【導(dǎo)語】你手心里有交錯的曲線和無來由的繭,那是歲月留下的痕跡。你站在行駛在歲月河流的船頭上,表情堅毅,你無悔的付出終會讓一段旅程熠熠閃光。逍遙右腦為你準(zhǔn)備了《高三上冊語文《宇宙的未來》教案》助你成功!
教案【一】
[導(dǎo)學(xué)新概念]
宇宙是怎樣誕生的?它從何而來?又向哪里去?斯蒂芬?霍金教授寫的《時間簡史》給了我們這樣的回答:
我們現(xiàn)在生活的宇宙有自己的歷史起點,它大約誕生于150億年前,那時,宇宙只是一個點,不占有空間,也沒有時間的概念。在這一點發(fā)生了大爆炸,時間和空間從此開始,物質(zhì)開始形成。
最初,宇宙的溫度極高,隨著時間的推移,空間越來越大,溫度越來越低,宇宙中的能量與物質(zhì)不斷發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng),逐漸形成星系。
空間繼續(xù)擴(kuò)大、膨脹,直到今天,宇宙仍然在膨脹之中。
大約在距今50億年前,太陽形成。
大約在距今46億年前,地球形成。
宇宙繼續(xù)膨脹,將來也會膨脹,也許在膨脹到一定程度后,宇宙開始收縮,可能會收縮成一個點,一個不占有空間的點。到那時,時間結(jié)束。到底會不會這樣,現(xiàn)在還說不定。
大爆炸之前是怎么回事,不知道。永遠(yuǎn)也無法知道。?這就是大爆炸宇宙的基本理論。
《時間簡史》出版于1988年,《宇宙的未來》是斯蒂芬?霍金1991年在劍橋大學(xué)的一次講演錄。本文重點是談作者對宇宙的未來作出的科學(xué)預(yù)言,閱讀時要準(zhǔn)確地篩選出這些預(yù)言的觀點和支撐這些觀點的材料。同時,還應(yīng)該體會這篇講演在語言上的幽默特點。
[資料顯示屏]
《時間簡史》出版(1988年)后,劍橋的應(yīng)用數(shù)學(xué)和理論物理系的氣氛有了微妙的變化,不斷有世界各地的報刊的記者要求訪問霍金,在以后的兩年時間里,電視臺工作人員不時地占用大樓,他們要為這位世界上最的科學(xué)家拍一部有關(guān)他生活的記錄片。在不同的國家用不同的語言反復(fù)講述同一故事:霍金如何憑著自己的勇敢克服了身體的殘疾成為科學(xué)的巨人和新聞媒介的英雄。一批又一批的新聞記者訪問了霍金在西爾弗大街那凌亂的辦公室,并和這位公眾新近的英雄度過激動人心的時刻。
??《斯蒂芬?霍金的科學(xué)生涯》(英)
在中文里,“宇”是“上下四方”的意思,表示空間;“宙”是“古往今來”的意思,表示時間。宇宙的歷史,就是空間在時間上發(fā)展的過程,斯蒂芬?霍金以時間為序,研究我們所處的這個宇宙誕生、發(fā)展,以及它將來可能的狀況,因此,他把自己的書稱作《時間簡史》,實際上就是《宇宙簡史》。
??《少年版世界名人傳記?霍金傳》
斯蒂芬?霍金的工作是令人驚嘆的,可是有著如此偉大發(fā)現(xiàn)的人,卻是一個身患肌萎縮癥的病人,除了思想,他幾乎全身不能動彈,不能說話,頭向前垂落。正因為這點,他更加引起全世界人們的關(guān)注和尊敬。在他開始患病時,他意識到自己的生命行將結(jié)束,于是抓緊時間,全心投入,誰也沒想到他不僅活了下來,而且成果累累。他的成功,當(dāng)然離不開他的天才,但那種不向厄運(yùn)低頭的精神,是沒有人不敬佩的。由此可見,人的精神力量是難以想象的,一個人要有精神,一個民族也要依靠精神,精神的力量往往可以超越世上難以逾越的障礙。
??洪偉
[教學(xué)設(shè)計ABC]
?設(shè)計A
一、導(dǎo)語設(shè)計
1可以從普通人對我們賴以生存的地球的關(guān)注導(dǎo)入,引出科學(xué)家對無限廣闊的宇宙的關(guān)注,從而引出霍金的《宇宙的未來》。(這樣導(dǎo)入意在強(qiáng)調(diào)科學(xué)家的責(zé)任感)
2?可以從閱讀科技論文和科技說明文的目的(了解觀點,獲取知識)導(dǎo)入,直截了當(dāng)?shù)厍腥氡疚牡幕居^點。(這樣導(dǎo)入意在突出科技論文的閱讀方法)
以上兩種導(dǎo)入都要直接切入文章的主體部分,不必分析全文結(jié)構(gòu)。
二、過程設(shè)計
1?過程:學(xué)生閱讀、討論、交流,教師指導(dǎo)、點撥、歸納。
