教育部高職高專規劃教材實用語文（第三版）第二冊教輔課件一名物理學家的教育歷程——加來道雄相關知識

為了更好地理解課文，我們需要了解一些相關的理論物理學知識：

（1）統一場論根據現代物理學知識，將我們的宇宙結合起來的力有四種：引力、電磁力、強核力和弱核力。物理學家運用量子力學，已經把后三種力統一起來（美籍華裔物理學家楊振寧和他的學生米爾斯提出楊一米爾斯場理論，解決了這一問題，被稱為“標準模型”。但是這一理論因為計算繁復無比而讓人頭疼），但是引力仍然游離在外。愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統一，建立一個大一統的理論，最終也沒有實現。教育部高職高專規劃教材實用語文（第三版）第二冊教輔課件

（2）高維空間現代理論物理學認為，統一四種力的前景，在于高維空間（如十維或更高）理論的確立。比如對于古人來講，風暴是怎樣產生的，風暴會襲擊什么地方，什么時候襲來，什么時候結束，他們是一無所知的，因為他們生活在平坦的大地上，只能靠肉眼從近似于二維平面的角度來觀察，即使有簡單的預報，也都是靠經驗來推測的。現在有了氣象衛星，從太空這樣三維角度觀察地球，在地面上看來神秘莫測的風暴被看得一清二楚，可以精準地預報風暴的動向。同樣，理論物理學家認為，傳統的四維（空間三維加上時間）理論太“小”，不能解釋宇宙中的四種力。當他們超越四維而在更高維（如十維或更高）中尋求統一這四種力時，就能得到一種簡單、漂亮的解決模型（科學家認為宇宙應該是簡單、合諧的）。相關知識教育部高職高專規劃教材實用語文（第三版）第二冊教輔課件高維空間理論認為，宇宙大爆炸后10-43秒，十維宇宙分解成四維宇宙和六維宇宙，四維宇宙暴脹，經過近一百五十億年，演變成今天我們生活的宇宙。大爆炸后10-35秒，大統一力分開。但是高維空間理論很難在實驗室中得到證實，因為要模擬當時的環境，需要的能量太大，根本無法做到，所以現在高維空間理論只能是“理論”。相關知識教育部高職高專規劃教材實用語文（第三版）第二冊教輔課件

成為一位科學家是無數有志青年的夢想，對物理的探究更是許多年輕的學子孜孜以求的，我們來看一下加來道雄的成長道路，或許能得到一些啟發。

導入：教育部高職高專規劃教材實用語文（第三版）第二冊教輔課件每個人的身后都有一段歷史作者簡介

加來道雄：美籍日裔理論物理學家，畢業于美國哈佛大學，獲得加利福尼亞大學哲學博士學位》，是紐約城市大學研究生中心的理論物理學教授。代表著作：《構想未來》、《超越愛因斯坦和超空間》、《平行宇宙》、《超越時空》、《量子場論》等。其中《超越時空》被稱為“20世紀人類的偉大智力壯行”。教育部高職高專規劃教材實用語文（第三版）第二冊教輔課件什么是理論物理學家？

對應于物理學分為理論物理和實驗物理，物理學家也可以分為理論物理學家和實驗物理學家，當然，物理學中理論和實驗都是必不可缺的組成部分，所以有時候這樣的分類很難界定。只不過在一個物理學家更偏重理論的情況下，他被稱為理論物理學家，例如愛因斯坦；而如果偏重實驗，則稱為實驗物理學家，例如法拉第。教育部高職高專規劃教材實用語文（第三版）第二冊教輔課件寫作背景在當代物理學中有一些非常重要卻又深刻的思想，往往因為難以想象淺顯的解說而不易為公眾所了解。而加來道雄不畏艱辛，在《超越時空》一書中用很生動的方式向讀者展示了現代物理前沿之一——超空間理論的來龍去脈。全書15張分為4篇，分別敘述了超空間的早期歷史，超空間理論可能是通往愛因斯坦夢寐以求的“物理學圣杯”——統一場論，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。教育部高職高專規劃教材實用語文（第三版）第二冊教輔課件教學目標一、知識教育目標引導學生從生活出發，了解科學、認識科學。二、能力培養目標引導學生以“教育歷程”為重點，探討其中表現的思想內涵。三、德育滲透目標引導學生體會科學精神。教育部高職高專規劃教材實用語文（第三版）第二冊教輔課件教學重點及難點

