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1、《宇宙的未來(lái)》教案設(shè)計(jì)
自讀要求
1. 能讀懂本演講錄的內(nèi)容
2. 學(xué)習(xí)本文生動(dòng)、幽默的演講風(fēng)格。
3. 感受科學(xué)精神,增進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)。
自讀重難點(diǎn)
1. 提煉本文的要點(diǎn),增強(qiáng)概括能力。
2. 探究本文的內(nèi)涵,增強(qiáng)分析能力。
自讀程序
總的原則是:多次自讀,逐層領(lǐng)悟,逐個(gè)落實(shí)學(xué)習(xí)重點(diǎn)。具體如下:
1.初讀,總體感知。
結(jié)合注釋?zhuān)ㄗx全文,總體感知。
讀后能用一句話(huà)簡(jiǎn)要地說(shuō)出本文講了什么。
明確:本文講的是宇宙的未來(lái)問(wèn)題,預(yù)測(cè)了兩種結(jié)局:或膨脹,或收縮。
2.再讀,提煉要點(diǎn)。
要求比上一次讀得細(xì)一些,邊讀邊給課文分段,明確作者講了幾層意思,并提煉
2、出要點(diǎn)。提煉要點(diǎn)的方法是:或者摘錄文中的語(yǔ)句,或者用自己的語(yǔ)言組織。
明確:
要點(diǎn)依次為:①科學(xué)家有信心預(yù)言未來(lái)。②巫師的預(yù)言模棱兩可,宗教的預(yù)言屢測(cè)屢敗。③物理方程、制約大腦的方程具有混沌性,因此我們不能預(yù)言人類(lèi);而宇宙的行為在非常大尺度下卻是簡(jiǎn)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(lái)。④宇宙的未來(lái)有兩種可能,一是繼續(xù)膨脹下去,二是收縮以至坍縮成一個(gè)點(diǎn)。是膨脹還是坍縮,取決于宇宙的平均密度。⑤宇宙現(xiàn)在的密度非常接近于把坍縮和膨脹區(qū)分開(kāi)來(lái)的臨界點(diǎn)上,所以?xún)煞N可能都會(huì)發(fā)生。
3.三讀,探究?jī)?nèi)涵。
要求比上一次讀得更深入,能對(duì)某些語(yǔ)句的內(nèi)涵進(jìn)行分析,也能對(duì)作者的某個(gè)觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)
3、析,或者對(duì)作者的整個(gè)科學(xué)思想進(jìn)行闡述分析。
4.交流討論。
交流討論可以在前三步之后綜合進(jìn)行,也可以在每一步(初讀、再讀、三讀)之后分別進(jìn)行。對(duì)總體感知的情況、提煉要點(diǎn)的情況、探究?jī)?nèi)涵的情況依次進(jìn)行交流討論??梢韵仍谛〗M(前后桌為一組)內(nèi)進(jìn)行,然后每個(gè)小組選一人參與全班交流。
自讀點(diǎn)撥
本文是史蒂芬?霍金1991年1月在劍橋大學(xué)的一次演講錄。
這篇演講,從古代巫師的預(yù)言,談到近代宗教的預(yù)言,然后過(guò)渡到自己對(duì)宇宙未來(lái)的預(yù)言,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),重點(diǎn)突出。作者運(yùn)用天體物理學(xué)理論,對(duì)宇宙未來(lái)作出了兩種預(yù)測(cè),一是繼續(xù)膨脹下去;二是收縮以至坍縮成一個(gè)點(diǎn)。是膨脹還是收縮,取決于宇宙的平均密度。“如
4、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(huì)坍縮,而時(shí)間就會(huì)在大擠壓處終結(jié)?!笨伞艾F(xiàn)在密度似乎非常接近于把坍縮和無(wú)限膨脹區(qū)分開(kāi)來(lái)的臨界密度”,所以?xún)煞N結(jié)果都有可能。
本文專(zhuān)業(yè)性強(qiáng),歐化語(yǔ)言明顯,閱讀起來(lái)非常吃力,難讀、難懂。高考試卷上的科技說(shuō)明文、科技論文只有三四段,考生讀起來(lái)已經(jīng)非常吃力,而這里卻有整整26段,是前者的六七倍。所以教學(xué)本文時(shí)一方面要讓學(xué)生充分閱讀,自主探究,但同時(shí)也要積極發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用,將學(xué)生由淺入深地引導(dǎo)下去。
在引導(dǎo)過(guò)程中,可以將以下問(wèn)題靈活地插入上面的“自讀程序”中。(特別是發(fā)現(xiàn)學(xué)生在“探究?jī)?nèi)涵”不夠深入時(shí)。)
1.作者在第8段中為什么
5、說(shuō)“即使知道了制約宇宙的有關(guān)定律,我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來(lái)”?為什么第10段又說(shuō)“盡管我們知道制約人類(lèi)行為的方程,但在實(shí)際上我們不能預(yù)言它”?
