《宇宙的未來》的教案

2024-10-07

《宇宙的未來》的教案

　　《宇宙的未來》的教案

　　教學目標

　　一、知識與技能

　　1.了解有關宇宙學的一些知識;

　　2.了解演演講的一些特點。

　　3. 引導學生體會這篇講演幽默的語言風格，提高自己的思維和語言表達能力

　　二、情感態度與價值觀

　　通過本文的學習，激發學生對宇宙奧秘的探索熱情。

　　三、過程與方法

　　運用多媒體使學生系統的掌握相關知識

　　教學重點

　　1.了解有關宇宙學的一些知識;

　　2.了解演講稿的一些特點。

　　教學難點：

　　引導學生體會這篇講演幽默的語言風格，提高自己的思維和語言表達能力

　　課時安排

　　1課時

　　教學步驟

　　一.導入新課

　　在當今世界的自然科學領域，能夠和愛因斯坦比肩的人物恐怕應當首推史蒂芬·霍金了，他不但做出了輝煌的科學成就，其堅強的意志品質也深深地感染著我們，我們今天就來學習他的一篇演說辭《宇宙的未來》(板書課題)。

　　仰望燦爛的星空，我們會肅然起敬，產生無窮無盡的聯想和想像。從古到今，人們對于宇宙的猜測和探索從來也沒有停止過。如屈原在《天問》里就發出了一系列的探問：“遂古之初，誰傳道之?上下未形，何由考之?……九天之際，安放安屬?隅隈多有，誰知其數?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?”中國古代的宇宙學有渾天說、蓋天說、宣夜說等，西方有日心說、地心說等。然而直到20世紀誕生現代宇宙學，人們對宇宙的認識才有了根本性的突破。本文作者是當代著名的理論物理學家，他以“宇宙的未來”這樣玄而又玄的話題在劍橋大學作講演，對我們認識宇宙有哪些啟示呢?

　　2.作者簡介

　　史蒂芬·霍金是繼阿爾伯特·愛因斯坦之后最杰出的物理學家。霍金1942年出生于英國牛津，先后就讀于牛津大學和劍橋大學，學習數學、物理學和宇宙學。1963年，霍金經診斷得了肌萎縮性側索硬化癥。這種病會引起肌肉萎縮，導致癱瘓;說話會越來越困難，直至完全喪失語言能力;患者通常因并發肺炎或窒息而死亡。不過，患者的思維能力包括記憶能力不受影響。醫生告訴霍金他最多只能活兩年。在經歷了一段短暫的失望和沮喪后，霍金又開始了他的宇宙學研究�；艚鸷髞碓谙鄬φ�、“大爆炸”和黑洞等領域取得了突出的研究成果�；艚�1988年出版的宇宙學著作《時間簡史：從大爆炸到黑洞》，是一部里程碑式的暢銷書�；艚鸨淮_診患病已三十多年，但他仍孜孜于宇宙起源的理論研究，仍在為大統一理論而耕耘不已�；艚瓞F任劍橋大學盧卡斯數學教授，這也是牛頓爵士曾擔任過的職位。

　　三、重點、難點的學習與目標達成過程

　　1. 霍金對宇宙未來的預言主要有哪些觀點?

　　(1)宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關，如果平均密度小于某個臨界值，它就會永遠膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結。

　　(2)在螺旋星系和星系團中應該存在有某種看不見的暗物質，它的引力吸引足以把高速旋轉的星系牢牢抓住，不至于使這些星系或星系團飛散開去。

　　(3)如果宇宙繼續膨脹下去，五十億年后，太陽將耗盡它的核燃料，變成一顆白矮星。在大約一百億年后，具有太陽質量的恒星將變成白矮星或中子星，具有更大質量的恒星會變成黑洞。

　　(4)黑洞中粒子的速度有可能超過光速逃出黑洞，只要有足夠長的時間，巨大的黑洞也可以“蒸發”掉。

　　(5)在星系或星系團之外，應該存在有足夠的暗物質，這些暗物質能使密度達到臨界值，從而可能會使宇宙最終坍縮。但這個時間肯定在一百五十億年之后。

　　2. 初讀課文，找出一些關鍵詞語，把握文章大意。

　　從標題和開頭都可以看出文章要談的是對宇宙未來的預測，初讀文章就應該找出與這一預測有剮的關鍵詞語，最重要的應該有兩個：“膨脹”與“坍縮”，然后進一步找到與這兩個詞相剮聯的其他關鍵詞：“平均密度”和“暗物質”，即可基本把握文章大意。

