陜西省佛坪縣中學 王寶杰
教學目標
知識與能力:
1.了解有關宇宙學的一些知識;
2.了解演講稿的一些特點。
過程與方法:
3.學習舉辦科普講座,以提高講座的科學性、規范性;
4.通過和本單元前面的課文進行比較,提高比較閱讀的能力。
情感態度與價值觀:
5.通過本文的學習,培養學生幽默的語言風格,激發學生對宇宙奧秘的探索熱情。
教學重點、難點
重點:
了解有關宇宙學的一些知識和演講稿的一些特點。
難點:
通過和本單元前面的課文進行比較,提高比較閱讀的能力。
課時安排:1課時
教學步驟
一、趣味導入:今天,我們來探討一個有趣的話題--
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。
ァ〈笤莢誥嘟50億年前,太陽形成。
大約在距今46億年前,地球形成。
ァ∮鈧婕絳膨脹,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。フ餼褪譴蟊炸宇宙的基本理論。
《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。
二、題解:
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》。
三、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。霍金后來在相對論、“大爆炸”和黑洞等領域取得了突出的研究成果。霍金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。霍金被確診患病已三十多年,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。霍金現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。
(提醒學生:可積累很好的作文素材或論據。如--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。)
四、學生帶著下列問題閱讀課文:(多媒體顯示)
1、霍金對宇宙未來的預言主要有哪些觀點?
2、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?
3、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?
4、對宇宙的未來,作者以為是可以預測呢,還是不可以預測?
5、體會這篇演講詞的語言特點是什么?
五、學生討論、交流上述問題,教師指導、點撥、評價、歸納、明確。
1、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。
2、明確:作者先從古代的巫術和近代的宗教預言談起,是為了引出話題,說明從科學的角度談論宇宙的未來是非常嚴肅的事,科學有別于宗教的地方是它的求實精神,前者是有科學根據的,是運用天體物理學理論進行的科學推測,科學預言;而后者是沒有科學根據可言的。--其實,從上面的題目就可知道,人類社會的未來根本就是無法預言的,因為方程是混沌的,所以巫師、宗教預言家對人類社會的預言注定就是荒唐的。
3、明確:宇宙中存在暗物質“一個證據來自于螺旋星系”,“必須存在某種看不見的物質形式,其引力吸引足以把這些旋轉的星系牢牢抓住”;“另一個證據來自于星系團”,“要不是引力吸引把星系抓到一起,這些星系團就會飛散開去……所以,在星系團中我們觀測到的星系以外必須存在額外的暗物質”。
作者為了說明現在的宇宙密度可能就在臨界狀態,列舉了兩種假說,“一種是所謂的人擇原理”,另一種是“極早期宇宙的暴漲理論”。
4、明確:歸根到底,宇宙的未來只有兩種命運:繼續膨脹,或可能收縮。這取決于宇宙現有的密度,所以,科學家在沒有稱算出宇宙的重量之前,不得不承認“宇宙實際上是處在刀鋒上”,所以要繼承巫師或預言家的傳統:“兩方下賭注,以保萬無一失。”
5、體會這篇演講詞的語言特點。
幽默風趣。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,兩方下賭注,以保萬無一失。”
再如:①“……這些日期使股票市場下瀉。雖然它使我百思不解,為何世界的終結會使人愿意用股票來換錢,假定你在世界末日什么也帶不走的話。”這句話讓人在笑聲中悟到人類自身的某些缺陷和某些思維誤區。②“據說,1844年是第二次回歸的開始,但是首先要數出獲救者名單。只有數完了名單,審判日才降臨到那些不列在名單上的人。幸運的是,數人名看來要花很長的時間。”這句話幽默中含著揶揄和諷刺,揭露了宗教預言師的荒謬,表現了對方屢測屢敗卻又想方設法自圓其說的尷尬與可笑。③“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,兩方下賭注,以保萬無一失。”聽眾明知作者做的是科學的預言,和巫師他們完全不同,可作者卻有意將自己降為他們的同類,一是說明自己恰好也有兩種預測,二是順勢又對他們進行嘲諷。這種智慧的表達既帶來了輕松愉悅的氣氛,又大大增加了自己與聽眾的親和力。
六、作業:
課文中霍金對宇宙未來的預言,你怎么看?(老師鼓勵學生發表有創見的觀點,只要態度科學,能自圓其說即可。 )
(解說:設計該題旨在引導學生獨立思考,培養獨立的人格,同時也培養獨立的科學精神。學生可以暢所欲言,比如認為霍金的觀點只是一家之言,只是一種推測,無法得到證實,他和愛因斯坦的相對論一樣,雖然都很偉大,但都只是一種理論,一種思想,缺少科學的實證,因此也都沒能獲得需要實證的諾貝爾獎。其他科學家站在另外的角度來思考來假設,或許會有不同的結論,不同的發現。所以青少年對霍金的觀點可以學習,可以接受,但不能迷信,不能束縛自己的思維。)
王寶杰