明確:“因?yàn)槲锢矸匠痰慕鈺?huì)呈現(xiàn)出一種稱(chēng)作混沌的性質(zhì)”,“方程可能是不穩(wěn)定的”;同樣,“制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為,初始態(tài)的非常小的改變會(huì)導(dǎo)致非常不同的結(jié)果”。
2.為什么科學(xué)“不能預(yù)言人類(lèi)社會(huì)的未來(lái)”,卻“可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來(lái)”?
明確:因?yàn)榍罢呤腔煦绲?,不確定的;而“宇宙的行為在非常大尺度下是簡(jiǎn)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(lái)”。
3.作者對(duì)宇宙的未來(lái)的預(yù)言與巫師、宗教預(yù)言家對(duì)人類(lèi)社會(huì)未來(lái)的預(yù)言
6、有何不同?
明確:前者是有科學(xué)根據(jù)的,是運(yùn)用天體物理學(xué)理論進(jìn)行的科學(xué)推測(cè),科學(xué)預(yù)言;而后者是沒(méi)有科學(xué)根據(jù)可言的?!鋵?shí),從上面的題目就可知道,人類(lèi)社會(huì)的未來(lái)根本就是無(wú)法預(yù)言的,因?yàn)榉匠淌腔煦绲模晕讕?、宗教預(yù)言家對(duì)人類(lèi)社會(huì)的預(yù)言注定就是荒唐的。
4.對(duì)宇宙未來(lái)的預(yù)言,關(guān)鍵是要弄清宇宙的什么問(wèn)題?
明確:“對(duì)宇宙未來(lái)的預(yù)言,其關(guān)鍵問(wèn)題在于:平均密度是多少?!?
5.作者認(rèn)為宇宙的未來(lái)會(huì)是怎樣的?
明確:會(huì)有兩種可能:“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(huì)坍縮?!?
自讀思考
1.根據(jù)作者的論述,我們目前所能看到的宇宙物質(zhì)最多是“臨界值”的百
7、分之一,似乎不足以使宇宙坍縮。然而作者又指出,“也許存在足夠的暗物質(zhì),使宇宙最終坍縮”。宇宙中存在暗物質(zhì)的證據(jù)是什么?作者又舉了哪兩種假說(shuō),說(shuō)明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)?
明確:宇宙中存在暗物質(zhì)“一個(gè)證據(jù)來(lái)自于螺旋星系”,“必須存在某種看不見(jiàn)的物質(zhì)形式,其引力吸引足以把這些旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住”;“另一個(gè)證據(jù)來(lái)自于星系團(tuán)”,“要不是引力吸引把星系抓到一起,這些星系團(tuán)就會(huì)飛散開(kāi)去……所以,在星系團(tuán)中我們觀(guān)測(cè)到的星系以外必須存在額外的暗物質(zhì)”。
作者為了說(shuō)明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài),列舉了兩種假說(shuō),“一種是所謂的人擇原理”,另一種是“極早期宇宙的暴漲理論”。
2.本文在論述過(guò)程
8、中,常常用一些生動(dòng)的比喻來(lái)說(shuō)明事理。下列兩個(gè)比喻句各自說(shuō)明了什么道理?
