《一名物学家的教育历程》名师导学案(统编版高一必修下)
中学语文教学资源网 → 语文教案 → 导学案 2021-03-19 手机版


 第一课时

【学习主题】 

1、体会加来道雄所说的怀疑精神、兴趣、毅力等基本精神品质对人成长的作用；

2、以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵；

3、养成正确的科学观，明确兴趣在学习过程中的重要作用

【自主学习】

一、走近作者 

加来道雄，是当今高能物理和理论物理学中超弦理论的发明者之一。美籍日裔理论物理学家，获加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位，后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有《超越爱因斯坦》(与特雷纳合著)、《量子场论》、《超弦导论》。 

二、相关知识

为了更好地理解课文，我们需要了解一些相关的理论物理学知识：

（1）统一场论

根据现代物理学知识，将我们的宇宙结合起来的力有四种：引力、电磁力、强核力和弱核力。物理学家运用量子力学，已经把后三种力统一起来（美籍华裔物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨一米尔斯场理论，解决了这一问题，被称为“标准模型”。但是这一理论因为计算繁复无比而让人头疼），但是引力仍然游离在外。爱因斯坦毕终生之力想寻求四种力的统一，建立一个大一统的理论，最终也没有实现。

（2）高维空间

现代理论物理学认为，统一四种力的前景，在于高维空间（如十维或更高）理论的确立。比如对于古人来讲，风暴是怎样产生的，风暴会袭击什么地方，什么时候袭来，什么时候结束，他们是一无所知的，因为他们生活在平坦的大地上，只能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察，即使有简单的预报，也都是靠经验来推测的。现在有了气象卫星，从太空这样三维角度观察地球，在地面上看来神秘莫测的风暴被看得一清二楚，可以精准地预报风暴的动向。同样，理论物理学家认为，传统的四维（空间三维加上时间）理论太“小”，不能解释宇宙中的四种力。当他们超越四维而在更高维（如十维或更高）中寻求统一这四种力时，就能得到一种简单、漂亮的解决模型（科学家认为宇宙应该是简单、合谐的）。

高维空间理论认为，宇宙大爆炸后10-43秒，十维宇宙分解成四维宇宙和六维宇宙，四维宇宙暴胀，经过近一百五十亿年，演变成今天我们生活的宇宙。大爆炸后10-35秒，大统一力分开。但是高维空间理论很难在实验室中得到证实，因为要模拟当时的环境，需要的能量太大，根本无法做到，所以现在高维空间理论只能是“理论”。

三、成语积累

（1）细枝末节：比喻事情或问题的细小而无关紧要的部分 

（2）自鸣得意：自以为了不起，表示很得意

（3）在所不辞：决不推辞  

（4）遐想：悠远的思索或想象   

（5）杜撰：没有根据地编造，虚构

（6）怪诞：荒诞离奇古怪

（7）畏葸不前：畏惧，害怕

五、梳理文本

1.本文题为“一名物理学家的教育历程”，文章通过记述作者在自己成长过程中起了重大作用的两件童年趣事，说明了他成为理论物理学家的成长历程。阅读全文，完成下表（整体感知）

课    题 段    落 段 落 大 意 结    构

一名物理学家

的教育历程 第1段 总

第 2 ～  11  段    分

第 12 ～ 18  段  

2．本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵阅读全文，说说从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要？

六、尝试运用思维导图梳理文章结构：

【学生活动】

[文本探究一]

重点阅读文章第二段至第九段，回答以下问题

1．在第二段中说“在那静静的时刻，我充满了无限的遐想”。其中“我”遐想的主要内容是什么？第二段在节选的这部分中起什么作用？

2．作者设想的那个被抓出水池的鲤鱼“科学家”看到了怎样的“我们”？

3．请你总结一下，作者设想的鲤鱼“科学家”是怎样认识鱼池以外的世界的？

4．由鲤鱼对人类世界认识的无知，你受到什么启示？

重点阅读文章第十二段至第十四段，回答以下问题：

5．选文第二段中说“这种记忆到现在仍然温暖如春”，“这种记忆”是指什么？为什么会“温暖如春”？

6．选文第二段中说“不久我就知道这个故事比任何的神秘谋杀故事更加激动人心”，爱因斯坦是作者迷恋崇拜的对象，这里作者将爱因斯坦的故事和谋杀故事相比，你认为是否合适？请说明理由。

