這是一位物理學家的教育經歷備課，是優秀的高中語文必修下冊教案文章，供老師家長們參考學習。

一位物理學家的教育經歷備課第 1 篇

　1、教學這篇課文，要以“教育歷程”為重點，探討其中表現的思想內涵，引導學生體會科學精神。

　　2、高維空間對普通人來說，是很難想象的。所以，教學重點是文章內容，而不是相關的科學知識。相關知識教師有所了解，能幫助教學課文即可，不必教授給學生。

　　3、“研討與練習”的二、三兩題都是開放題，要引導學生從生活出發，了解科學、認識科學。

　　一、作者介紹

　　加來道雄，美籍日裔物理學家，畢業于美國哈佛大學，獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位，后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場論》《超弦導論》。

　　二、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。

　　(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，liuxue86.com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)。

　　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”。

　　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。

　　(2)高維空間

一位物理學家的教育經歷備課第 2 篇

　教學目標：

　　知識目標：

　　引導學生從生活出發，了解科學、認識科學。

　　能力目標：

　　引導學生以“教育歷程”為重點，探討其中表現的思想內涵。

　　德育目標：

　　引導學生體會科學精神。

　　教學重點、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。相關知識教師有所了解，能幫助教學課文即可，不必教授給學生。

　　教學方法：師生合作探究

　　教學課時：兩課時

　　第一課時

　　教學過程

　　一、導入新課

　　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。

　　(板書)一名物理學家的教育歷程

　　二、明確目標

　　1.引導學生從生活出發，了解科學、認識科學

　　2.引導學生以“教育歷程”為重點，探討其中表現的思想內涵。

　　三、整體感知

　　1.作者簡介

　　加來道雄，美籍日裔物理學家，畢業于美國哈佛大學，獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位，后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場論》《超弦導論》。

　　2.本文的基本結構

　　文章的題目是“一名物理學家的教育歷程”，因此，敘述的順序主要是歷時性的。但是，作者開頭就說“童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力，并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程。”而“童年的兩件趣事”作為文章的主要內容，又是共時性的敘述。這樣的結構安排，使文章既脈絡清楚，又重點突出。

　　結構如圖：

　　童年青年(成年)

　　鯉魚世界的幻想(想像)

　　實驗(理論物理學家)

　　愛因斯坦故事(理論)

　　3.本文的基本內容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。

　　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。

　　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”。

　　第二課時

　　四、重點、難點的學習與目標完成過程

　　1.提問：本文在材料處理上有什么特點?

　　明確：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。

　　2.提問：本文體現了怎樣的科學精神?

　　明確：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*，不受外界的*和干擾;而“境界”使他們不顧功利，不畏強權，只求真理。

　　(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.【提問】“鯉魚科學家”對“世界”的認識是怎樣的?

　　明確：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”。

　　4.提問：作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明什么?

　　明確：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。

　　5.提問：課文中閱讀*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?

　　明確：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。

　　6.提問：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?

　　明確：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。

　　7.提問：作者建立實驗室的事例，對我們現實生活有怎樣的意義?

　　明確：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。

　　五、布置作業：

　　完成“研討與練習一、二”。

　　板書設計

　　教學反思：

　　查字典語文網有全面的語文知識，歡迎大家繼續閱讀學習。

一位物理學家的教育經歷備課第 3 篇

教學目標

1．引導學生從生活出發，了解科學、認識科學,體會科學的精神。

2．引導學生以“教育歷程”為重點，探討其中表現的思想內涵。

能力目標：在課堂中能夠讓學生學到科學的學習方法和思維習慣，培養篩選整合文章關鍵信息的能力，學會用結構分析法來快速閱讀文章和梳理文章的主旨。

情感、態度價值觀：感受科學家在探求真理中所表現的人格魅力，激發學生探求未知世界的興趣，培養學生養成良好的性格品質。

學情簡析 本節課是科普文單元的最后一課，學生對科普文有一定的了解，基本上掌握了這類文章的閱讀方法，在此基礎上引導學生自學本文比較容易，所以在教學中可以大膽放手，讓學生自己閱讀，提出問題，解決問題。