①“例如,如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)輪賭盤(pán)的方式,就會(huì)改變出來(lái)的數(shù)字。你在實(shí)際上不可能預(yù)言出來(lái)的數(shù)字,否則的話(huà),物理學(xué)家就會(huì)在賭場(chǎng)發(fā)財(cái)?!?
明確:用這個(gè)比喻生動(dòng)地說(shuō)明了“即使我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律,我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來(lái)”。
②“這有一點(diǎn)像是再投胎。如果有人聲稱(chēng)一個(gè)新生的嬰兒是和某一死者等同,如果該嬰兒沒(méi)從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶,這種聲稱(chēng)有什么意義呢?人們可以同樣地講,它是完全不同的生命?!?
明確:用這個(gè)比喻形象地說(shuō)明宇宙在大擠壓處終結(jié)后,并不是任何發(fā)生在“之后”的事件都是另一個(gè)相分離
9、的宇宙的部分。
3.這篇文章語(yǔ)言幽默風(fēng)趣,在說(shuō)明科學(xué)道理的同時(shí),創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛,體現(xiàn)了演講詞的特點(diǎn)。試舉出三個(gè)例子,分析其表達(dá)效果。
明確:
例如:①“……這些日期使股票市場(chǎng)下瀉。雖然它使我百思不解,為何世界的終結(jié)會(huì)使人愿意用股票來(lái)?yè)Q錢(qián),假定你在世界末日什么也帶不走的話(huà)?!边@句話(huà)讓人在笑聲中悟到人類(lèi)自身的某些缺陷和某些思維誤區(qū)。②“據(jù)說(shuō),1844年是第二次回歸的開(kāi)始,但是首先要數(shù)出獲救者名單。只有數(shù)完了名單,審判日才降臨到那些不列在名單上的人。幸運(yùn)的是,數(shù)人名看來(lái)要花很長(zhǎng)的時(shí)間?!边@句話(huà)幽默中含著揶揄和諷刺,揭露了宗教預(yù)言師的荒謬,表現(xiàn)了對(duì)方屢測(cè)屢敗卻又想方設(shè)法自圓其說(shuō)的尷
10、尬與可笑。③“如果暴漲理論是正確的,則宇宙實(shí)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(wàn)無(wú)一失?!甭?tīng)眾明知作者做的是科學(xué)的預(yù)言,和巫師他們完全不同,可作者卻有意將自己降為他們的同類(lèi),一是說(shuō)明自己恰好也有兩種預(yù)測(cè),二是順勢(shì)又對(duì)他們進(jìn)行嘲諷。這種智慧的表達(dá)既帶來(lái)了輕松愉悅的氣氛,又大大增加了自己與聽(tīng)眾的親和力。
4.下面這段話(huà)引自霍金2002年8月15日在浙江大學(xué)的公眾演講《膜的新奇世界》,讀后請(qǐng)用其中的原句提煉本段的要點(diǎn),并同課文做比較閱讀,說(shuō)說(shuō)霍金在介紹深?yuàn)W理論時(shí)喜歡采用什么方式來(lái)讓聽(tīng)眾聽(tīng)明白?
“按照我的意見(jiàn),膜世界啟始的更遠(yuǎn)為吸引人的解釋是,它作為
11、真空中的起伏而自發(fā)產(chǎn)生。膜的產(chǎn)生有點(diǎn)像沸騰水中蒸氣泡的形成。水液體中包含億萬(wàn)個(gè)H2O分子,它們?cè)谧羁拷泥従又g耦合,并且擠在一起。當(dāng)水被加熱上去,分子運(yùn)動(dòng)得更加快,并且相互彈開(kāi)。這些碰撞偶然賦予分子如此高的速度,使得它們中的一群能擺脫它們的鍵,形成熱水圍繞著的蒸氣小泡泡。泡泡將以隨機(jī)的方式長(zhǎng)大或縮小,這時(shí)液體中來(lái)的更多的分子參與到蒸氣中去,或者相反的過(guò)程。大多數(shù)小蒸氣泡將會(huì)重新塌縮成液體,但是有一些會(huì)長(zhǎng)大到一定的臨界尺度,超過(guò)該尺度泡泡幾乎肯定會(huì)繼續(xù)成長(zhǎng)。我們?cè)诜序v時(shí)觀(guān)察到的正是這些巨大的膨脹的泡泡?!?
