爱华网《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。
［能力目标］
分析文章的结构，学习文章的语言。
［情感目标］
学习作者对科学深入探索的精神。
课时安排 两课时
【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:HowScienceWillRevolutionizethe21stCentury》。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SciFiChannel等频道都曾制作加来道雄博士的专题报导。
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”。
第一课时
【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”。
5.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。根据基本内容完成下图：（B级）
童年青年（成年）
＿＿＿＿＿＿（想像）
实验（理论物理学家）
＿＿＿＿＿＿＿＿（理论）
6.理清思路 （c级）
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。
第二部分第（～）段
第三部分第（～）段
7．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。（c级）
8.“鲤鱼科学家”对世界的认识是怎样的？（B级）
9.作者通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？（c级）
10.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？（D级）
11.作者说“我决定这一秘密刨根究底，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？（c级）
12.作者简历实验室的事例对我们现实生活有怎样的意义？（D级）
13.你是否对自然界有过好奇心？是否也因此产生了对科学的兴趣?阅读全文，看看鲤鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟事业的向往，是怎样启迪作者走上科学探索道路的？（B级）
14.苏轼说过：“不识庐山真面目，只缘身在此山中。”物理学家的理论也许过于艰深，但是其中的道理。和日常生活的体验是相通的。本文所讲述的鲤鱼的故事，给了你怎样的启发？你是否也有过类似的奇思妙想呢？（c级）
第二课时
教学目标 巩固掌握文中的重点字词，理解重点句子。
重难点 1. 养成正确的科学观，明确兴趣在学习过程中的重要作用
2. 学习作者对科学深入探索的精神。
巩固与练习
一、选择题
1.下列各组词语中，加点字的注音没有错误的一项是（）（A级）
A.遐想（xìá）怪诞（yán）踪迹（zōnɡ）
B.杜撰（zhuàn）浩瀚（hàn）畏葸（sī）
C.偏裨（pí）便利（pián）贪婪（lán）
D.湮没（mò）目眩（xuàn）可怖（bù）
解析：A.“诞”应读“dàn”；B.“葸”应读“xǐ”；C.“便”应读“biàn”。
答案：D
2.下列各组词语中，没有错别字的一项是（）（A级）
A.漫游五彩斑滥杜撰困惑不解
B.企图高深莫则湮没惊诧不已
C.遐想微乎其微震惊冷嘲热讽
D.浩瀚自鸣得意神密撒手人寰
解析：A.滥—斓；B.则—测；D.密—秘。
答案：C
3．下列词语中加点的字，注音有误的一项是（ ）（A级）
A.斑斓（lán）震惊（zhèn） 撒手人寰（huán）
B.目眩（xuàn） 畏葸（sī） 孜孜不倦（zī）
C.怪诞（dàn） 湮没（yān） 自鸣得意（míng）
D.遐想（xiá） 杜撰（zhuàn） 惊诧不已（chà）
4.选出下列词语解释有误的一组（）（B级）
A.遐想：胡思乱想。
五彩斑斓：形容色彩繁多艳丽，十分好看。五彩，各种色彩；斑斓，灿烂多彩。
B.杜撰：没有根据地编造；虚构。
自鸣得意：自己以为非常得意。鸣，表示，认为。
C.浩瀚：（书）广大；繁多。
微乎其微：形容非常小或非常少。微，细小。
D.畏葸：畏惧。
冷嘲热讽：尖酸、辛辣地嘲笑和讽刺。贬义。冷，冷酷，尖刻。嘲，讥笑。热，炽热，引申为辛辣。
解析：A.遐想：悠远地思索或想象。
答案：A
5.依次填入下列句中横线处的词语，恰当的一组是（）(B级)
（1）我蹲在那里的一个小池边，为慢慢____________在水底睡莲之中五彩斑斓的鲤鱼所陶醉。
（2）我_________在十里花市，无比惬意。
（3）他独自在江边____________，好像有什么心事。
A.徘徊畅游徜徉B.畅游徜徉徘徊
C.徜徉徘徊畅游D.畅游徘徊徜徉
6.下列句中加点的熟语，运用不正确的一项是（）（C级）
A.已经到了这种地步，还有什么办法？一不做，二不休，我是打算拼一拼了。
B.早在30年代，他就因创作长篇小说《梦之音》而名噪一时，成为京派作家的后起之秀。
C.他最近出版了一本文不加点、几乎没有注释的旧体诗集子，这样的书，读起来确实累人。
D.当时你就没看出来，他已经是腊月里的萝卜——冻（动）了心，否则怎么会有今天这样的美事。