7．如何理解“我决定要对这一秘密刨根究底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞”的含意？ 

8、结合文章，联系自己的实际，说说兴趣对志向有怎样的影响。

[文本探究二] 

1．本文题目为“一名物理学家的教育历程”，既为历程，一般当以时间为序，从小学到初中到高中再到大学来写。那为什么本文只选取童年两件趣事和高中建立实验室的事件来写呢？ 

2． 对自然界的好奇和科学探究的热情洋溢在整篇文章中，请从文中找出几个具体语句。 

【总结反思】

【课堂检测】

1．下列词语中加点的字，注音有误的一项是（　）

A.璀璨（càn）　　斑斓（lán）　　撒手人寰（huán)

B.目眩（xuàn）　　畏葸（sī）　　孜孜不倦（zī)

C.怪诞（dàn)　　　湮没（yān)　　自鸣得意（míng )

D.遐想（xiá）　　杜撰（zhuàn）　惊诧不已（chà)

2.下列各句中，加点的成语使用不恰当的一句是（　）

A.关于李自成的传说，有不少地方是混合着穷苦百姓的感情和希望，真实的事情未必都被众人知道，而传说的故事未必不含着虚构的、添枝加叶的地方。

B.虽然李刚劣迹斑斑，但瑕不掩瑜，我们还应该看到他为人仗义的一面。

C.对各种自然灾害不能麻痹大意，必须在战术上重视，必须未雨绸缪，防微杜渐。

D.“崇尚科学文明，反对迷信愚昧”图片展，将伪科学暴露得淋漓尽致，使观众深受教育。

3．下列各句无语病的一句是（　）

A.上网的诱惑无法令现代人拒绝，但昂贵的网上消费又使网迷们痛心不已。

B.只要把自己所学的知识同企业的发展、国家的振兴结合起来，知识就不愁有用武之地。

C.摩托罗拉研发中心成立以来，不断研制开发新产品、新技术、新工艺，取得了骄人的成绩。

D.联合国曾将90年代定为减少自然灾害的10年，以期通过世界各国人民的共同努力减少自然灾害给人类带来的痛苦。

4.依次填入下面横线处的句子，与上下文衔接最恰当的一组是（　）

我想象那弓影高耸的枫桥，桥下是潺潺的流水，桥畔停泊着一二客船。　　假如在月落乌啼的寒夜会霜风如削，星星渔火闪烁在江面，钟声如缕，悠悠从水面飘来叩醒舟人的客梦。

①那云水苍茫，烟波浩渺的一片秋江，　　②那一片秋江云水苍茫，烟波浩渺，

③夕阳的影里沿江的红树沉醉着；　　　　④沿江的红树沉醉在夕阳的影里；

⑤寒山寺的梵宇，矗立在丛树之间。　　　⑥丛树之间矗立着寒山寺的梵宇。

A.①③⑤　　　B.②④⑥　　　C.①④⑥　　　D.②④⑤

阅读下面的文字，完成1一4题。

1990年9月，美国批准了世界上首个基因治疗方案。从此，世界各国掀起了研究基因治疗的热潮。值得提出的是，无论哪一种基因治疗目前都处于初期的临床试验阶段，均没有稳定的疗效和完全的安全性。可以说，在没有完全解开人类基因组的运转机制、充分了解基因机制和疾病的分子机理之前，进行基因治疗是相当危险的。