2?方法:學(xué)生??自由討論式,教師??點撥引導(dǎo)式。
3?歸納:霍金對宇宙未來的預(yù)言主要有以下一些觀點:
(1)宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關(guān),如果平均密度小于某個臨界值,它就會永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值,宇宙就會坍縮,時間本身就會終結(jié)。
(2)在螺旋星系和星系團(tuán)中應(yīng)該存在有某種看不見的暗物質(zhì),它的引力吸引足以把高速旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住,不至于使這些星系或星系團(tuán)飛散開去。
(3)如果宇宙繼續(xù)膨脹下去,五十億年后,太陽將耗盡它的核燃料,變成一顆白矮星。在大約一百億年后,具有太陽質(zhì)量的恒星將變成白矮星或中子星,具有更大質(zhì)量的恒星會變成黑洞。
(4)黑洞中粒子的速度有可能超過光速逃出黑洞,只要有足夠長的時間,巨大的黑洞也可以“蒸發(fā)”掉。
(5)在星系或星系團(tuán)之外,應(yīng)該存在有足夠的暗物質(zhì),這些暗物質(zhì)能使密度達(dá)到臨界值,從而可能會使宇宙最終坍縮。但這個時間肯定在一百五十億年之后。
4?體會這篇演講詞幽默風(fēng)趣的語言特點。
作為一篇關(guān)于宇宙未來的演講詞,本文的大量篇幅是較為嚴(yán)肅的科學(xué)話題,運(yùn)用了好多專業(yè)術(shù)語,容易使人感到沉悶。但是霍金的聰明之處在于他運(yùn)用了許多幽默風(fēng)趣的語言,使得這樣一篇旨在說明科學(xué)道理的學(xué)術(shù)演講,讓人能夠在一種輕松愉快的氣氛中認(rèn)真聽下去。這樣的語言是很多的,例如:“幸運(yùn)的是,數(shù)人名看來要花很長的時間。”“你在實際上不可能預(yù)測出來數(shù)字,否則的話,物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財!薄凹幢阌钪鎸⒁s,我可以滿懷信心地預(yù)言,它至少在一百億年內(nèi)不會停止膨脹。我預(yù)料那時自己不會留在世上被證明是錯的!薄叭绻q理論是正確的,則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預(yù)言者的良好傳統(tǒng),兩方下賭注,以保萬無一失!
設(shè)計B
?同設(shè)計A
1?初讀課文,找出一些關(guān)鍵詞語,把握文章大意。
從標(biāo)題和開頭都可以看出文章要談的是對宇宙未來的預(yù)測,初讀文章就應(yīng)該找出與這一預(yù)測有剮的關(guān)鍵詞語,最重要的應(yīng)該有兩個:“膨脹”與“坍縮”,然后進(jìn)一步找到與這兩個詞相剮聯(lián)的其他關(guān)鍵詞:“平均密度”和“暗物質(zhì)”,即可基本把握文章大意。
2細(xì)讀課文,弄清這些關(guān)鍵詞語之間的關(guān)系,把握作者的觀點。
作者的觀點是:宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關(guān),如果平均密度小于某個臨界值,唆就會永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值,宇宙就會坍縮,時間本身就會終結(jié)。事實上,現(xiàn)在的密度似乎非常接近與把坍縮和無限膨脹區(qū)分開來的臨界密度。但宇宙的未來是膨脹還是坍縮,仍尚難定論。
3?抓住生動的比喻,理解作者的觀點。
在闡明科學(xué)道理的時候,作者用了一些人們熟知的事例,有助于我們理解文章的觀點。如:“例如,如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)賭盤的方式,就會改變出來的數(shù)字。你在實際上不可能預(yù)言出來的數(shù)字,否則的話,物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財!
