【導語】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。逍遙右腦為你準備了《高三上冊語文《宇宙的未來》教案》助你成功!
教案【一】
[導學新概念]
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)生復雜的反應,逐漸形成星系。
空間繼續(xù)擴大、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預言,閱讀時要準確地篩選出這些預言的觀點和支撐這些觀點的材料。同時,還應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,劍橋的應用數(shù)學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家拍一部有關他生活的記錄片。在不同的國家用不同的語言反復講述同一故事: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注和尊敬。在他開始患病時,他意識到自己的生命行將結束,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,當然離不開他的天才,但那種不向厄運低頭的精神,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
[教學設計ABC]
?設計A
一、導語設計
1可以從普通人對我們賴以生存的地球的關注導入,引出科學家對無限廣闊的宇宙的關注,從而引出霍金的《宇宙的未來》。(這樣導入意在強調(diào)科學家的責任感)
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)導入,直截了當?shù)厍腥氡疚牡幕居^點。(這樣導入意在突出科技論文的閱讀方法)
以上兩種導入都要直接切入文章的主體部分,不必分析全文結構。
二、過程設計
1?過程:學生閱讀、討論、交流,教師指導、點撥、歸納。
2?方法:學生??自由討論式,教師??點撥引導式。
3?歸納:霍金對宇宙未來的預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,如果平均密度小于某個臨界值,它就會永遠膨脹。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。
(2)在螺旋星系和星系團中應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的星系牢牢抓住,不至于使這些星系或星系團飛散開去。
(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)在星系或星系團之外,應該存在有足夠的暗物質(zhì),這些暗物質(zhì)能使密度達到臨界值,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趣的語言特點。
作為一篇關于宇宙未來的演講詞,本文的大量篇幅是較為嚴肅的科學話題,運用了好多專業(yè)術語,容易使人感到沉悶。但是霍金的聰明之處在于他運用了許多幽默風趣的語言,使得這樣一篇旨在說明科學道理的學術演講,讓人能夠在一種輕松愉快的氣氛中認真聽下去。這樣的語言是很多的,例如:“幸運的是,數(shù)人名看來要花很長的時間!薄澳阍趯嶋H上不可能預測出來數(shù)字,否則的話,物理學家就會在賭場發(fā)財!薄凹幢阌钪鎸⒁s,我可以滿懷信心地預言,它至少在一百億年內(nèi)不會停止膨脹。我預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言者的良好傳統(tǒng),兩方下賭注,以保萬無一失!
設計B
一、導語設計
?同設計A
二、過程設計
1?初讀課文,找出一些關鍵詞語,把握文章大意。
從標題和開頭都可以看出文章要談的是對宇宙未來的預測,初讀文章就應該找出與這一預測有剮的關鍵詞語,最重要的應該有兩個:“膨脹”與“坍縮”,然后進一步找到與這兩個詞相剮聯(lián)的其他關鍵詞:“平均密度”和“暗物質(zhì)”,即可基本把握文章大意。
2細讀課文,弄清這些關鍵詞語之間的關系,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,如果平均密度小于某個臨界值,唆就會永遠膨脹。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。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賭盤的方式,就會改變出來的數(shù)字。你在實際上不可能預言出來的數(shù)字,否則的話,物理學家就會在賭場發(fā)財!
設計C
在學生讀完文章大致清楚所寫內(nèi)容之后,可設計幾個問題,做較為深入的分析。
1?文章內(nèi)容是談對宇宙未來的預測,為什么開篇卻談巫師預言的尷尬、宗教預言的失敗?
2?作者說將宇宙中的暗物質(zhì)考慮在內(nèi),也遠遠達不到宇宙重新坍縮的臨界密度,據(jù)此則可預言宇宙會繼續(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,作者以為是可以預測呢,還是不可以預測?
