《宇宙的未來》優秀教學設計

2021-02-05 教學設計

　　［導學新概念］

　　宇宙是怎樣誕生的它從何而來又向哪里去斯蒂芬·霍金教授寫的《時間簡史》給了我們這樣的回答：

　　我們現在生活的宇宙有自己的歷史起點，它大約誕生于150億年前，那時，宇宙只是一個點，不占有空間，也沒有時間的概念。在這一點發生了大爆炸，時間和空間從此開始，物質開始形成。

　　最初，宇宙的溫度極高，隨著時間的推移，空間越來越大，溫度越來越低，宇宙中的能量與物質不斷發生復雜的反應，逐漸形成星系。

　　空間繼續擴大、膨脹，直到今天，宇宙仍然在膨脹之中

　　大約在距今50億年前，太陽形成。

　　大約在距今46億年前，地球形成

　　宇宙繼續膨脹，將來也會膨脹，也許在膨脹到一定程度后，宇宙開始收縮，可能會收縮成一個點，一個不占有空間的點。到那時，時間結束。到底會不會這樣，現在還說不定。

　　大爆炸之前是怎么回事，不知道。永遠也無法知道這就是大爆炸宇宙的基本理論。

　　《時間簡史》出版于1988年，《宇宙的未來》是斯蒂芬·霍金1991年在劍橋大學的一次講演錄。本文重點是談作者對宇宙的未來作出的科學預言，閱讀時要準確地篩選出這些預言的觀點和支撐這些觀點的材料。同時，還應該體會這篇講演在語言上的幽默特點。

　　［資料顯示屏］

　　《時間簡史》出版（1988年）后，劍橋的應用數學和理論物理系的氣氛有了微妙的變化，不斷有世界各地的報刊的記者要求訪問霍金，在以后的兩年時間里，電視臺工作人員不時地占用大樓，他們要為這位世界上最著名的科學家拍一部有關他生活的記錄片。在不同的國家用不同的語言反復講述同一故事：霍金如何憑著自己的勇敢克服了身體的殘疾成為科學的巨人和新聞媒介的英雄。一批又一批的新聞記者訪問了霍金在西爾弗大街那凌亂的辦公室，并和這位公眾新近的英雄度過激動人心的時刻。

　　——《斯蒂芬·霍金的科學生涯》（英）

　　在中文里，“宇”是“上下四方”的意思，表示空間；“宙”是“古往今來”的意思，表示時間。宇宙的歷史，就是空間在時間上發展的過程，斯蒂芬·霍金以時間為序，研究我們所處的這個宇宙誕生、發展，以及它將來可能的狀況，因此，他把自己的書稱作《時間簡史》，實際上就是《宇宙簡史》。

　　——《少年版世界名人傳記·霍金傳》

　　斯蒂芬·霍金的工作是令人驚嘆的，可是有著如此偉大發現的人，卻是一個身患肌萎縮癥的病人，除了思想，他幾乎全身不能動彈，不能說話，頭向前垂落。正因為這點，他更加引起全世界人們的關注和尊敬。在他開始患病時，他意識到自己的生命行將結束，于是抓緊時間，全心投入，誰也沒想到他不僅活了下來，而且成果累累。他的成功，當然離不開他的天才，但那種不向厄運低頭的精神，是沒有人不敬佩的。由此可見，人的'精神力量是難以想象的，一個人要有精神，一個民族也要依靠精神，精神的力量往往可以超越世上難以逾越的障礙。

　　——洪偉

　　［教學設計ABC］

　　設計A

　　一、導語設計

　　1．可以從普通人對我們賴以生存的地球的關注導入，引出科學家對無限廣闊的宇宙的關注，從而引出霍金的《宇宙的未來》。（這樣導入意在強調科學家的責任感）

　　2可以從閱讀科技論文和科技說明文的目的（了解觀點，獲取知識）導入，直截了當地切入本文的基本觀點。（這樣導入意在突出科技論文的閱讀方法）

　　以上兩種導入都要直接切入文章的主體部分，不必分析全文結構。

　　二、過程設計

　　1過程：學生閱讀、討論、交流，教師指導、點撥、歸納。

　　2方法：學生——自由討論式，教師——點撥引導式。

　　3歸納：霍金對宇宙未來的預言主要有以下一些觀點：

　　（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。

　　4體會這篇演講詞幽默風趣的語言特點。

　　作為一篇關于宇宙未來的演講詞，本文的大量篇幅是較為嚴肅的科學話題，運用了好多專業術語，容易使人感到沉悶。但是霍金的聰明之處在于他運用了許多幽默風趣的語言，使得這樣一篇旨在說明科學道理的學術演講，讓人能夠在一種輕松愉快的氣氛中認真聽下去。這樣的語言是很多的，例如：“幸運的是，數人名看來要花很長的時間。”“你在實際上不可能預測出來數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”“即便宇宙將要坍縮，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。”“如果暴漲理論是正確的，則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預言者的良好傳統，兩方下賭，以保萬無一失。”

　　設計B

　　一、導語設計

　　同設計A

　　二、過程設計

　　1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。

　　2⒈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。

　　3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。”

　　設計C

　　在學生讀完文章大致清楚所寫內容之后，可設計幾個問題，做較為深入的分析。