《宇宙的未来》教学设计(安徽省市级优课)

宇宙的未来安徽省合肥市第三中学代绍军一、教材分析《宇宙的未来》是人教版必修5第四单元的一篇自读课文。本单元是以“得到科学知识的启迪和科学美感的陶冶”为教学目标的。这篇讲演，从古代巫师的预言，谈到近代宗教的预言，然后过渡到自己对宇宙未来的预言。重点写霍金对宇宙未来所作的科学预测，从而得出宇宙或膨胀或坍缩取决于宇宙的平均密度的结论。作者从可见物质谈到暗物质，从成熟的理论谈到科学的假说，把问题讲得透彻明白，体现了他严谨的科学态度。二、学情分析《新课标》指出：“高中学生身心发展渐趋成熟，已具有一定的阅读表达能力和知识文化积累，促进他们探究能力的发展应成为高中语文课程的重要任务。”学生必修3学过《宇宙的边疆》，对顺利学习本文已有了一定的知识积累和阅读经验；孩子们对未知世界有着强烈的好奇心和探索欲，这是教学时可开发的宝贵资源。三、教学重点和难点教学重点：筛选信息，理清思路，概括作者的观点态度。教学难点：体会严谨的科学态度，幽默生动的语言风格。四、本课教学用时：一课时。五、教法和学法1.教学方法：读书指导法（填写学习单，构建思维导图，抓关键词句，圈点勾画等）、问答法。此外，我还准备用多媒体辅助教学。2.学习方法：目标学习法、联系学习法、课堂讨论法等六、教学过程环节一：设置情境，导入新课（PPT出示）从屈原的《天问》：“日月安属？列星安陈？出自汤谷，次于蒙汜，自明及晦，所行几里？”到张若虚的《春江花月夜》“江畔何人初见月？江月何年初照人？”，从中国古代的盖天说、浑天说、宣夜说，再到西方的地心说、日心说，古今中外的人们都在不断探索宇宙的奥秘。本文的作者是当代著名的理论物理学家，他对“宇宙”又有怎样的认识？今天我们就一起来学习史蒂芬·霍金的讲演辞《宇宙的未来》。（板书课题、作者）设计意图：此导语设计目的是增长学生的见闻，消除学生上课开始时的紧张感，便于带领学生进入课文。环节二检查预习检查预习情况，请学生根据文本内容填写学习单。1.本文讲的是宇宙的问题，预测了两种结局：或，或。2.对宇宙未来的预言，关键是要弄清宇宙的?明确：未来，膨胀，坍缩；平均密度。设计意图：让学生先熟悉文本，培养学生良好的预习习惯环节三整体感知，梳理文脉释题：在中文里，“宇”是“上下四方”的意思，表示空间；“宙”是“古往今来”的意思，表示时间。宇宙的历史，就是空间在时间上发展的过程。1.引导学生聚焦“平均密度”（板书），要求学生阅读文本的相关内容，然后完成下面这张思维导图。平均密度大于临界值AB取决于？C小于临界值膨胀人择原型老师可适时点拨。明确：A是坍缩，B是暴涨原理，C是暗物质。2.学生再次浏览全文，填写下面这张思维导图，自主分析其内在的逻辑关系。教师引导，学生口头表述。宇宙的未来不可预测巫师预言A宗教预言屡测屡败可以预测不可靠定律微不足道B不稳定可靠C平均密度明确：A模棱两可B混沌C大尺度下不混沌设计意图：可以引导学生快速地把握文本的思路，有助于很好地理解作者严谨的逻辑思维和科学态度。同时可以训练学生的口头表达能力。环节四：细读文本，体味语言1.思考讨论：（1）为什么科学“不能预言人类社会的未来”，却“可以预言宇宙遥远的未来”?明确：因为前者是混沌的，不确定的；而“宇宙的行为在非常大尺度下是简单的，而不是混沌的，因此,我们可以预言宇宙遥远的未来”。根据作者的论述，我们目前所能看到的宇宙物质最多是“临界值”的百分之一，似乎不足以使宇宙坍缩。然而作者又指出，“也许存在足够的暗物质，使宇宙最终坍缩”呢。宇宙中存在暗物质的证据是什么？作者又举了哪两种假说，说明现在的宇宙密度可能就在临界状态？明确：证据“螺旋星系，“星系团”两种假说，“人择原理”，“暴涨理论”。（3）怎样理解本文的一些相关论述？明确：这是一篇科学讲演，涉及较为复杂的背景知识。这些知识和讲演的主题是密切相关的，如果不作必要的交待，讲演的内容就会显得抽象和单薄。如，谈到天气预报、大脑工作原理都具有混沌性质，来反衬宇宙在大尺度上是“平滑而非混沌”的；如，谈到恒星的死亡（归宿）引出黑洞，为宇宙中暗物质的存在寻找理论支持；如，谈到现存宇宙对初始密度的极度敏感，引出了“人择原理”等等。这些相关的论述，或从对立面凸显观点，或从纵深面强化观点，使论证丰富多彩。设计意图：通过对问题的思考讨论，学生能够很好地体会作者严谨的科学态度。