7.下面句中标点符号使用有误的一项是（）（D级）
A.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。
B.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。
C.他未完成的工作是什么？他桌上论文的内容是什么？什么问题可能会如此难以解决而又非常重要，值得如此伟大的科学家把他的有生之年花费在这种研究之中？
D.我们把整整一个圣诞假日花费在这条50码长的线路上（1码＝0.91米），缠绕和安装笨重的线圈。
8.下列句子没有语病的一项是（）（B级）
A.就像鲤鱼一样，我们认为宇宙之中只包含有熟悉可见的东西。
B.年轻人的一个优点就是不会不由于世俗的约束而畏葸不前。
C.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，这真是一个奇迹。
D.我不理解他们想告诉我们的许多东西，但是最使我对此人感兴趣的是他未能完成自己的伟大发现就撒手人寰。
9.下列句子排序正确的一项是（）（C级）
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.①④③⑤②B.③②⑤①④C.①④③②⑤D.②③⑤①④
10、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（）和（）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，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（），重点放在（）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，以及成为物理学家所需要的基本素质。（C级）
11.本文具有深刻的科学精神，从中看到(1)(2)(3)等方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。
12、下列各项中有错别字的一项是（）(B级0
A、在那静静的时刻，我充满了无限遐想。
B、池水表面变得浑乱，水中的睡莲在汹涌不息的水波冲刷下摇摆不定。
C、这个到宇宙之外一游的故事对于鲤鱼是怪诞的，大多数鲤鱼都认为这完全是胡说八道。D、我长大后想知道，是否在百慕大三角神秘消失的船只进入了一个空间漏洞。
13．作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么?(D级)
阅读课文选段，完成文后各题。
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。”
14、文段中提及的“冥冥世界”指什么？(C级)
15、文段中“熟悉的自然规律”是指什么？(C级)
16、假如你是这位鲤鱼“科学家”，你会对其他鲤鱼讲一个怎样的传奇故事。(D级)
【拓展探究】
阅读下文，回答下列问题：
1789年，意大利科学家伽伐尼尔在一次做蛙腿实验时，首次发现细胞内存在生物电现象，随着对细胞生物电研究的深入，利用生物电来检测疾病，已成了现代医学诊断上一项必不可少的手段。
其实，在人体内，各种微生物细胞、红细胞、淋巴细胞、癌细胞等每一种细胞都会产生电流，只不过这种电流极其微弱，且每种细胞产生的电流大小是各不相同的，但都是各自固定的数值。不久前，日本东京农工大学松永是教授以精确的实验证实了细胞中的酶在一种称为“辅酶A”的作用下会放出电子，而电子的运动就会形成电流。不过，这种生物电流很小，仅仅只有十亿分之一安培左右。松永是教授还证实了癌细胞发生的生物电流要比正常细胞和其它一些别的细胞都大一些，这恰恰就是捕捉人体内肿瘤信息的基本理论依据。
电流通常是在称为第一类导体的金属或其它导体中传输的，在人体内，也存在有称为第二类导体的细胞液、神经和经络等。它照常可以传导电流。这就是说，人体组织内存在有一种似乎很微妙的传导网络，在中医学上，这种网络称之为经络，经络起着沟通表里、运行气血、传导信息的作用。
17、捕捉人体内肿瘤信息的基本理论依据是（）(C级)
A.细胞内存在生物电的现象
B.可以利用生物电来检测疾病
C.人体内每种细胞都会产生电流，且都有各自固定的数值
D.细胞中的酶在一种称作“辅酶A”的作用下会放出电子。
18、根据原文所提供的信息看，下面推断正确的两项是（）(C级)
A.利用生物电进行现代医学诊断，始于意大利科学家伽伐尼尔。
B.为捕捉人体内肿瘤信息提供系统的理论依据的第一位科学家，是日本东京农工大学的松永是教授。
C.癌细胞发生的生物电流大于同种正常细胞和其它正常细胞所产生的生物电流。
D.可以传导生物电流的除了金属和其它导体之外，还有细胞液、神经和经络等三种第二类导体。
E.人体组织内生物电流的传导可以用我国传统的中医学理论加以科学解释。
参考答案
第一课时答案见《教师教学用书》
第二课时答案：
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。）
18、CD（伽伐尼尔只是发现了生物电，而未用于医学诊断，故A项错。松永是证实了而非提供了系统的理论依据，故B项错。另外E项中“加以科学解释”在原文中无根据