1999年9月，一位18岁的美国青年在接受基因治疗时不幸死亡，成为被报道的首例死于基因治疗的患者。2002年，法国包括一名3岁男孩在内的11名儿童同时接受了基因治疗，4月，这次试验性的基因治疗获得成功，所有患儿状况良好，而且表现出具有正常免疫力的迹象。但没过多久，医疗专家查出这名3岁儿童突然在基因治疗宣告成功后患上了某种类似白血病的癌症，有关专家认为这是由基因治疗引起的。这立刻引起各国的广泛关注。在这次医疗试验中，用于治疗疾病的基因被包裹进经修饰的逆转录酶病毒载体，然后再进入患者细胞中与DNA结合。虽这些病毒载体经过处理，可以防止感染，但科学家还无法控制病毒载体在DNA上的插入位置。所以，长久以来就有人担心，病毒载体会破坏重要的基因，导致“插入型突变”。如果被破坏的基因是负责调控细胞生长和分裂的，就会产生癌症。但是，也有一些专家认为，用逆转录酶病毒载体的基因治疗都是在近几年进行的，所以并不能排除有些病人今后发生癌症的可能。此前进行的多次基因治疗中，也使用了逆转录酶病毒载体，所有

的患者都没有发生类似的问题。从长远来看，因插入变异会不断带来治疗风险，基因治疗专家必须考虑是否应该放弃现有的逆转录酶病毒载体，而使用其他非插入型载体，如腺病毒、疱疹病毒等。但是，也可以通过改造逆转酶病毒以减少插入变异的风险。一种比较可行的办法就是给载体安上“自杀”基因。例如，在载体中加入一种对那些抗病毒药物比较敏感的基因，当医生发现在逆转录酶病毒的作用下正常细胞可能转化为癌细胞时，就使用特定的抗病毒药物，那些“自杀”基因在这些药物的作用下让病毒“自杀”，这样就可将癌症消灭在萌芽阶段。

尽管科学家在不断尝试更成熟的基因治疗方法，但是目前的基因治疗还必须使用一些不够完善的技术。专家们指出，法国的这个医疗事件只是一个特例。在这次试验治疗中使用的逆转录酶病毒载体已经使用了十几年，只是最近才出现了不良反应。因此医疗专家们指出，不要因为个别的悲剧而排斥基因治疗，其实基因治疗的好处远远大于其弊端，它让那些用传统的医疗手段无法治愈的疾病患者看到了希望。与其远离基因治疗，不如从失败中吸取教训，更加深入地认识风险，从而帮助医生们在未来更好地预测和防止类似事件的发生。

