《宇宙的未來(lái)》的教案
《宇宙的未來(lái)》的教案
《宇宙的未來(lái)》的教案
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)與技能
1.了解有關(guān)宇宙學(xué)的一些知識(shí);
2.了解演演講的一些特點(diǎn)。
3. 引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)這篇講演幽默的語(yǔ)言風(fēng)格，提高自己的思維和語(yǔ)言表達(dá)能力
二、情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)本文的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)宇宙奧秘的探索熱情。
三、過(guò)程與方法
運(yùn)用多媒體使學(xué)生系統(tǒng)的掌握相關(guān)知識(shí)
教學(xué)重點(diǎn)
1.了解有關(guān)宇宙學(xué)的一些知識(shí);
2.了解演講稿的一些特點(diǎn)。
教學(xué)難點(diǎn)：
引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)這篇講演幽默的語(yǔ)言風(fēng)格，提高自己的思維和語(yǔ)言表達(dá)能力
課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)步驟
一.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(jiān)強(qiáng)的意志品質(zhì)也深深地感染著我們，我們今天就來(lái)學(xué)習(xí)他的一篇演說(shuō)辭《宇宙的未來(lái)》(板書課題)。
仰望燦爛的星空，我們會(huì)肅然起敬，產(chǎn)生無(wú)窮無(wú)盡的聯(lián)想和想像。從古到今，人們對(duì)于宇宙的猜測(cè)和探索從來(lái)也沒(méi)有停止過(guò)。如屈原在《天問(wèn)》里就發(fā)出了一系列的探問(wèn)：“遂古之初，誰(shuí)傳道之?上下未形，何由考之?……九天之際，安放安屬?隅隈多有，誰(shuí)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(guó)古代的宇宙學(xué)有渾天說(shuō)、蓋天說(shuō)、宣夜說(shuō)等，西方有日心說(shuō)、地心說(shuō)等。然而直到20世紀(jì)誕生現(xiàn)代宇宙學(xué)，人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)才有了根本性的突破。本文作者是當(dāng)代著名的理論物理學(xué)家，他以“宇宙的未來(lái)”這樣玄而又玄的話題在劍橋大學(xué)作講演，對(duì)我們認(rèn)識(shí)宇宙有哪些啟示呢?
2.作者簡(jiǎn)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。霍金1942年出生于英國(guó)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(huì)引起肌肉萎縮，導(dǎo)致癱瘓;說(shuō)話會(huì)越來(lái)越困難，直至完全喪失語(yǔ)言能力;患者通常因并發(fā)肺炎或窒息而死亡。不過(guò)，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(lái)在相對(duì)論、“大爆炸”和黑洞等領(lǐng)域取得了突出的研究成果。霍金1988年出版的宇宙學(xué)著作《時(shí)間簡(jiǎn)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。霍金現(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(guò)的職位。
三、重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)達(dá)成過(guò)程
1. 霍金對(duì)宇宙未來(lái)的預(yù)言主要有哪些觀點(diǎn)?
(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(gè)臨界值，它就會(huì)永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會(huì)坍縮，時(shí)間本身就會(huì)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(yáng)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(yáng)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(huì)變成黑洞。
(4)黑洞中粒子的速度有可能超過(guò)光速逃出黑洞，只要有足夠長(zhǎng)的時(shí)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(huì)使宇宙最終坍縮。但這個(gè)時(shí)間肯定在一百五十億年之后。
2. 初讀課文，找出一些關(guān)鍵詞語(yǔ)，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(duì)宇宙未來(lái)的預(yù)測(cè)，初讀文章就應(yīng)該找出與這一預(yù)測(cè)有剮的關(guān)鍵詞語(yǔ)，最重要的應(yīng)該有兩個(gè)：“膨脹”與“坍縮”，然后進(jìn)一步找到與這兩個(gè)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。
3. 細(xì)讀課文，弄清這些關(guān)鍵詞語(yǔ)之間的關(guān)系，把握作者的觀點(diǎn)。
作者的觀點(diǎn)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(gè)臨界值，唆就會(huì)永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會(huì)坍縮，時(shí)間本身就會(huì)終結(jié)。事實(shí)上，現(xiàn)在的密度似乎非常接近與把坍縮和無(wú)限膨脹區(qū)分開來(lái)的臨界密度。但宇宙的未來(lái)是膨脹還是坍縮，仍尚難定論。
4. 抓住生動(dòng)的比喻，理解作者的觀點(diǎn)。
在闡明科學(xué)道理的時(shí)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(diǎn)。如：“例如，如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)賭盤的方式，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，物理學(xué)家就會(huì)在賭場(chǎng)發(fā)財(cái)。”
四、研讀課文，討論問(wèn)題(學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組討論)
1、文章內(nèi)容是談對(duì)宇宙未來(lái)的預(yù)測(cè)，為什么開篇卻談巫師預(yù)言的尷尬、宗教預(yù)言的失敗?