明確:這是遷移運(yùn)用題。體現(xiàn)本段要點(diǎn)的句子是“膜的產(chǎn)生有點(diǎn)像沸騰水中蒸氣泡的形成。”作者
12、喜歡用比喻的方式將深?yuàn)W的理論說(shuō)得通俗易懂。
5.課文中霍金對(duì)宇宙未來(lái)的預(yù)言,你怎么看?老師鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表有創(chuàng)見(jiàn)的觀(guān)點(diǎn),只要態(tài)度科學(xué),能自圓其說(shuō)即可。
6.霍金的中國(guó)學(xué)生吳忠超教授這樣介紹史蒂芬?霍金:在相對(duì)論和引力論領(lǐng)域,霍金是繼愛(ài)因斯坦之后最偉大的代表人物。他的第一項(xiàng)工作是和彭羅斯一起證明了廣義相對(duì)論的奇性定理;第二項(xiàng)工作是創(chuàng)立了黑洞物理理論,其中有黑洞的無(wú)毛定理和黑洞視界面積增加定理;第三項(xiàng)工作是研究極早期宇宙和宇宙的創(chuàng)生,其量子宇宙學(xué)使人們單獨(dú)地從科學(xué)定律即能預(yù)言出宇宙中的一切。而他所有這些成就都是在他患盧伽雷病(肌肉萎縮性側(cè)面硬化病)后的40年間所做的。在科學(xué)史上有許多殘疾科
13、學(xué)家,但是像霍金這樣殘疾到這種程度的則絕無(wú)僅有——21歲就患病,幾十年被禁錮在特制的輪椅上,全身只有三個(gè)手指能活動(dòng),不能講話(huà),與人交談要靠計(jì)算機(jī)合成語(yǔ)言,有了新的想法也只能通過(guò)三個(gè)手指“敲擊”進(jìn)語(yǔ)言合成器里保存……可就是這樣一個(gè)重度殘疾的人,卻把研究的目標(biāo)直指浩瀚的宇宙。
在《果殼中的宇宙》一書(shū)中,霍金引用了莎士比亞戲劇《哈姆雷特》里一句充滿(mǎn)詩(shī)意的臺(tái)詞:“我即使被關(guān)在果殼里,仍自以為是無(wú)限空間之王!”這句臺(tái)詞形象地道出了霍金的崇高精神追求,使人們親眼看到了“果殼”中的那個(gè)挑戰(zhàn)命運(yùn)的不屈的靈魂。他曾說(shuō):“只要有智慧和精神在,沒(méi)有什么能打倒自己。身體的健康固然重要,心靈的健康也會(huì)給你無(wú)窮的力量?!痹谏倌昊艚鸬男闹?,崇拜的不是歌星或球星,而是貝特朗?羅素,一位不知疲倦的思想家、哲學(xué)家和科學(xué)家。
那么你呢?你怎么看待霍金?十年前,一家青少年調(diào)查機(jī)構(gòu)調(diào)查出我國(guó)中學(xué)生最崇拜的人物是歌星劉德華、影星劉曉慶、球星貝利,“三星高照”。你又怎樣看待這一現(xiàn)象?
課外作業(yè)
1. 仿照本文幽默風(fēng)趣的語(yǔ)言風(fēng)格,寫(xiě)一個(gè)演講片段,題目是《霍金?明星?我》。
2. 閱讀霍金的名著《時(shí)間簡(jiǎn)史》。