　    （原载（（科学画报》2003年第10期。有删改）

5.下列对第一段中画线句子的理解，不正确的一项是（　）

A.目前的基因治疗是在不了解基因内部机制和疾病分子机理的情况下进行的，也就没有令人满意的疗效和安全性。

B.人类目前对自身基因和有关疾病的研究成果，还不足以保证目前的基因治疗能达到人们所预想的疗效和安全性。

C.基因治疗是一项复杂的工程，现有的技术条件的限制，决定了它目前还停留在临床试验阶段，手术风险相当高。

D.人类对自身基因和相关疾病的研究，目前还没有达到很理想的水平，所进行的基因治疗也就难免存在较高危险。

6.下列对第二自然段有关内容的理解，正确的一项是（　）

A.尽管存有争论，但有关的专家还是坚持认为，正是治疗过程中的人为技术操作不当，最终导致了法国基因试验的失败。

B.由于科学家到目前为止，还不能将用于治疗疾病的基因准确地插入逆转录酶病毒载体中，所以这起试验并未取得成功。

C.虽然还不能确定那位3岁男童的死因，但可以肯定的是，利用逆转录酶病毒载体插入DNA的基因治疗办法是行不通的。

D.迄今为止，科学家还没有找到控制经过处理的病毒载体插入DNA的位置的有效方法，现阶段基因治疗的风险是很高的。

7.下列理解不符合原文意思的一项是（　）

A.基因治疗的研究和试验已经进行了十几年，尽管其好处远大于其弊端，但近年基因治疗中出现的死亡个案，还是引起了科学家们的关注和反思。

B.一旦插入DNA的逆转录酶病毒载体破坏了负责调控细胞生长和分裂的基因，就很有可能使正常细胞转化为癌细胞，导致基因治疗的失败。

C.专家们通过给逆转录酶病毒载体植入对抗病毒药物比较敏感的基因，找到了避免因逆转录酶病毒载体插入变异而导致癌症的比较可行的方法。

D.目前的基因治疗全都处于临床试验期，还必须使用一些有待完善的技术，若想取得稳定的疗效和完全的安全性，仍需要科学家们的不断努力。

8．根据原文提供的信息，以下推断不正确的一项是（　）

A.目前使用逆转录酶病毒载体所进行的基因治疗试验并未成熟，人类对自身的基因和疾病的研究还要继续深化。

B.当人类基因的奥秘被真正解开的时候，基因治疗将获得更可靠的疗效和安全性，人们也就不再反对基因治疗。

C.比起传统的医疗手段来，基因治疗有着更广阔的前景，它对诸如癌症、心脏病等奇难杂症的治疗将更具效果。

D.随着科学家们的不懈努力和科技的发展，基因治疗将会给21世纪的医学带来革命性的变化，为人类的健康造福。

一名物理学家的教育历程 导学案 答案 第一课时

【自主学习】

五、梳理文本

1.本文题为“一名物理学家的教育历程”，文章通过记述作者在自己成长过程中起了重大作用的两件童年趣事，说明了他成为理论物理学家的成长历程。阅读全文，完成下表（整体感知）

课    题 段    落 段 落 大 意 结    构

一名物理学家

的教育历程 第1段 总提两件趣事对“我”的教育作用 总

第 2 ～  11  段  由对鲤鱼世界的遐想推知人类认识的局限  分

第 12 ～ 18  段  对爱因斯坦未竟事业的向往与研究

2．本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵阅读全文，说说从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要？

（1）想像力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力作者正是从对鲤鱼世界的想像中，认识到人类观察空间的局限性，间接感悟到高维空间存在的可能由感性的想像上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神   

（2）乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的探寻自然的奥秘，对真正的科学工作者来说，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏”，也是人生的“境界”“游戏”使他们乐此不疲，充满激情，不受外界的诱惑和干扰；而“境界”使他们不顾功利，不畏强权，只求真理   

（3）实验精神：丁肇中说过：“现代学术的基础就是实地的探察，就是我们现在所谓的实验”“科学发展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的”（《应有格物致知精神》）有了想像力，有了乐趣，那只是成为科学家的最基础的因素，不去踏踏实实地做实验，就不能得到基本数据，假说就不能确立一味地空想，不去做基础工作，不可能达到真理的彼岸作者从事的高维空间理论，虽然还停留在纸面上，但是科学家们已经在做许多基础的实验工作，努力使理论得到证明即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论，也要有数学和天体物理学的实验基础，也不是空想出来的

六、尝试运用思维导图梳理文章结构：

【学生活动】

[文本探究一]

重点阅读文章第二段至第九段，回答以下问题

1．在第二段中说“在那静静的时刻，我充满了无限的遐想”。其中“我”遐想的主要内容是什么？第二段在节选的这部分中起什么作用？

明确：“我”遐想的主要内容是：水池中的鲤鱼怎样观察它们周围的世界。第二段在节选的这部分中起总领作用。

2．作者设想的那个被抓出水池的鲤鱼“科学家”看到了怎样的“我们”？

明确：鲤鱼“科学家”看到我们这种生物一点儿也不像鱼，没有鳍，但还是能够运动。

3．请你总结一下，作者设想的鲤鱼“科学家”是怎样认识鱼池以外的世界的？

明确：(1)鲤鱼“科学家”对那些提出在睡莲之外还存在有另外一个平行世界的鱼冷嘲热讽。

(2)它们认为雨对睡莲的冲刷是一种看不见的神秘力在起作用。

(3)被抓出水池后认识到熟悉的自然规律不再适合自己的世界。

4．由鲤鱼对人类世界认识的无知，你受到什么启示？

明确：由鱼认识外部世界的局限性，可以推知我们人类对宇宙认识的局限性，我们人类对平行宇宙或多维空间的学习与研究，还有很长的路要走。

重点阅读文章第十二段至第十四段，回答以下问题：

5．选文第二段中说“这种记忆到现在仍然温暖如春”，“这种记忆”是指什么？为什么会“温暖如春”？

明确：“这种记忆”是指“我花了好多时间静静阅读我能够找到的关于这个伟人和他的理论的每一本书”。说它“温暖如春”，是因为作者一开始便被爱因斯坦的故事迷住了，阅读他的书，是为了寻找答案，童年时的作者对科学充满了强烈的好奇心和浓厚的兴趣，并享受到了求知带来的无穷乐趣。