討論分析清楚這些問題,就可較為準確地把握觀點。
教案【二】
教學目標
一、知識教育目標
1.了解有關宇宙學的一些知識;
2.了解演講稿的一些特點。
二、能力培養(yǎng)目標
1.學習舉辦科普講座,以提高講座的科學性、規(guī)范性;
2.通過和本單元前面的課文進行比較,提高比較閱讀的能力。
三、德育滲透目標
通過本文的學習,激發(fā)學生對宇宙奧秘的探索熱情。
四、美育滲透目標
引導學生體會這篇講演幽默的語言風格,提高自己的思維和語言表達能力。
重點、難點、疑點及解決辦法
重點:
1.了解有關宇宙學的一些知識;
2.了解演講稿的一些特點。
難點:
1.學習舉辦科普講座,以提高講座的科學性、規(guī)范性;
2.通過和本單元前面的課文進行比較,提高比較閱讀的能力。
課時安排
1課時
教學步驟
一、明確目標
1.了解有關宇宙學的一些知識;
2.了解演講稿的一些特點。
3.通過和本單元前面的課文進行比較,提高比較閱讀的能力。
二、整體感知
1.導入新課
在當今世界的自然科學領域,能夠和愛因斯坦比肩的人物恐怕應當首推史蒂芬?霍金了,他不但做出了輝煌的科學成就,其堅強的意志品質(zhì)也深深地感染著我們,我們今天就來學習他的一篇演說辭《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世紀誕生現(xiàn)代宇宙學,人們對宇宙的認識才有了根本性的突破。本文作者是當代的理論物理學家,他以“宇宙的未來”這樣玄而又玄的話題在劍橋大學作講演,對我們認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家。霍金1942年出生于英國牛津,先后就讀于牛津大學和劍橋大學,學習數(shù)學、物理學和宇宙學。1963年,霍金經(jīng)診斷得了肌萎縮性側索硬化癥。這種病會引起肌肉萎縮,導致癱瘓;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研究;艚鸷髞碓谙鄬φ摗ⅰ按蟊ā焙秃诙吹阮I域取得了突出的研究成果;艚1988年出版的宇宙學著作《時間簡史:從大爆炸到黑洞》,是一部里程碑式的暢銷書;艚鸨淮_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)任劍橋大學盧卡斯數(shù)學教授,這也是牛頓爵士曾擔任過的職位。
三、重點、難點的學習與目標達成過程
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,預言將來是非常困難的,預言宇宙的將來尤其困難。雖然如此,科學家對此仍然滿懷信心。
課文第2段,作者卻話題一轉,考察起預言的歷史。提及預言,人們會不由自主地想到古代的巫術。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”。
近代宗教預言也是這樣,不斷用新的解釋來掩飾預言的失敗,如“首先要數(shù)出獲救者名單”等。那么,科學家的預言是不是也像古代的預言家一樣是一時的“騙術”呢?作者指出,“科學預言也許并不比那些巫師或預言家的更可靠些”,比如對天氣預報、對“極端條件下物體的精確的定律”,以及對大腦的工作機制等,都還缺乏準確的判斷。但是,“宇宙在非常大的尺度下的未來”,還是可以預言的。
宇宙中的局部運動也許會出現(xiàn)混沌狀態(tài),但宇宙在大尺度上是可以預測的。宇宙正在高速膨脹,其他星系正在飛速離我們遠去。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!斑@表明,宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的,而不是混沌的。因此我們可以預言宇宙遙遠的未來!
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。“如果宇宙的密度大于某個臨界值,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,預言宇宙的未來,“關鍵問題在于: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)此得出宇宙將永遠膨脹下去的結論呢?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,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來判斷它們的存在:能使大質(zhì)量的星系或星系團繞之旋轉的東西,其質(zhì)量一定比這些星系和星系團大得多。
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到臨界狀態(tài)。
歸根到底,宇宙的未來只有兩種命運:繼續(xù)膨脹,或可能收縮。這取決于宇宙現(xiàn)有的密度,所以,科學家在沒有稱算出宇宙的重量之前,不得不承認“宇宙實際上是處在刀鋒上”,所以要繼承巫師或預言家的傳統(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和近代的宗教預言談起,引出話題,說明從科學的角度談論宇宙的未來是非常嚴肅的事,科學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鍵,有關宇宙中物質(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的假說,把問題講得透徹明白。最后沒有做出一個明確的預言,恰恰說明了他嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。
(2)怎樣理解本文的一些相關論述?
【明確】這是一篇科學講演,涉及較為復雜的背景知識。這些知識和講演的主題是密切相關的,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。這些相關的論述,或從對立面凸顯觀點,或從縱深面強化觀點,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,就達不到的表達效果。這篇講演,除了推理嚴謹外,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,談到輪賭盤的旋轉具有混沌性質(zhì),作者說即使是物理學家也不能計算出它“出來的數(shù)字,否則的話,物理學家就會在賭場發(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,對宇宙未來命運的判斷采取了審慎態(tài)度。
布置作業(yè)
完成“研討與練習一、二”。
本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/1174894.html
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