象有变动，画法也会不同。火山的爆发、地震的发生往往会使地壳发生巨大的变动。一般地说，比较韧性的岩石如薄页岩或泥质岩石在受力不大的情况下容易发生弯曲变形，地质学上称为“褶皱”。比较脆性的岩石或厚层块状岩石如花岗岩、石灰岩受力较大时容易断裂变形，倾斜甚至直立，再经风化剥蚀作用，就会出现杂乱无章的奇形怪状。面对这样的山石再用表现垂直节理的披麻皴和表现水平层理的折带皴就不行了，而运用乱柴皴和乱麻皴等画法就比较合适。那些风化后的砂岩、砾岩、石灰岩等情况就更复杂些。……简析第③段在全文中的作用。答：①结构上，承上启下。②内容上，举例说明山水画的皴法来自于画家对自然山石的观察写生。并由不同皴法对应不同的山石，引发山水画是否反映了地质规律的讨论。解析：本题考查对文章段落的理解。这是一篇科普说明文，着重介绍皴法与地质结构的关系。对段落作用的分析，须从内容和结构两方面考虑。【素材提炼】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，而加来道雄却由人的观察角度，反思人类对宇宙的认知。他说：“我们的好奇心是自然秩序的一部分。或许，作为人类的我们想认识宇宙，在某种程度上跟鸟想唱歌一样。”加来道雄少年时的思维看似超出同龄人，其实他只是充分发挥了自己的想象力，并且保持了这样奇特的想象力，由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。加来道雄少年时接触到爱因斯坦的“未竟事业”，这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究底”，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。高中时代，本应“在棒球场或篮球场玩耍”，享受青春年华，但加来道雄却“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。加来道雄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态度，显露出一个科学工作者的潜能。【素材点金】1．好奇心。好奇心是个体学习的内在动机之一，是个体寻求知识的动力，是创造性人才所具有的重要特征。我们只有对生活充满热情，充满渴望，才会有收获，才会从中得到乐趣。心怀好奇，接近自然，感受生活，是一种独特的心灵体验，是一次全新的情感历程，它能让人从繁杂的事务中得到解脱，让人冲破世俗的樊篱，获得心灵的涤荡。2．兴趣，是最好的老师；兴趣，是一种甜蜜的牵引；兴趣，是一种动力。一个人，无论做什么事情，如果这件事情是他比较感兴趣的，那么他一定非常愿意去做。即使再苦再累，困难重重，他都心甘情愿地去做。一个人一旦对某种事物有了浓厚的兴趣，他就会主动去求知，去探索，去实践，并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验。3．严谨的科学精神。科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。但是如果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，最终只能浮躁不已，无法到达真理的彼岸。【精彩运用】示例1：何谓“奇”？大千世界，无奇不有。有人带着“猎奇”的心态去看待世界。然而，“猎奇”的人常常把一些不好的落后的事物挖掘出来，这并不是真正的“奇”。这里所指的“奇”是牛顿对于苹果为什么会掉在自己头上的疑问，是伽利略对于亚里士多德两个铁球为什么不能同时落地的质问，是李四光对中国“贫油论”的反问。对于未知，我们“奇”；对于书籍，我们发现更多的“奇”。人类在“奇”的带领下更加了解我们所居住的美丽星球，更加知晓处在一片黑暗之中的宇宙太空。“奇”是我们必须拥有的探求品质。示例2：在探究中，学生的潜力更能被充分挖掘。不论在哪个领域，真正的天才都是在探究中成就的，没有哪个伟人是靠他人传授而成就的。倘若牛顿没有去探究那个掉下来的苹果，他能够发现万有引力定律吗？倘若伽利略没有去探究，又何来著名的斜塔实验？在探究中，我们能不断深入，不断挖掘自己的潜能，充实自己，也许我们还会在探究中发现自然的奥秘、生活的真谛。和弦而歌一鸣断弦的小提琴永远奏不出绝美的“空中之城”，缺少黑键的钢琴也无法圆梦“梦中的婚礼”，唯有和弦而歌，和键而弹，才能奏出最美的乐章。同学之间，亦是如此。唯有携手共进，互相帮助，才能让个人的理想之花绽放。这本是最浅显易懂的道理，但是似乎高校的高才生们并未将此参透。当复旦大学爆出舍友饮水机投毒，清华大学发现学生铊中毒……