：在講演的開頭，作者就指出，預(yù)言將來(lái)是非常困難的，預(yù)言宇宙的將來(lái)尤其困難。雖然如此，科學(xué)家對(duì)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(huì)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(guò)是為了增加一點(diǎn)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(lái)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(shí)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(duì)天氣預(yù)報(bào)、對(duì)“極端條件下物體的精確的定律”，以及對(duì)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(lái)”，還是可以預(yù)言的。
2、作者說(shuō)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(huì)繼續(xù)無(wú)限地膨脹下去，為什么后文又說(shuō)宇宙最終可能會(huì)坍縮?
：預(yù)言宇宙的未來(lái)，“關(guān)鍵問(wèn)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(huì)坍縮”。
3、對(duì)宇宙的未來(lái)，作者以為是可以預(yù)測(cè)呢，還是不可以預(yù)測(cè)?
：宇宙中的局部運(yùn)動(dòng)也許會(huì)出現(xiàn)混沌狀態(tài)，但宇宙在大尺度上是可以預(yù)測(cè)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?yàn)槿绻钪娴呐蛎浡屎推骄芏炔痪鶆颍瑏?lái)自宇宙各個(gè)方向的宇宙微波背景輻射溫度就不會(huì)如此一致。“這表明，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)。”
五、演講的特點(diǎn)
(學(xué)生發(fā)言、老師總結(jié))
：1、生動(dòng)的導(dǎo)引
這篇科技論文是演講辭，具有演講的特點(diǎn)。預(yù)言宇宙的未來(lái)，雖然是一個(gè)嚴(yán)肅的科學(xué)話題。但如果就事論事，很容易枯燥乏味。演講需要激起聽眾的興趣。演講者從古代的巫術(shù)和近代的宗教預(yù)言談起，既增加了趣味性，又深化了講演的主題──在與巫術(shù)的對(duì)比中，更顯出了科學(xué)的求實(shí)精神。
2、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?/p>
作為一篇科學(xué)演講，其最終目的是讓人信服。本文嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评恚鰪?qiáng)了說(shuō)服力。宇宙雖然復(fù)雜，但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是決定其命運(yùn)的關(guān)鍵，然而，確定這一點(diǎn)非常不易。演講者從可見物質(zhì)談到暗物質(zhì)，從成熟的理論談到科學(xué)假說(shuō)，把問(wèn)題講得透徹明白。沒(méi)有作出一個(gè)明確的預(yù)言，也說(shuō)明了演講者嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
3、幽默的語(yǔ)言
演講是面對(duì)面的交流，這種交流是單向的，如果不注意演講的語(yǔ)言藝術(shù)，就達(dá)不到最佳的表達(dá)效果。這篇演講語(yǔ)言幽默，創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，使所論述的問(wèn)題更易于為聽眾接受。如，文中有一段話說(shuō)：“我比其他的末日預(yù)言者更占便宜。即使宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預(yù)言，它至少在一百億年內(nèi)不會(huì)停止膨脹。我預(yù)料那時(shí)自己不會(huì)留在世上被證明是錯(cuò)的。”以揭示自己“自私”的心理表示幽默，同時(shí)傳達(dá)出重要的信息：宇宙“至少在一百億年內(nèi)不會(huì)停止膨脹”。
六、布置作業(yè)
完成“研討與練習(xí)一、二”。
七、反思
通過(guò)本文的學(xué)習(xí)，激發(fā)了學(xué)生對(duì)宇宙奧秘的探索熱情。
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