一、内容与解析
《一名物理学家的教育历程》是日裔理论物理学家加来道雄的作品，文章没有像前面的科普作家一样向我们介绍大量的科学知识，而是通过对童年的两件对自己启发很大的事情的追溯，告诉了我们走上科学道路的一些必备因素(敢于怀疑、对事物充满兴趣，做事有毅力等)，全文的思路很清晰，主要是围绕两件事展开，学生更容易从文章结构上去把握文章内容，通过学习此类课文，我们期盼学生从中能够学到的是科学的学习方法和思维习惯。同时，由于学生作文中经常会出现题记，在这里我们就可以结合课文来系统地学习一下有关题记的知识。
二、教学目标及解析
(一)教学目标
1.了解文中所谈的一些物理学理论问题，如宇宙平行理论、多维空间理论。
2.引导学生从生活出发，了解科学、认识科学。
3.分析文章的结构，探讨“教育历程”表现的思想内涵。
4.学习作者对科学深入探索的精神。
(二)解析
学习本文须从文章结构上去把握文章，让学生从中能够学到的是科学的学习方法和思维习惯。
三、问题诊断分析
这篇课文涉及一些宏观宇宙学的理论，为了更好地理解课文，需要让学生了解一些相关的理论物理学知识，如统一场论、高维空间等的概念。
四、教学支持条件分析
运用多媒体，展示图片。
五、教学过程
1课时
一、导语设计
成为一位科学家是无数有志青年的梦想，对物理的探究更是许多年轻的学子孜孜以求的，我们来看一下加来道雄的成长道路，或许能得到一些启发。
(板书)一名物理学家的教育历程
二、文本解读
知识积累
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—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、和谐的)。
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、信息筛选
整体把握
(一)请同学们快速阅读全文。
归纳概括每个自然段的意思并分段。
明确：正文前有一句爱因斯坦的话，这是加来道雄的座右铭，也是他走上科学道路的指路明灯，表明他的追求。
全文共分三部分。
第一部分(第1段)，是全文的纲，只有一句话，非常简洁，点明后面写作的内容。
第二部分(第2—11段)，童年时的第一件趣事：对鲤鱼世界的遐想。
第三部分(第12—18段)，童年时的第二件趣事：对爱因斯坦未竟事业的向往。
(二)提问：本文的结构安排有何特点?
明确：文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，因此，叙述的顺序主要是历时性的。但是，作者开头就说“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程。”而“童年的两件趣事”作为文章的主要内容，又是共时性的叙述。这样的结构安排，使文章既脉络清楚，又重点突出。
(三)提问：本文在材料处理上有什么特点?
明确：本文布局谋篇重点突出，详略得当。在整体上，作者并没有从童年到小学到初中到高中，按时间顺序叙事，而是通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例，突出他成长为一名“物理学家”的“教育历程”，并不旁及其他成长的经验;在局部上，如高中阶段，作者看了许多统一场理论方面的书，并常常去斯坦福大学的物理图书馆，相关的理论书籍是怎样启发、引导他研究的，这里肯定有许多精彩的故事，但是作者只是一笔带过，重点放在制造自己的原子对撞机上，其中具体的数据叙述得很详尽，让人体会到作者严谨、踏实的性格，以及内在的成为物理学家所需要的基本素质。
四、合作探究
对两件事的深入探讨
(一)苏轼说过“不识庐山真面目，只缘身在此山中”，物理学家的理论也许过于艰深，但其中的道理和日常生活中的体验是相通的。
问题1：“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的?
明确：主要有以下几点：(1)“水池之外看不见的世界没有科学意义。”(2)“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”——它们以“神秘的力”来掩饰自己的无知。(3)“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。(4)“鲤鱼科学家”的“传奇故事”，真实地证明另一个世界的存在，而它们却认为是胡说八道，荒谬绝伦，违背了它们的“自然规律”。
问题2：作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么?
明确：说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。(1)人类一生就在自己的池子里度过，只要超出人类的理解力的自然存在，人类就拒绝承认。(2)“科学家发明像力这样一些概念……”，是因为人类只愿意承认那些看得见摸得着的事物，不肯改变思考问题的方式。(3)“不能在实验室里便利地验证”的理论，人类就加以“鄙视”，表现出思想上的保守和固执。
(二)你是否对自然界有过好奇心呢?是否也产生了对科学的兴趣?对爱因斯坦未竟的事业的向往，是怎样启迪作者走上了科学探索道路的呢?试思考以下问题。
问题3：作者说“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”。在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人?