高維空間對普通人來說，是很難想像的。所以，教學重點是文章內容，而不是相關的科學知識，學生只需了解相關科學知識。教育部高職高專規劃教材實用語文（第三版）第二冊教輔課件字詞過關斑斕（lán）震驚（zhèn）撒手人寰（huán）目眩（xuàn）畏葸（xǐ）孜孜不倦（zī）怪誕（dàn）湮沒（yān）自鳴得意（míng）遐想（xiá）杜撰（zhuàn）驚詫不已（chà）段落分析

一、（1段）全文總括，記述了作者在童年的兩件趣事，以及作者是如何由這兩件趣事來激發自己的科學興趣的。

二、（2-11段）由對鯉魚世界的遐想，推知人類認識的局限性。

1、幻想鯉魚科學家研究的局限性。2、推知人類對多維空間研究的局限性。

三、（12-18段）對愛因斯坦未竟事業的向往與學習研究。1、探究愛因斯坦未完成的理論。2、建立自己的原子對撞機。文章結構圖解童年青年成年鯉魚世界的幻想愛因斯坦的故事建立實驗理論物理學家一名物理學家的教育歷程（想象）樂趣探索精神教育部高職高專規劃教材實用語文（第三版）第二冊教輔課件文章基本內容概括

①人人都對自然感到好奇，都以自己喜愛的形式尋求自然的“謎底”，但是大多數人一般直接探尋自然本身，而作者卻由人的觀察角度，反思人類對宇宙的認知。看似作者少年時的思維超出同齡人，其實只是他充分發揮了自己的想像力，并且保持了這樣奇特的想像力，由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎。教育部高職高專規劃教材實用語文（第三版）第二冊教輔課件文章基本內容概括

②作者少年時接觸到愛因斯坦的“未竟事業”，激發了他的探究興趣。他之所以感到“激動人心”，是因為他把愛因斯坦的理論當成一個“偵探故事”來閱讀、探究，這非常符合少年的心理。另外，“我決定要對這一秘密刨根問底”，也表現了他有毅力有恒心的性格，這是成為科學家的基本素質。文章基本內容概括

③高中時代，本應“在棒球場或籃球場玩耍”，享受青春年華，但作者卻“找遍周邊地區大量的電子倉庫，裝配必需的硬件設備”，在“學校的足球場中纏繞22英里長的銅線”，自己動手建設實驗室，驗證愛因斯坦理論，探究反物質。作者進行這樣艱苦枯燥的工作，體現了他對科學的熱愛，以及踏實的性格，顯露出一個科學工作者的潛能。

由①②到③，我們可以清楚地看到作者的“教育歷程”和“教育內容”。問題探究1．本文在材料處理上有什么特點？

本文布局謀篇重點突出，詳略得當。在整體上，作者并沒有從童年到小學到初中到高中，按時間順序敘事，而是通過童年的兩件趣事和高中時建立實驗室的事例，突出他成長為一名“物理學家”的“教育歷程”，并不旁及其他成長的經驗；在局部上，如高中階段，作者看了許多統一場理論方面的書，并常常去斯坦福大學的物理圖書館，相關的理論書籍是怎樣啟發、引導他研究的，這里肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一筆帶過，重點放在制造“自己的原子對撞機”上，其中具體的數據敘述得很詳盡，讓人體會到作者嚴謹、踏實的性格，以及內在的成為物理學家所需要的基本素質。

問題探究2．本文體現了怎樣的科學精神？

本文三個主要部分，并不是簡單地敘述成長的故事，而是具有深刻的科學精神內涵，可以從中看到哪些方面的“教育”對成為優秀科學家最為重要。

（1）想像力：科學是需要想像力的，想像力能帶來創造力。作者正是從對鯉魚世界的想像中，認識到人類觀察空間的局限性，間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創造，體現了創新意識和探索精神。

（2）樂趣：科學不應該是枯燥的，而是應該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘，對真正的科學工作者來說，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”，也是人生的“境界”。“游戲”使他們樂此不疲，充滿激情，不受外界的誘惑和干擾；而“境界”使他們不顧功利，不畏強權，只求真理。

