一名物理學家的教育歷程教學設計

一名物理學家的教育歷程教學設計

作為一名教學工作者，就不得不需要編寫教學設計，教學設計是連線基礎理論與實踐的橋樑，對於教學理論與實踐的緊密結合具有溝通作用。那麼什麼樣的教學設計才是好的呢？下面是小編收集整理的一名物理學家的教育歷程教學設計 ，歡迎大家借鑑與參考，希望對大家有所幫助。

一名物理學家的教育歷程教學設計 1

學習目標：

1.掌握運用一定的閱讀技巧，提高閱讀能力。

2.感悟科學精神，從中獲取未來自己成長的啟示。

3.培養學生相關科學精神。

重點：

1.運用一定的閱讀技巧，梳理文章內容；

2.理解“教育”的內涵，領會科學精神，獲取自己成長的啟示。

3.激發想象，培養學生相關科學精神。

難點：

理解“教育”內涵，具體把握三件經歷對作者成長的教育作用，以及三件事之間的內在聯絡。

課時安排：一課時。

教學過程：

一、匯入

1.錢學森之問：為什麼我們的學校總是培養不出傑出的人才？

2.作者及相關文體知識簡介

加來道雄

科普文章

自讀課文

二、感知文章內容

歷程三件事：1.觀魚的遐想

2.探索愛因斯坦未竟事業

3.做實驗建立原子對撞機

三、閱讀探究

1.分組探討三件事對作者的教育作用，初步瞭解文中的科學精神。

2.建設性地回答錢學森之問。

3.把握三件事的內在聯絡，認清科學探索的過程，理解諸多科學精神的整體作用。

四、課堂延伸拓展

分享想象故事，激發想象力，培養一種最基本的科學精神。

五、小結

六、佈置作業

完成課時作業13的閱讀題。

一名物理學家的教育歷程教學設計 2

教學目標

一、知識教育目標

引導學生從生活出發，瞭解科學、認識科學。

二、能力培養目標

引導學生以“教育歷程”為重點，探討其中表現的思想內涵。

三、德育滲透目標

引導學生體會科學精神。

重點、難點及解決辦法

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。相關知識教師有所瞭解，能幫助教學課文即可，不必教授給學生。

課時安排

1課時

教學步驟

一、匯入新課

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，瞭解科學、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，畢業於美國哈佛大學，獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位，後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，並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，並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，“我決定要對這一祕密刨根問底”，也表現了他有毅力有恆心的性格，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，裝配必需的硬體裝置”，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”。

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麼特點？

【明確】本文佈局謀篇重點突出，詳略得當。在整體上，作者並沒有從童年到國小到國中到高中，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”，並不旁及其他成長的經驗；在區域性上，如高中階段，作者看了許多統一場理論方面的書，並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，這裡肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一筆帶過，重點放在製造“自己的原子對撞機”上，其中具體的資料敘述得很詳盡，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，並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侷限性，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。探尋自然的奧祕，對真正的科學工作者來說，是和自然做的近似於捉迷藏的“遊戲”，也是人生的“境界”。“遊戲”使他們樂此不疲，充滿激情，不受外界的誘惑和干擾；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，就不能得到基本資料，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建立黑洞理論，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”——它們以神祕的“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“奇蹟”，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麼？

【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’裡度過”，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……”，是因為他們只願意承認“那些看得見摸得著的事物”，不肯改變思考問題的方式。（3）“不能在實驗室裡便利地驗證”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】課文中閱讀多維空間歷險故事和統一場理論書籍兩小段內容，對“教育歷程”的敘述有什麼作用？

【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，要有耐力和恆心等等，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。