2.品味语言（突破教学难点）作为一篇关于宇宙未来的讲演，本文的大量篇幅都是较为严肃的科学话题，然而霍金却运用了许多不一般的语言，使得这样一篇旨在说明科学道理的学术讲演，妙趣横生，使听众易于理解接受。（1）“……这些日期使股票市场下跌.虽然它使我百思不解，为何世界的终结会使人愿意用股票来换钱，假定你在世界末日什么也带不走的话。”（2）“据说，1844年是第二次回归的开始，但是首先要数出获救者名单。只有数完了名单，审判日才降临到那些不列在名单上的人。幸运的是，数人名看来要花很长的时间。”（3）结合第8段的句子，引导学生关注关联词、副词（“即便”与“虽然”），教师再利用修改后的文字与原文字比较，让学生再次感受语言的准确性。（比如：虽然我们知道了制约宇宙的有关定律，我们还是不能利用它们去预言遥远的未来。）（比较学习法）学生讨论并小结：霍金的语言特点是什么？预设答案：（1）这句话让人在笑声中悟到人类自身的某些缺陷和某些思维误区。（2）这句话幽默中含着讽刺，揭露了宗教预言师的荒谬，表现了对方屡测屡败却又想方设法自圆其说的尴尬与可笑。（3）幽默、生动、准确。3.比较阅读（资料事先印发）阅读霍金在浙江大学的公众演讲《膜的新奇世界》的片段，说说霍金在介绍深奥理论时喜欢采用什么方式来让听众听明白。并请用其中的原句提炼本段的要点。“按照我的意见，膜世界启始的更远为吸引人的解释是，它作为真空中的起伏而自发产生。膜的产生有点像沸腾水中蒸气泡的形成。水液体中包含亿万个H2O分子，它们在最靠近的邻居之间耦合，并且挤在一起。当水被加热上去，分子运动得更加快，并且相互弹开。这些碰撞偶然赋予分子如此高的速度，使得它们中的一群能摆脱它们的键，形成热水围绕着的蒸气小泡泡。泡泡将以随机的方式长大或缩小，这时液体中来的更多的分子参与到蒸气中去，或者相反的过程。大多数小蒸气泡将会重新塌缩成液体，但是有一些会长大到一定的临界尺度，超过该尺度泡泡几乎肯定会继续成长。我们在沸腾时观察到的正是这些巨大的膨胀的泡泡。”预设答案：生动的比喻；膜的产生有点像沸腾水中蒸气泡的形成。设计意图：是为了避免将此类文章上成缺少语文味道的科学课。我们用品味语言，比较学习等方式，使学生易于理解科学家语言的严谨与生动。环节五课堂延伸，再识霍金（资料事先印发）史蒂芬•威廉•霍金，英国理论物理学家，1942年1月生于英国的牛津。先后在牛津大学和剑桥大学学习，23岁获博士学位，现任剑桥大学卢卡逊数学讲座教授。在大爆炸、黑洞等宇宙学理论上取得了举世瞩目的成就，被誉为当代的“爱因斯坦”。他的科普著作《时间简史》在全世界行销数千万册，极大地增进了人们对宇宙的认识。霍金让我们肃然起敬的绝非他在物理学上比肩牛顿、爱因斯坦的科学成就。1963年，霍金21岁的人生发生了一悲一喜两个重大事件。这一年他被确诊患上了肌萎缩侧索硬化症。这种病会使他的身体越来越不听使唤，只剩下心脏、肺和大脑还能运转，最后连心肺功能也会丧失。当时大夫预言，他只能再活两年。这一致命的打击几乎使霍金放弃了学业，但生日舞会上一个女孩的出现神奇地改变了一切。她，就是霍金的第一任妻子简。他克服身患残疾的种种困难，于1965年进入剑桥大学冈维尔和凯厄斯学院任研究员。这个时期，他在研究宇宙起源问题上，创立了宇宙之始是“无限密度的一点”的著名理论。1985年，霍金失去了语言能力，1991年又遭遇了车祸。1989年，霍金与简维持了26年的婚姻宣告终结。1995年，霍金把曾经受雇照顾他的护士伊莱恩迎娶进门。2006年10月19日，二度婚姻破裂。好比一把双刃剑，事业的成就和人生的不幸，接踵而至。但日常生活里的霍金却力图像普通人一样生活，完成自己所能做的任何事情。他甚至是活泼好动的——这听起来有些好笑。在他已经完全无法移动之后，他仍然坚持用唯一可以活动的手指驱动轮椅在往办公室的路上“横冲直撞”。讨论：你认为霍金是一个什么样的人？（预设答案：幽默、乐观）课后推荐阅读：葛剑雄的《邂逅霍金》。设计意图：给学生“一个立体的霍金”，在我们敬仰这个奇人的同时，感知他身残志坚的高贵品质。环节六：课堂小结本课的重点是写霍金对宇宙未来所作的科学的预测，从而得出宇宙或膨胀或坍缩取决于宇宙的平均密度的结论。作者论证充分，逻辑严谨，重点突出。同时“幽默、生动、准确的语言风格”也