陕西省佛坪县中学 王宝杰
【教学目标】
知识与能力：
1、快速阅读，整体把握文章内容。
过程与方法：
3、引导学生从生活出发，了解科学、认识科学。
4、引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。
情感态度与价值观：
5、激发学生感悟科学精神，培育强烈的求知欲望，塑造勇于探寻实践的创新精神。
【教学重点】
以快速进行阅读，从整体上对文章内容予以把握，去理解作者针对童年之时有趣事情的回忆，对于未来科学方面专门的研究来讲所具备的意义跟影响，这是本文学习的重点之所在。
【难点及解决办法】
很难想像的是，高维空间对于普通人而言怎样，这或许会造成学生学习课文的难点，以及理解课文内容的难点。教师，对相关知识是有所了解的，概括介绍一下就能够帮助课文教学了，不必教授给学生。
【课时安排】
1课时
【教学教程】
一、导入新课：
同学们，年纪小之时，常常会说起未来理想，那时无畏讲：“我要当一名科学家”，然而随着年岁增加，鲜少有人再提，这是因何呢？因渐渐晓得成为一名科学家具极大难度。那么如何方可成为一名科学家呢？当我于互联网之上搜索“如何成为一名科学家”这个词条之际，还发觉了这般一个留言，“我的理想乃是成为一名物理学家”，然而上了大学之后，我开端清醒地认知到，原来自身压根就不清楚该于哪些方面去努力，又该如何去做？”照此看来，我们着实得好好探究一番成为一名科学家所需怎样的教育历程了，今日我们便经由著名的理论物理学教授加来道雄的文章《一名物理学家的教育历程》获取些启发吧！
二、作者简介：
加来道雄物理学史初中，是美籍日裔的物理学家，他毕业于美国的哈佛大学，获得了加利福尼亚大学伯克利分校的哲学博士学位，之后担任纽约市立大学城市学院理论物理学教授，其主要著作有《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著），还有《量子场论》以及《超弦导论》。
三、讲授课文内容：
1．文章特点
(1)结构
文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，因此，叙述的顺序基本是历时性的，然而，作者开篇便讲“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程”，而“童年的两件趣事”当作文章的主要内容 ，又是共时性的叙述，这般的结构安排，让文章既脉络清晰，又重点显著。结构如图：
小时候的那段时光，处于青少年阶段的日子，（步入成年后的时期）。
鲤鱼世界的幻想(想像)
→实验 → (理论物理学家)
爱因斯坦故事(理论)
(2)内容
②每个人都对自然怀有好奇之心，都凭借自身所喜爱的那种形式去寻觅自然的“谜底”，然而大多数人通常是直接去探寻自然本身的，可作者却是从人的观察视角方面，去反思人类针对宇宙的认知状况。表面看起来作者在少年时期的思维是超越同龄人的，实际上仅仅是他充分施展了自己的想象力，而且还维持着这种十分奇特的想象力，借助于此奠定了他对于高维空间理论进行探究的基础。
②作者在少年时期接触到了爱因斯坦的“未竟事业”，这激发了他的探究兴趣。他之所以会感到“激动人心”，是由于他将爱因斯坦的理论当作一个“侦探故事”去进行阅读、探究，而这极其契合少年的心理。另外，“我决定要对这一秘密刨根问底”，这也展现了他存有毅力与恒心的性格，而这是成为科学家的基本素质。
③高中时代的时候，本应当是“在棒球场或者篮球场玩耍”，去尽情享受青春年华的，然而作者却“找遍周边地区数量众多的电子仓库”，去装配必需的硬件设备，接着在“学校的足球场中缠绕长达22英里长的铜线”，亲自动手建设实验室，以此来验证爱因斯坦理论，还去探究反物质。作者开展这样艰苦又枯燥的工作，体现出了他对科学的热爱，以及踏实的性格，显露出了一个科学工作者的潜能。