問題探究2．本文體現了怎樣的科學精神？

（3）實驗精神：丁肇中說過：“現代學術的基礎就是實地的探察，就是我們現在所謂的實驗。”“科學發展的歷史告訴我們，新的知識只能通過實地實驗而得到，不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的。”（《應有格物致知精神》）有了想像力，有了樂趣，那只是成為科學家的最基礎的因素，不去踏踏實實地做實驗，就不能得到基本數據，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎工作，不可能達到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論，雖然還停留在紙面上，但是科學家們已經在做許多基礎的實驗工作，努力使理論得到證明。即使如科學家霍金靠睿智的頭腦創建黑洞理論，也要有數學和天體物理學的實驗基礎，也不是空想出來的。

3．“鯉魚科學家”對“世界”的認識是怎樣的？

主要有以下幾點：（1）“水池之外看不見的世界沒有科學意義。”（2）“它們為睡蓮自己能夠運動而困惑不解”——它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知。（3）“鯉魚科學家”的“消失”和“重現”——它們認為是“奇跡”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。（4）“鯉魚科學”的“傳奇故事”，真實地證明另一個世界的存在，而它們卻認為“胡說八道”，荒謬絕倫，違背它們的“自然規律”。

問題探究4．作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明什么？

說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學家”有相似之處。（1）人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”，只要“超出我們的理解力”的自然存在，他們就“拒絕承認”。（2）“科學家發明像力這樣一些概念……”，是因為他們只愿意承認“那些看得見摸得著的事物”，不肯改變思考問題的方式。（3）“不能在實驗室里便利地驗證”的理論，他們就加以“鄙視”，表現出思想上的保守和固執。

問題探究5．課文中閱讀多維空間歷險故事和統一場理論書籍兩小段內容，對“教育歷程”的敘述有什么作用？

問題探究

課文的重點是童年趣事和建立實驗室，這三個事例已經把“教育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個小事例，主要起補充和銜接的作用。歷險故事加深作者對高維空間的想像，激發興趣；而閱讀統一場理論書籍，既表現高中階段作者求知的熱情，也銜接起由理論到實驗的探究過程。

問題探究

6．作者說“我決定要對這一問題刨根問底，縱然為此而必須成為一名理論物理學家也在所不辭。”在作者心中“理論物理學家”應該是怎樣的人？

理論物理學家的工作是抽象、枯燥的，受實驗條件的限制，自己的學說很難得到實驗的證明，甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞，必須有奉獻精神。“在所不辭”意味著“理論物理學家”道路的艱辛。

問題探究

7．作者建立實驗室的事例，對我們現實生活有怎樣的意義？

科學是建立在基礎實驗之上的，科學理論要經過實驗的檢驗才能得到論證。實驗不是簡單的操作，要有理論指導，要有實驗的設計，要有策劃組織能力，要有耐力和恒心等等，實驗考驗的是實驗者的綜合能力。而我們當前存在的問題是，重視理論，輕視基礎實驗，表現為動手能力和實踐能力差，思想上浮躁，急功近利。對教育而言，重知識，輕能力的現象很普遍。這些都是一名理論物理學家重視實驗給我們現實生活的啟迪。全文總結

作者在文中指出在童年有兩件事大大豐富他對世界的理解力，并且引導他成為一個理論物理學家的歷程，這兩件事給他的啟示是：大膽的想象、懷疑和飽和猜測，不要故步自封，興趣在人的成長過程中是不可缺少的，但要到達成功的彼岸離不了堅定的信念、堅持不懈的努力，這或許就是作者要告訴我們后輩的。分組討論1、

你認為作者能夠成長成才的因素有哪些？其中你認為最重要的是什么？2、聯系自己生活的實際，從中得到怎樣的人生啟迪？有關題記的研討學習

在正文開始之前，作者引用了愛因斯坦的一段話，原文的意思大家都能理解，這就是題記，現在同學們也喜歡用題記來點綴自己的作文，在這里我們結合課文來談談題記的寫法和作用。1、課文中引用題記的作用？

作者一開始引用愛伊斯坦的科學觀，旨在提示下文是在介紹有關科學的觀點。

在寫作過程中能夠巧妙貼切的書寫題記，不僅開宗明義，給閱卷人耳目一新的感覺，而且能先聲奪人，具有韻味甚遠、包蘊題旨等特點，從而達到“濃縮言語動人心，未成曲調先有情”的最佳效果，成為應試作文中得分的亮點。有關題記的研討學習2、寫作中的題記有哪些種類、有何作用呢？