教學重點 引導學生以“教育歷程”為重點，探討其中表現的思想內涵，引導學生體會科學精神。

教學難點 培養篩選整合文章關鍵信息的能力，用結構分析法來快速閱讀文章和梳理文章的主旨。

課前準備 學生提前了解有關作者加來道雄的作品及其為人，了解課文涉及到的一些宏觀宇宙學的理論，了解一點相關的理論物理學知識，調動學生的學習興趣。

教學活動過程

教師活動 學生活動 設計意圖

故事導入

又一次，愛因斯坦要把墻上的一幅舊畫取下來，就搬來了一架梯子，一步一步爬上去。突然他又想起了一個問題，沉思起來，忘記了自己正在做什么，猛地從梯子上摔了下來。摔到地上之后他顧不上疼痛，馬上想到：人為什么會筆直的掉下來？看來物體總是沿著阻力最小的線路運動的。他想到這里，馬上站立起來，一瘸一拐地走到桌子前，提筆把自己的這個想法記了下來。

遇事愛思考探究，常常從小事中受到啟發，這就是當代偉大的物理學家——愛因斯坦的探索品質。那他對物理學家加來道雄的影響又是怎樣的呢？

了解作者

加來道雄，美籍日裔物理學家，畢業于美國哈佛大學，獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位，后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有《超越愛因斯坦》（與特雷納合著）《量子場論》《超弦導論》。

研究探討課文內容，完成重難點的學習：

1．審讀本文標題，你能否推斷一下文章會寫什么內容，會怎么寫？你的推斷和作者的構思是否有出入？出入在哪兒？

2、速讀全文回答下面問題，感受結構內容

作者開頭就說“童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力，并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程。”而“童年的兩件趣事”是什么？除了這兩個趣事，作者還寫了成長中的那個事例？

3．【提問】“鯉魚科學家”對“世界”的認識是怎樣的？

4．【提問】作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明什么？

5、【提問】你是否對自然界有過好奇心呢？是否也產生了對科學的興趣？對愛因斯坦未竟事業的向往，是怎樣啟迪作者走上科學探索的道路的呢？思考：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？

6、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？

（四）研究探討：（開放型題目）

作者的成長歷程給你什么啟示？成為一名科學家需要那些素質？請你舉出幾個和作者成長歷程相似的科學家？

（五）總結

一名理論物理學家的成長歷程，給了我們很多的啟示：大膽的想象、懷疑和猜測，不要固步自封；興趣在人的成長過程中是不可或缺的，但要達到成功的彼岸離不了堅定的信念、堅持不懈的努力，這或許是作者要告訴我們后輩的，希望大家能踏著他的腳步，一步一步取得進步。

學生作好筆記，識記基本的文學常識。

學生討論回答：這里的教育不是受教育或者教育別人，而是自主教育，自主發展。

學生回答：鯉魚世界的幻想

愛因斯坦故事

建立實驗室

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”。

學生回答：

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。

學生回答

對愛因斯坦未竟事業的向往，使作者產生對同一場理論的興趣，好像偵探一樣給予找到故事的線索和結局

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。

學生回答：（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。（2）樂趣：科學不應該是枯燥的，而是應該充滿樂趣的。

（3）實驗精神：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

學生回答

作者進行艱苦枯燥的工作，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：人要想有所成就僅僅空想是不行的，要有嚴謹、踏實、務實的工作作風，從基礎做起，重在實踐。

應具備下列品質：奇特的想象力；探究的精神；實驗的精神；自主創新精神；奉獻精神；要耐得住寂寞；不要固步自封；堅定的信念，堅持不懈的努力。例如華羅庚、愛因斯坦、錢學森、牛頓、瓦特、居里夫人等。