設(shè)計C
在學(xué)生讀完文章大致清楚所寫內(nèi)容之后,可設(shè)計幾個問題,做較為深入的分析。
1?文章內(nèi)容是談對宇宙未來的預(yù)測,為什么開篇卻談巫師預(yù)言的尷尬、宗教預(yù)言的失敗?
2?作者說將宇宙中的暗物質(zhì)考慮在內(nèi),也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到宇宙重新坍縮的臨界密度,據(jù)此則可預(yù)言宇宙會繼續(xù)無限地膨脹下去,為什么后文又說宇宙最終可能會坍縮?
3?對宇宙的未來,作者以為是可以預(yù)測呢,還是不可以預(yù)測?
討論分析清楚這些問題,就可較為準(zhǔn)確地把握觀點。
教案【二】
教學(xué)目標(biāo)
一、知識教育目標(biāo)
1.了解有關(guān)宇宙學(xué)的一些知識;
2.了解演講稿的一些特點。
二、能力培養(yǎng)目標(biāo)
1.學(xué)習(xí)舉辦科普講座,以提高講座的科學(xué)性、規(guī)范性;
2.通過和本單元前面的課文進(jìn)行比較,提高比較閱讀的能力。
三、德育滲透目標(biāo)
通過本文的學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生對宇宙奧秘的探索熱情。
四、美育滲透目標(biāo)
引導(dǎo)學(xué)生體會這篇講演幽默的語言風(fēng)格,提高自己的思維和語言表達(dá)能力。
重點、難點、疑點及解決辦法
重點:
難點:
課時安排
1課時
教學(xué)步驟
一、明確目標(biāo)
3.通過和本單元前面的課文進(jìn)行比較,提高比較閱讀的能力。
二、整體感知
1.導(dǎo)入新課
在當(dāng)今世界的自然科學(xué)領(lǐng)域,能夠和愛因斯坦比肩的人物恐怕應(yīng)當(dāng)首推史蒂芬?霍金了,他不但做出了輝煌的科學(xué)成就,其堅強(qiáng)的意志品質(zhì)也深深地感染著我們,我們今天就來學(xué)習(xí)他的一篇演說辭《宇宙的未來》(板書課題)。
仰望燦爛的星空,我們會肅然起敬,產(chǎn)生無窮無盡的聯(lián)想和想像。從古到今,人們對于宇宙的猜測和探索從來也沒有停止過。如屈原在《天問》里就發(fā)出了一系列的探問:“遂古之初,誰傳道之?上下未形,何由考之?……九天之際,安放安屬?隅隈多有,誰知其數(shù)?天何所沓?十二焉分?日月安屬?列星安陳?出自湯谷,次于蒙汜,自明及晦,所行幾里?”中國古代的宇宙學(xué)有渾天說、蓋天說、宣夜說等,西方有日心說、地心說等。
然而直到20世紀(jì)誕生現(xiàn)代宇宙學(xué),人們對宇宙的認(rèn)識才有了根本性的突破。本文作者是當(dāng)代的理論物理學(xué)家,他以“宇宙的未來”這樣玄而又玄的話題在劍橋大學(xué)作講演,對我們認(rèn)識宇宙有哪些啟示呢?