佈置作業

完成“研討與練習一、二”。

一名物理學家的教育歷程教學設計 3

教學目標

語言建構與運用感受文字的語言張力，在對文字內容進行分析的基礎把握文章的主題。

思維發展與提升通過對文章的閱讀，感受語言邏輯思維之美，開闊視野，提高學生的語言表達能力。

審美鑑賞與創造引導學生從文字出發，通過對文字的分析來感知科學精神的偉大。

文化傳承與理解體會感知中國醫學的博大精深，體會醫學研究精神，感悟踐行人類命運共同體的信念；引導學生從生活出發，瞭解科學、認識科學。

教學重點以文字為基礎，通過對內容的分析，探討其中表現的思想內涵。

教學難點探討文字表現的思想內涵，引導學生體會科學精神。

教學過程

一、匯入新課

1.同學們，在我們小的時候，常常會談及未來的理想，那時候我們常常無畏地說：“我要做一名科學家”，可是隨著年齡的增長，我們很少有人再說了，這是為什麼呢？因為我們逐漸明白成為一名科學家是極其艱難的。那麼怎樣才能成為一名科學家呢？今天我們就通過著名的理論物理學教授加來道雄的文章《一名物理學家的教育歷程》得到點啟發吧！

2.作者加來道雄，美籍日裔物理學家，畢業於美國哈佛大學，獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位，後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、整體感知

1.自讀課文：文章可分為幾個部分？文中“童年的兩件趣事”是什麼？除了這兩個趣事，作者還寫了成長中什麼事例？

2.字詞檢測。（見課件）

3.把握課文內容，梳理課文思路。

文中“童年的兩件趣事”：鯉魚世界的幻想；愛因斯坦故事。成長中主要謝了建立實驗室的事例。

全文可分為三部分：

第一部分（第1段）：全文總綱，點明後面的寫作內容。

第二部分（2—11段）：主要敘述作者對鯉魚世界的遐想。

第三部分（第12—18段）：主要介紹了作者對愛因斯坦未竟事業的嚮往。

三、品讀鑑賞

1.“鯉魚科學家”對“世界”的認識是怎樣的？

參考提示：⑴“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”——它們以神祕的“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“奇蹟”，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”。

2.作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明什麼？

參考提示：“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’裡度過”，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……”，是因為他們只願意承認“那些看得見摸得著的事物”，不肯改變思考問題的方式。（3）“不能在實驗室裡便利地驗證”的理論，他們就加以“鄙視”，表現出思想上的保守和固執。

3.對愛因斯坦未竟事業的嚮往，是怎樣啟迪作者走上科學探索的道路的呢？

參考提示：對愛因斯坦未竟事業的嚮往，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。

四、合作探究

本文三個主要部分，並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？

參考提示：

（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侷限性，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，就不能得到基本資料，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。

五、任務坐實

1.屠呦呦和加來道雄的獻身科學的故事給你什麼啟示？成為一名科學家需要那些素質？請你舉出幾個和作者成長曆程相似的科學家？

參考提示：兩人進行艱苦枯燥的工作，體現了他們對科學的熱愛以及踏實的精神品質，告訴我們：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。

2.通過兩篇文章的學習，你覺得閱讀科學類知識性讀物文章的閱讀應該抓住哪些要領？

篩選整合文章關鍵資訊；

用結構分析法來快速閱讀文章和梳理文章的主旨；

善於發現人物身上的閃光點；

學習人物的優秀品質，激發自己的科學興趣；

……

一名物理學家的教育歷程教學設計 4

一、教學目標與核心素養

語言建構與運用：積累文中的重點字音字形和成語。

思維發展與提升：以教育歷程為重點，探討其中表現的思想內涵。

審美鑑賞與創造：賞析文章語言的嚴謹、準確的特徵，學習作者深入淺出介紹科學原理的寫作方法。

文化傳承與理解：學習作者所具備的科學品質，領會想象和興趣對科學研究的重要意義。

二、教學重難點

1、教學重點

瞭解科學發現的過程，感受科學發現的樂趣。

三、教學過程

1、匯入新課

“不忘初心，牢記使命“，在物慾縱橫的現代化時代，你還是否記得自己童年時對於未來最美好的期盼？有多少人，在懵懂無知時，明眸皓目中閃爍著滿滿的對科學的期待。這顆科學的種子，有的正在生根發芽，有的暫時滋養於心靈的土壤。今天，我們一-起走進一位科學家的成長時代，感悟那份對科學的熱情。