調動學生的學習興趣

引導學生初步明了課文內容。

引導學生抓住課文標志性語句，梳理課文結構，引導學生從結構上去把握文章內容。

通過探討研討，讓學生學會發現問題，解決問題，深入把握文章的主旨。

感受科學家在探求真理中所表現的人格魅力，激發學生探求未知世界的興趣，培養學生養成良好的性格品質。

一位物理學家的教育經歷備課第 4 篇

【教學內容】

　　《一名物理學家的教育歷程》是美籍日裔理論物理學家加來道雄的作品。加來道雄是什么人?這位紐約市州立大學的理論物理學教授是超弦理論的奠基人，而超弦理論則是解開當年愛因斯坦冥思苦想卻不得其解的 “萬物至理”(theory of everything)的一把鑰匙。

　　雖然身為理論物理學家兼科普作家，但加來道雄在這篇文章中卻沒有向我們講解科學知識或理論，而是回顧自己成長歷程中對自己確定人生方向意義最為重大的兩個階段。這兩個階段即童年時期和青年時期。

　　文章開頭就明確指出“童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力”，因此文章自然而然地按照時間順序將這兩件趣事娓娓道來。第一件趣事是鯉魚世界的幻想。鯉魚世界的幻想圍繞“想象力”展開，作者試圖從鯉魚的角度來認識它所生活的世界，并借此來觀照人類對世界的認識。

　　通過隱晦地比較可以看出，人類和鯉魚一樣，在對自己所生活的世界的認識方面存在著保守、固執等局限，由此作者提出自己的想法：既然鯉魚世界之外還有未知世界，那么人類世界之外是不是也有未知的世界呢?于是他童年時期的興趣定位在了高維世界存在的可能性問題上。

　　第二件趣事是對愛因斯坦未竟事業的向往。這一歷程是確立他人生走向的重要階段。這個階段又可以細分為三個層次：第一個層次是單純地因為事件本身的神秘而感到好奇，僅僅停留于淺層次的感性認識;第二層次是在查閱資料了解愛因斯坦和他的理論后，加來道雄受到鼓舞和感動，決心對這件事情刨根究底，從而確立了今后的人生方向——理論物理學家。

　　這是他邁向科學研究和探索的第一步，也是關鍵的一步。第三個層次是他查閱了大量資料、了解到愛因斯坦最后研究的是統一場論之后，也是他真正進入科研狀態后遇到的第一個困難——高維世界和統一場論可能存在著某種聯系，對這關鍵的一點他不理解。這就進一步把他的研究范圍確定了，加來道雄的科學探索之路由此展開。

　　為了解決眼前這個難題，他又開始廣泛查閱資料，盡管知道科學家中已經有人建造出來產生反物質所必須的原子對撞機，作為高中生的他卻沒有想過放棄。如果說童年的兩件趣事“豐富了我對世界的理解力，并且引導我走上成為一名理論物理學家的歷程”，乃至進一步確定了“我”此后具體的科學研究范圍的話，那么在高中階段完成的第一個實驗則更多地磨礪了作者的意志，養成了他的堅韌品質。

　　這中間有多少困難、多少阻礙他都沒有細說，但是他卻明確表示他身上具備有“年輕人不被世俗觀念所約束而畏葸不前”的特點，因此，他在父母親的支持下，本著執著和探索的精神，奉獻出自己的整個圣誕假期和所有的業余時間，終于建造出了他的電子感應加速器。

　　文章盡管只具體寫了兩個階段的三個事件，但是在他走向科學探索的過程中卻突出表現了一個科學工作者所必須具備的基本素質：想象力(鯉魚世界幻想)、好奇心(愛因斯坦未完成的論文)、探索精神(思考和大量查閱資料)和實驗精神(制造電子感應加速器)。

　　同時他的成長經歷也給我們普通人以深刻的啟示：任何人要想成功都離不開大膽的想象、懷疑和猜測，不能固步自封;興趣在人的成長過程中是不可或缺的，但要達到成功的彼岸離不了堅定的信念、堅持不懈的努力。這或許正是作者要告訴我們后輩的，希望大家能踏著...