2.作者簡介
史蒂芬?霍金是繼阿爾伯特?愛因斯坦之后最杰出的物理學(xué)家;艚1942年出生于英國牛津,先后就讀于牛津大學(xué)和劍橋大學(xué),學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理學(xué)和宇宙學(xué)。1963年,霍金經(jīng)診斷得了肌萎縮性側(cè)索硬化癥。這種病會引起肌肉萎縮,導(dǎo)致癱瘓;說話會越來越困難,直至完全喪失語言能力;患者通常因并發(fā)肺炎或窒息而死亡。不過,患者的思維能力包括記憶能力不受影響。
醫(yī)生告訴霍金他最多只能活兩年。在經(jīng)歷了一段短暫的失望和沮喪后,霍金又開始了他的宇宙學(xué)研究。霍金后來在相對論、“大爆炸”和黑洞等領(lǐng)域取得了突出的研究成果;艚1988年出版的宇宙學(xué)著作《時間簡史:從大爆炸到黑洞》,是一部里程碑式的暢銷書。霍金被確診患病已三十多年,但他仍孜孜于宇宙起源的理論研究,仍在為大統(tǒng)一理論而耕耘不已;艚瓞F(xiàn)任劍橋大學(xué)盧卡斯數(shù)學(xué)教授,這也是牛頓爵士曾擔(dān)任過的職位。
三、重點、難點的學(xué)習(xí)與目標(biāo)達(dá)成過程
1.感知課文,明確本文的整體寫作思路。
在講演的開頭,作者就指出,預(yù)言將來是非常困難的,預(yù)言宇宙的將來尤其困難。雖然如此,科學(xué)家對此仍然滿懷信心。
課文第2段,作者卻話題一轉(zhuǎn),考察起預(yù)言的歷史。提及預(yù)言,人們會不由自主地想到古代的巫術(shù)。女巫用“毒藥或火山溢出的氣體”把自己“弄得精神恍惚”,不過是為了增加一點兒神秘色彩,“而真正的技巧在于解釋”。
近代宗教預(yù)言也是這樣,不斷用新的解釋來掩飾預(yù)言的失敗,如“首先要數(shù)出獲救者名單”等。那么,科學(xué)家的預(yù)言是不是也像古代的預(yù)言家一樣是一時的“騙術(shù)”呢?作者指出,“科學(xué)預(yù)言也許并不比那些巫師或預(yù)言家的更可靠些”,比如對天氣預(yù)報、對“極端條件下物體的精確的定律”,以及對大腦的工作機(jī)制等,都還缺乏準(zhǔn)確的判斷。但是,“宇宙在非常大的尺度下的未來”,還是可以預(yù)言的。
宇宙中的局部運(yùn)動也許會出現(xiàn)混沌狀態(tài),但宇宙在大尺度上是可以預(yù)測的。宇宙正在高速膨脹,其他星系正在飛速離我們遠(yuǎn)去。宇宙微波背景輻射證明了宇宙的膨脹大體上“是平滑的而非混沌的”,因為如果宇宙的膨脹率和平均密度不均勻,來自宇宙各個方向的宇宙微波背景輻射溫度就不會如此一致。“這表明,宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的,而不是混沌的。因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來!
從目前的情況看,宇宙中星系之間的距離在增大,但是星系之間的引力吸引有可能降低膨脹率!叭绻钪娴拿芏却笥谀硞臨界值,引力吸引將最終使膨脹停止并使宇宙開始重新收縮。宇宙就會坍縮到一個大擠壓!薄按髷D壓”和“大爆炸”前的狀態(tài)相似,“具有無限密度”,“物理定律在這種狀態(tài)下失效”。
這樣,預(yù)言宇宙的未來,“關(guān)鍵問題在于:平均密度是多少?如果它比臨界值小,宇宙就將永遠(yuǎn)膨脹。但是如果它比臨界值大,宇宙就會坍縮”。
但是,計算宇宙的平均密度并不容易。把我們現(xiàn)在能看到的恒星質(zhì)量加起來,還不到臨界值的百分之一;即使加上“氣體云的質(zhì)量”,最多達(dá)到臨界值的百分之一。但是,我們能不能據(jù)此得出宇宙將永遠(yuǎn)膨脹下去的結(jié)論呢?還不能。因為宇宙中還存在許多暗物質(zhì),這些暗物質(zhì)我們?nèi)庋劭床灰,不能直接觀測到。黑洞就是這類暗物質(zhì),它是超大恒星死亡的產(chǎn)物。