6．选文第二段中说“不久我就知道这个故事比任何的神秘谋杀故事更加激动人心”，爱因斯坦是作者迷恋崇拜的对象，这里作者将爱因斯坦的故事和谋杀故事相比，你认为是否合适？请说明理由。

明确：我认为合适。因为这是从孩子的角度来看问题，在孩子眼中，谋杀故事无疑是最具有激动人心的力量的，在此将爱因斯坦的故事和谋杀故事相比，更能突出强调爱因斯坦的故事对作者的强大吸引力，所以说用得很合适。

7．如何理解“我决定要对这一秘密刨根究底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞”的含意？ 

明确：这句话说明了两层含意。一是理论物理学家工作的艰苦。作者认为，理论物理学家的工作是抽象、枯燥的，受实验条件的限制，自己的学说很难得到实验的证明，甚至可能到死也得不到成就。这样的人必须耐得住寂寞，必须有奉献精神。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。二是作者对爱因斯坦的研究课题产生了浓厚的强烈的执著的兴趣，并为此树立了自己的终生志向。 

8、结合文章，联系自己的实际，说说兴趣对志向有怎样的影响。

明确：(示例)从文中来看，爱因斯坦的故事引起了作者的强烈持久的兴趣，并促使他树立了研究相关课题的远大坚定的志向。结合我个人实际来看，我对历史非常感兴趣，它让我树立了一个志向：做一个历史学家或者考古学家。因此我认为，兴趣对一个人的志向有着直接的正面的并且是巨大的促进作用。

[文本探究二] 

1．本文题目为“一名物理学家的教育历程”，既为历程，一般当以时间为序，从小学到初中到高中再到大学来写。那为什么本文只选取童年两件趣事和高中建立实验室的事件来写呢？ 

明确：在作者这位物理学家教育历程中一定有很多值得写的事件，但本文不仅仅是简单地向大家讲述其成长故事的，它有着深刻的科学内涵。在作者看来，想象力、兴趣和实验精神对科学家的成长成功而言，是至关重要的。所以作者便打破常规方式，只选择三个能够很好体现这三层内涵的事件来写。

2． 对自然界的好奇和科学探究的热情洋溢在整篇文章中，请从文中找出几个具体语句。 

明确：①我想，它们的世界一定奇妙无比！②我曾想，如果从池水中抓出一个鲤鱼“科学家”，事情会怎样呢？③他未完成的工作是什么？他桌上的论文的内容是什么？……④我决定要对这一秘密刨根究底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。 

【课堂检测】

1．B      2.B   3．A      4.A

5.A（画线句的意思是基因治疗是一项复杂的工作，人类目前对自身基因和有关疾病的研究，还没有达到很理想的水平，还不足以保证目前的基因治疗能达到人们所预想的疗效和安全性。而A项中说 “目前的基因治疗是在不了解基因内部机制和疾病分子机理的情况下进行的”，说法过于绝对，因而不正确。）

6. D(A项中“正是治疗过程中的人为技术操作不当，最终导致了法国基因试验的失败”，在原文中没有这方面的内容，所以不正确；B项中“还不能将用于治疗疾病的基因准确地插入逆转录酶病毒载体中”，说法不对。原文中是“无法控制病毒载体在DNA上的插入位置”，因而也不正确；C项说法过于绝对，第二段中说：“也可以通过改造逆转录酶病毒以减少插入变异的风险”，并没有说“利用逆转录酶病毒载体插入DNA的基因治疗办法是行不通的”，所以也不正确。）

7. C(C项说的内容只是专家们的设想，还没有试验成功，所以这个说法不正确。）

8．B（B项中说“当人类基因的奥秘被真正解开的时候，基因治疗将获得更可靠的疗效和安全性，人们也就不再反对基因治疗”，这个说法过于绝对。因为还没有到那种地步，是否是可靠和安全，人们反对不反对，现在都无法推断，所以不正确。） 

侯晓旭

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