　　3. 細讀課文，弄清這些關鍵詞語之間的關系，把握作者的觀點。

　　作者的觀點是：宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關，如果平均密度小于某個臨界值，唆就會永遠膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結。事實上，現在的密度似乎非常接近與把坍縮和無限膨脹區分開來的臨界密度。但宇宙的未來是膨脹還是坍縮，仍尚難定論。

　　4. 抓住生動的比喻，理解作者的觀點。

　　在闡明科學道理的時候，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。如：“例如，如果你稍微改變一下你旋轉賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財�！�

　　四、研讀課文，討論問題(學生組成學習小組討論)

　　1、文章內容是談對宇宙未來的預測，為什么開篇卻談巫師預言的尷尬、宗教預言的失敗?

　�。涸谥v演的開頭，作者就指出，預言將來是非常困難的，預言宇宙的將來尤其困難。雖然如此，科學家對此仍然滿懷信心。課文第2段，作者卻話題一轉，考察起預言的歷史。提及預言，人們會不由自主地想到古代的巫術。女巫用“毒藥或火山溢出的氣體”把自己“弄得精神恍惚”，不過是為了增加一點兒神秘色彩，“而真正的技巧在于解釋”。近代宗教預言也是這樣，不斷用新的解釋來掩飾預言的失敗，如“首先要數出獲救者名單”等。那么，科學家的預言是不是也像古代的預言家一樣是一時的“騙術”呢?作者指出，“科學預言也許并不比那些巫師或預言家的更可靠些”，比如對天氣預報、對“極端條件下物體的精確的定律”，以及對大腦的工作機制等，都還缺乏準確的判斷。但是，“宇宙在非常大的尺度下的未來”，還是可以預言的。

　　2、作者說將宇宙中的暗物質考慮在內，也遠遠達不到宇宙重新坍縮的臨界密度，據此則可預言宇宙會繼續無限地膨脹下去，為什么后文又說宇宙最終可能會坍縮?

　�。侯A言宇宙的未來，“關鍵問題在于：平均密度是多少?如果它比臨界值小，宇宙就將永遠膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮”。

　　3、對宇宙的未來，作者以為是可以預測呢，還是不可以預測?

　�。河钪嬷械木植窟\動也許會出現混沌狀態，但宇宙在大尺度上是可以預測的。宇宙正在高速膨脹，其他星系正在飛速離我們遠去。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”，因為如果宇宙的膨脹率和平均密度不均勻，來自宇宙各個方向的宇宙微波背景輻射溫度就不會如此一致。“這表明，宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的。因此我們可以預言宇宙遙遠的未來�！�

　　五、演講的特點

　　(學生發言、老師總結)

　　：1、生動的導引

　　這篇科技論文是演講辭，具有演講的特點。預言宇宙的未來，雖然是一個嚴肅的科學話題。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和近代的宗教預言談起，既增加了趣味性，又深化了講演的主題──在與巫術的對比中，更顯出了科學的求實精神。

　　2、嚴謹的推理

　　作為一篇科學演講，其最終目的是讓人信服。本文嚴謹的推理，增強了說服力。宇宙雖然復雜，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的關鍵，然而，確定這一點非常不易。演講者從可見物質談到暗物質，從成熟的理論談到科學假說，把問題講得透徹明白。沒有作出一個明確的預言，也說明了演講者嚴謹的科學態度。

　　3、幽默的語言

　　演講是面對面的交流，這種交流是單向的，如果不注意演講的語言藝術，就達不到最佳的表達效果。這篇演講語言幽默，創造出一種輕松愉快的氣氛，使所論述的問題更易于為聽眾接受。如，文中有一段話說：“我比其他的末日預言者更占便宜。即使宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預言，它至少在一百億年內不會停止膨脹。我預料那時自己不會留在世上被證明是錯的�！币越沂咀约骸白运健钡男睦肀硎居哪�，同時傳達出重要的信息：宇宙“至少在一百億年內不會停止膨脹”。

　　六、布置作業

　　完成“研討與練習一、二”。

　　七、反思

　　通過本文的學習，激發了學生對宇宙奧秘的探索熱情。

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