从①②直至③，我们能够清晰地瞧见作者的“教育历程”，以及“教育内容”。
(3)详略
本文布局谋篇重点突出，详略得当。从整体而言，作者并非依照从童年起始，历经小学、初中，再到高中这样的时间先后顺序来叙事，而是借助童年阶段的两件饶有趣味之事，以及高中时期建立实验室的实例，以此突显他成长为一名“物理学家”的“教育历程”，并未涉及其他成长方面的经验；就局部来讲比方在高中这个阶段，作者阅读了众多关于统一场理论的书籍，还时常前往斯坦福大学的物理图书馆，那些相关的理论书籍究竟是怎样对他的研究起到启发以及引导作用的，这里必定存在诸多精彩的故事，然而作者仅仅只是简单提及，重点置于制造“自己的原子对撞机”上，其中具体的数据描述得极为详尽，使人领略到作者严谨、踏实的性格，以及其内在具备成为物理学家所需的基本素养。
2．本文蕴涵的科学精神：
本文存在三个主要部分，这三个主要部分，并不仅仅是单纯地去叙述成长的故事，而是具备着深刻的科学精神内涵，从这当中能够看到哪些方面的“教育”，对于成为优秀科学家而言最为重要。
(1)科学需求想像力，想像力可带来创造力，作者于对鲤鱼世界的想像里认识到人类观察空间的局限性，且以感性的想像上升到理性的创造，体现创新意识与探索精神，于其间间接感悟到高维空间存在的可能性。
(2)乐趣在于，科学并非应当是枯燥乏味的，相反，科学应当是充满乐趣可寻的。在于探寻自然之中的奥秘，对于那位真正的科学工作者而言，这是与自然所进行的类似于捉迷藏一般的“游戏”，同时这也是属于人生的一种“境界”。这种“游戏”致使他们乐不思蜀，始终充满激情，能够做到不受外界抛出诱惑以及干扰；而那种“境界”推动他们不在乎功利之事，勇敢无畏强权之压，仅仅一心只求真理。
(3)实验精神物理学史初中，丁肇中讲过，“现代学术的基础是实地的探察，那是我们如今所说的实验。”“科学发展的历史表明，新的知识只能经由实地实验获取，并非靠自我检讨或哲理清谈就能求得。”(《应有格物致知精神》，有了想象力，有了乐趣，这只是成为科学家的最基本因素，不去认真地做实验，就无法得到基本数据，假说就无法确立。一味地空想，不做基础工作，不可能抵达真理的彼岸。从事高维空间理论研究者，虽其理论尚停留于纸面，然而科学家们已然开展诸多基础实验工作，致力于使该理论得以证明。即便像霍金那般凭借睿智头脑创建黑洞理论者，亦需具备数学与天体物理学的实验基础，绝非凭空想象而来。
3、补充相关知识
为了更好地理解课文，我们需要了解一些相关的理论物理学知识：
（1）统一场论
我们的宇宙，依据现代物理学知识，结合起来的力存在四种，分别是引力、电磁力、强核力以及弱核力。物理学家借助量子力学，将后三种力统一起来了，美籍华裔物理学家杨振宁与其学生米尔斯提出杨一米尔斯场理论，解决了此问题，该理论被称作“标准模型”，不过这一理论因计算极为繁复而令人颇感头疼。然而，引力依旧处于游离状态。爱因斯坦穷尽毕生精力，试图探寻四种力的统一，构建一个大一统的理论，最终却并未达成。
（2）高维空间
按照现代理论物理学的观点，统一四种力的走向，在于高维空间（像是十维或者更高维度）理论得以确立的情况。就像对于古时候的人们而言，风暴究竟是如何生成的，风暴会对哪些地方展开袭击，风暴究竟在何时降临，风暴又会在何时终止，他们是全然不知晓的，原因在于他们生活于平坦的大地之上，仅仅能够凭借肉眼从近乎二维平面的视角进行观察，就算存在简单的预报，也都是依靠经验去进行推测的。现今有了气象卫星，从如同太空这般的三维视角去观察地球，于地面上看起来神秘得难以捉摸的风暴，是被看得清清楚楚的，能够精确地预报风暴的走向，同样，理论物理学家觉得，传统的四维，也就是空间三维加上时间这一理论太过“渺小”，无法对宇宙中的四种力作出解释，当他们跨越四维而在更高维度，比如十维或者更高维度当中去探寻统一这四种力的时候，便能够获得一种简单且漂亮的解决模型，科学家认为宇宙理应是简单且和谐的。