2、寫作背景

“平行宇宙”是指在已知宇宙之外還可能存在的相似的其他宇宙。有學者描述平行宇宙時用了這樣的比喻：它們可能處於同一空間體系，但時間體系不同，就好像同在一條鐵路線上疾馳的先後兩列火車；它們有可能處於同時間體系，但空間體系不同，就好像同時行駛在立交橋上下兩層通道中的小汽車。“多維空間”理論認為，我們所認識的世界簡單與複雜，與我們所選擇的空間維數有關。在一個維空間中，只能容納點和線的運動；在一個二維空間中，已經可以有面的存在，只有三維空間，才允許有運動的立體物。這立體的存在物可以是生命體，也可以是物體。但三維空間並不是可以容納一切的，有些更高的存在很可能不是三維空間的框架所能容納的。即使加上時間，構成四維時空，也還是有一些現象不能說明。

3、作者介紹

加來道雄，和族，科學家，1947年（丁亥年）1月24日出生於美國加利福尼亞州聖何塞。科學暢銷書作者，美國著名高等學府加州大學伯克利分校（UCBerke1ey）物理學博士、紐約城市大學研究生中心的理論物理學教授，超弦理論的專家。

加來道雄的著作都廣受讚譽，《構想未來》《超越愛因斯坦和超空間》《平行宇宙》均被《紐約時報》和《華盛頓郵報》提名為當年的最佳科學讀物之一。他主持著一檔全美國聯網的科學廣播節目，還在<曉聞熱線入《60分鐘》《早安美國》以及《拉里.金直播線上》之類的全美國性電視節目中亮相。

4、題目解說

明確：題記的種類包括：闡發式、詮釋題目式、點明題旨式、總領全文式、設喻寓理式

本文題記的作用：提示下文是在介紹有關科學的觀點

5、層次結構

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，並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。

第一部分（第1段）：交代童年的兩件趣事，（兩件趣事，一是對鯉魚世界的遐想，一是對愛因斯坦未競事業的嚮往。）極大地豐富了作者對世界的理解力，並且引導作者走上成為一名理論物理學家的歷程。

第二部分（第2-11段）：主要敘述作者對鯉魚世界的遐想。

第三部分（第12-18段）：主要介紹了作者對愛因斯坦未競事業的嚮往。

6、全文分析

1、本文在材料處理上有什麼特點？

本文佈局謀篇重點突出，詳略得當。在整體上，作者並沒有從童年到國小到國中到高中，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”，並不旁及其他成長的經驗；在區域性上，如高中階段，作者看了許多統一場理論方面的書，並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，這裡肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一筆帶過，重點放在製造“自己的原子對撞機”上，其中具體的資料敘述得很詳盡，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、本文體現了怎樣的科學精神？

本文三個主要部分，並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侷限性，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。探尋自然的奧祕，對真正的科學工作者來說，是和自然做的近似於捉迷藏的“遊戲”，也是人生的“境界”。“遊戲”使他們樂此不疲，充滿激情，不受外界的誘感和干擾；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，就不能得到基本資料，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建立黑洞理論，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、“鯉魚科學家"對“世界”的認識是怎樣的？

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”——它們以神祕的“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“奇蹟”，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、作者對鯉魚世界的遐想意義：作者對鯉魚世界是怎樣遐想的？

作者猜測鯉魚是怎樣觀察它們周圍的世界的，由此作者想象出有“鯉魚科學家們”，它們的思想以及它們有過奇妙的經歷等等。這種遐想給予作者的意義是充分挖掘了他的好奇心和發揮了想象力，並且他保持了這樣奇特的想像力，也由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎。

5、作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明什麼？

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’裡度過”，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...”是因為他們只願意承認“那些看得見摸得著的事物”，不肯改變思考問題的方式。

（3）“不能在實驗室裡便利地驗證”的理論，他們就加以“鄙視”，表現出思想上的保守和固執。

6、作者建立實驗室的事例，對我們現實生活有怎樣的意義？

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，要有耐力和恆心等等，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。

四、佈置作業

以“讀《一名物理學家的教育歷程》有感”為題，寫一篇400字左右的小作文。