寫題記可以采用闡發話題式、詮釋題目旨式、點名題旨式、總領全文式、設喻寓理式等幾種形式。

闡發話題式：就是用簡練的語言對所給話題材料加以概括濃縮，并找到一個最佳切入點以深層闡述。有關題記的研討學習

詮釋題目旨式：所擬題目一般都具有深刻性特點，運用題記形式對題目進行巧妙而又全面的詮釋。③點名題旨式：在題記里運用最簡單的文字，告知閱卷人寫作本文的用意，展示出立意和主旨。④總領全文式：所寫題記從大處著眼，從總體上對全文加以總領和駕馭，使閱人對所寫文章有一個完整而又清晰的認識。⑤總領全文式：比喻具有化抽象為具體、變單調為生動的特點，而在具體和生動的設喻中蘊含著深刻而又獨到的見解。幾位著名物理學家

李政道，1926年11月25日生于上海，江蘇蘇州人，哥倫比亞大學全校級教授，美籍華裔物理學家。1957年，他31歲時與楊振寧一起，因發現弱作用中宇稱不守恒而獲得諾貝爾物理學獎。他們的這項發現由吳健雄的實驗證實。李政道和楊振寧是最早獲諾貝爾獎的華人。

楊振寧，1922年10月1日生于安徽合肥三河鎮，美籍華人，理論物理學家，諾貝爾獎獲得者。

丁肇中：華裔美國籍，1936年1月27日生于美國密歇根州安阿伯城，祖籍中國山東省日照，美國實驗物理學家。1974年他與美國加州斯坦福大學教授里希特幾乎同時發現新的基本粒子-J粒子(這種粒子的壽命等于其他任何粒子的一千倍)，即第4種夸克的束縛態，因而同獲1976年諾貝爾物理學獎和美國政府的勞倫斯獎。美文閱覽室“永遠對自己充滿信心”——記著名物理學家丁肇中（王渝生）1999年11月1日，1976年諾貝爾物理學獎獲得者丁肇中在北京中國科技會堂“慶祝中國科學院建院50周年學術報告會”上，以《我所經歷的20世紀實驗物理學》為題，作了一場妙趣橫生的科學講座。他在近2個小時的報告中，講述了測量電子半徑、新粒子家族的發現、膠子的發現和尋找反物質的宇宙這4個物理學的故事，并道出了獲得這些偉大發現的真諦，使我們與會者深受教益。

丁肇中和他領導的研究小組差不多經過了10年特別是1972—1974這兩年夜以繼日的艱苦奮戰，終于在1974年11月12日向全世界宣布，一種未曾預料過的新的基本粒子———J粒子被發現了。這種粒子有兩個奇特的性質：質量重，壽命長。所以J粒子一定來自第四夸克（現在知道是“粲夸克”矢量族）。這推翻了過去認為世界只由3種夸克組成的理論，為人類認識微觀世界開辟了一個新的境界，被稱為“物理學的十一月革命”。美文閱覽室“永遠對自己充滿信心”——記著名物理學家丁肇中（王渝生）

丁肇中在談到他尋找J粒子需要達到一百億分之一的分辨率時，他既風趣又誠懇地說道：“在我做尋找新粒子的實驗尚未成功之時，人們說我是傻子，因為成功的可能性極小。但當我找到新粒子的時候，人們又說我是天才———其實，傻子與天才之間只有一步之遙。要永遠對自己充滿信心，做自己認為是正確的事；同時，要對意料之外的現象有充分的準備。總之，要實現你的目標，最重要的是要有好奇心，不斷地追求，再加勤奮地工作。”美文閱覽室“永遠對自己充滿信心”——記著名物理學家丁肇中（王渝生）

1976年12月10日下午4時30分，丁肇中在瑞典斯德哥爾摩諾貝爾獎授獎儀式上用漢語發表了演說：“國王、王后陛下，皇族們，各位朋友：得到諾貝爾獎是一個科學家最大的榮譽。我是在舊中國長大的，因此想借這個機會向發展中國家的青年們強調實