人教版《一名物理學家的教育歷程》教案設計

導語：教案設計要以學生爲目標，儘可能使學生可以高效率地接受，理解知識點，同時也能使教學過程有條不紊地進行。下面和小編一起來看看人教版《一名物理學家的教育歷程》教案設計。希望對大家有所幫助。

【學習目標】

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”爲重點，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。

【知識鏈接】

一、作者介紹

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、相關知識

爲了更好地理解課文，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，已經把後三種力統一起來（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，被稱爲“標準模型”。但是這一理論因爲計算繁複無比而讓人頭疼），但是引力仍然遊離在外。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

現代理論物理學認爲，統一四種力的前景，在於高維空間（如十維或更高）理論的確立。比如對於古人來講，風暴是怎樣產生的，風暴會襲擊什麼地方，什麼時候襲來，什麼時候結束，他們是一無所知的，因爲他們生活在平坦的大地上，只能靠肉眼從近似於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，在地面上看來神祕莫測的風暴被看得一清二楚，可以精準地預報風暴的動向。同樣，理論物理學家認爲，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（科學家認爲宇宙應該是簡單、合諧的）。

高維空間理論認爲，宇宙大爆炸後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。大爆炸後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，因爲要模擬當時的環境，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”。

【自主學習】

1．本文的基本結構

2．本文的基本內容

【合作探究】

1．【提問】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”對成爲優秀科學家最爲重要？

2．【提問】作者說“我決定要對這一問題刨根問底，縱然爲此而必須成爲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？

3．【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？