霍金對黑洞的解釋是:“空間一時間的一個區(qū)域,因為那兒的引力是如此之強(qiáng),以至于任何東西甚至光都不能從該處逃逸出來!(見《時間簡史》一書所附《小辭典》)我們雖然看不見黑洞的存在,但可以通過觀察螺旋星系和星系團(tuán)來判斷它們的存在:能使大質(zhì)量的星系或星系團(tuán)繞之旋轉(zhuǎn)的東西,其質(zhì)量一定比這些星系和星系團(tuán)大得多。
作者指出,根據(jù)現(xiàn)在的觀測研究,將這些暗物質(zhì)估算在內(nèi),“仍然只達(dá)到要使宇宙重新坍縮的臨界質(zhì)量的百分之十左右”。于是有人擇原理和暴漲理論為之說,前者假設(shè)有多個宇宙共存,而我們所能理解的只是身處其中的一個;后者認(rèn)為宇宙可能采取一種非常規(guī)的方式突變,從一個微小的尺度很快達(dá)到臨界狀態(tài)。
歸根到底,宇宙的未來只有兩種命運(yùn):繼續(xù)膨脹,或可能收縮。這取決于宇宙現(xiàn)有的密度,所以,科學(xué)家在沒有稱算出宇宙的重量之前,不得不承認(rèn)“宇宙實際上是處在刀鋒上”,所以要繼承巫師或預(yù)言家的傳統(tǒng):“兩方下賭注,以保萬無一失!
2.研讀課文,討論問題。
(1)作者是怎樣探討“宇宙的未來”的?
【明確】作者先從古代的巫術(shù)和近代的宗教預(yù)言談起,引出話題,說明從科學(xué)的角度談?wù)撚钪娴奈磥硎欠浅?yán)肅的事,科學(xué)有別于宗教的地方是它的求實精神。探討宇宙是繼續(xù)膨脹還是有可能收縮是這篇講演的主體部分,計算宇宙的密度又是這一主體部分的關(guān)鍵,有關(guān)宇宙中物質(zhì)密度臨界值的探討,則把問題引向深入。最后,介紹兩種新的理論??人擇原理和暴漲理論,則體現(xiàn)了科學(xué)界最新的探索。作者從可見物質(zhì)談到暗物質(zhì),從成熟的理論談到科學(xué)的假說,把問題講得透徹明白。最后沒有做出一個明確的預(yù)言,恰恰說明了他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
(2)怎樣理解本文的一些相關(guān)論述?
【明確】這是一篇科學(xué)講演,涉及較為復(fù)雜的背景知識。這些知識和講演的主題是密切相關(guān)的,如果不作必要的交待,講演的內(nèi)容就會顯得抽象和單薄。如,談到天氣預(yù)報、大腦工作原理都具有混沌性質(zhì),來反襯宇宙在大尺度上是“平滑而非混沌”的;如,談到恒星的死亡(歸宿)引出黑洞,為宇宙中暗物質(zhì)的存在尋找理論支持;如,談到現(xiàn)存宇宙對初始密度的極度敏感,引出了“人擇原理”等等。這些相關(guān)的論述,或從對立面凸顯觀點,或從縱深面強(qiáng)化觀點,使論證豐富多彩。
(3)這篇講演在語言上具有怎樣的特點?
【明確】講演是面對面的交流,這種交流又是單向度的,如果不注意講演的語言藝術(shù),就達(dá)不到的表達(dá)效果。這篇講演,除了推理嚴(yán)謹(jǐn)外,語言幽默也是其突出的特點。幽默的語言創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛,更具有親和力,使所闡發(fā)的事理更容易為聽眾接受。
如,談到輪賭盤的旋轉(zhuǎn)具有混沌性質(zhì),作者說即使是物理學(xué)家也不能計算出它“出來的數(shù)字,否則的話,物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財”,這就生動地說明了什么是混沌現(xiàn)象;如,文章最后一句話:“所以我正是繼承那些巫師或預(yù)言者的良好傳統(tǒng),兩方下賭注,以保萬無一失!奔嬗兄S刺與幽默,對宇宙未來命運(yùn)的判斷采取了審慎態(tài)度。
布置作業(yè)
完成“研討與練習(xí)一、二”。
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