宇宙大爆炸后10 - 43秒时，高维空间理论表明，十维宇宙分解为四维宇宙与六维宇宙，之后该四维宇宙暴胀，历经近一百五十亿年，演变成如今我们所生活的宇宙，大爆炸后续10 - 35秒之际，大统一力分开，然而高维空间理论在实验室中极难得到证实，原因在于要模拟当时的环境，所需能量太过巨大，根本就无法达成，故而当前高维空间理论仅仅只能是“理论”。
四、思考巩固：全部安排为学生活动。
1、文章重点讲述作者在教育历程中的哪几个典型片段。
一件趣事是，对鲤鱼所处世界展开遐想，另一件趣事是，对爱因斯坦尚未完成的事业怀有向往。
2、请同学们去思考，这几件事情是以怎样的方式启迪作者从而走上科学探究的道路的，并且它对于作者的成才又是发挥了什么样的作用呢？
有一个提示，一件事有无趣，在于一个人针对事情的情感跟态度，作者打小就喜好思考问题，擅长观察事物，还能够透过现象去深入探究事物的本质，于是乎，对于鲤鱼在水中游动这种现象，对于老师所讲的一个探索宇宙本质的科学家的故事，他就展现出了格外的兴趣钓鱼网，或许，在一般人眼中，这两件事都极为平常，然而，兴趣是最佳的老师，对自然、对生命饱含兴趣与激情。是什么使得作者在年纪尚小的时候，便对科学范畴之内的众多事物，产生出了极为浓厚的兴趣呢，而且在高中那个阶段，他还成功地搭建起了属于自己的实验室，自那之后，便踏上了科学探究的前行路途。
3、为何作者能够取得成就呢，除了自小就对科学研究怀有浓厚的兴趣，以及怀揣着勇于积极实践的求索精神之外，还存在着一个最为关键的、绝对不可或缺的、相当可贵的品质，它是什么呢？
他具备一种能力，这种能力能让他越过一般世人难以越过的世俗束缚，进而大胆开展科学实验，正因这种蕴含敢于挑战且勇于实践特性的精神，才使得他的科学研究迈向了正确的途径，有了良好的走向。
4、读过作者所能找到的，所有跟爱因斯坦及其理论相关的书籍后，作者表示：“我决意要对这一秘密追根溯源，哪怕为此必定要成为一名理论物理学家也绝不退缩。”。
这句话语之中的“这一秘密”究竟所指的是什么呢 ，“纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞”这句话的深刻内涵到底是什么呢。
提及“这一秘密”，那是爱因斯坦的故事给作者留下的悬念，其一，他未完成的工作是什么，其二，他桌上论文的内容是什么，其三，什么问题会这般难以解决却又极为重要，以至于值得他把有生之年投入到这种研究里，若用一句话来概括，便是，“爱因斯坦一生探究的到底是啥问题？”。
纵然，那一句话，从表面上去瞧，好似是一种幽默，是为了弄明白自身所想弄清楚的，即上帝是怎样构建了这个世界的，以及这个世界的内在规律，作者迫不得已要成为一名理论物理学家；实际上呢，作者所要着重表明的是，要探究宇宙的本质，必定得付出艰苦的劳作，而自身为了追寻真理，即便再艰辛也务必奋身前行。所以，这句话展现出了一位追求真理的科学家的执着精神以及坚强意志。
五、教师总结：
成为一名科学家必须具备的条件：
想象力--兴趣 --专业知识学习-- 探究创新精神
六、讨论交流：
指导学生回想并探讨，各自童年时期，针对自然或者动物世界所产生的，各种各样的奇思妙想。（围绕《动物的游戏之谜》）
当我们确定了自己的兴趣以及爱好以后，付诸实践与否，是否拥有明确的人生规划，所遭遇的困难又是怎样的呢？那我们究竟该做些才行呢？
七、迁移扩展