明确：理论物理学家的工作是抽象、枯燥的，受实验条件限制，自己的学说很难得到实验的验证，甚至可能到死也得不到成功。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。
问题4：作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义?
明确：科学是建立在基础实验之上的，科学理论要经过实验的检验才能得到论证。实验不是简单的操作，要有理论的指导，要有实验的设计，要有策划组织能力，要有耐力和恒心等等，实验考验的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是重视理论，轻视基础实验，表现为动手能力和实践能力差，思想上浮躁，急功近利。对教育而言，重知识，轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪。
(三)总结提问：课文中阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，对“教育历程”的叙述有什么作用?
明确：课文的重点是童年趣事和建立实验室，这几个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来了。而夹杂其中的两个小事例，主要起补充和衔接作用。历险故事加深作者对高维空间的想象，激发兴趣;而阅读统一场理论书籍，既表现高中阶段作者的求知热情，也衔接起由理论到实验的探究过程。
总结：作者在文中指出在童年有两件事大大丰富了他对世界的理解力，并且引导他成为一个理论物理学家的历程，这两件事给他的启示是：大胆的想象、怀疑和猜测，不要故步自封，兴趣在人的成长过程中是不可缺少的，但要到达成功的彼岸离不了坚定的信念、坚持不懈的努力，这或许就是作者要告诉我们后辈的。
五、方法点拨
有关题记的研讨学习
在正文开始之前，作者引用了爱因斯坦的一段话，原文的意思大家都能理解，我们也知道这叫做题记，现在同学们也喜欢用题记来点缀自己的作文，在这里我们结合课文来谈谈题记的写法和作用。
1.借鉴课文
先请学生谈谈课文中引用这个题记的作用。
明确：作者一开始引用爱因斯坦的科学观，旨在提示下文是在介绍有关科学的观点。
2.在写作过程中能够巧妙贴切地书写题记，不仅可以开宗明义，给阅卷人耳目一新的感觉，而且能先声夺人，具有韵味深远、包蕴题旨等特点，从而达到“浓缩言语动人心，未成曲调先有情”的最佳效果，成为应试作文中得分的亮点。从近几年高考满分作文看，采用题记形式的占一定比例。那么作文中的题记有哪些种类、有何作用呢?
明确：写题记可以采用阐发话题式、诠释题目式、点明题旨式、总领全文式、设喻寓理式等几种形式。
①阐发话题式:就是用简练的语言对所给话题材料加以概括和浓缩，并找到一个最佳切入点加以深层次阐述。
吉林一考生的满分作文《漫谈“感情”“认知”》的题记是：“同是对‘修墙’‘防盗’的预见，却产生‘聪明’或‘被怀疑’的结果。‘感情’竟能如此地左右着‘认知’，心的小舟啊，在文化的河流中求索。”这个题记通过对材料的简单解释，将“感情”与“认知”二者的关系诠释得非常明白，也点明了作者的态度和议论的中心。
②诠释题目式:所拟题目一般都具有深刻性特点，运用题记形式对题目进行巧妙而又全面的诠释。
云南一考生的满分作文《与你同行》的题记是：“他们一路同行，一个汲着水，一个负着火，形影相随。在他们携手共进时，就产生了智慧。”这个题记形象而深刻地对“与你同行”这个题目进行了解释，言简意赅，表明了考生对感情和理智关系的认识。
③点明题旨式:在题记里用最简约的文字，告知阅卷人写作本文的用意，展示出立意和主旨。
河南一考生的满分作文《认识美丽》的题记是：“请别以为哪个最漂亮，哪个就是您的孩子。”作者以童话的形式写作高考作文，以拟人的手法，讲述了“乌鸦送饭”“迟来的午饭”“政治课”三个小故事，而“请别以为哪个最漂亮，哪个就是您的孩子”这个题记就十分直白地表达了对“感情亲疏与对事物的认知”二者关系的看法，十分切合题意。
④总领全文式:所写题记从大处着眼，从总体上对全文加以总领和驾驭，使阅卷人对所写文章有一个完整而又清晰的认识。
山西一考生的满分作文《眼睛》的题记是：“距离没了，心更近了，认识深了。”这句话对全文来说具有提纲挈领的作用，正文就是围绕题记展开。
⑤设喻寓理式:设喻具有化抽象为具体、变单调为生动的特点，而在具体和生动的设喻中蕴涵着深刻而又独到的见解。
浙江一考生的满分作文《我心依旧》的题记是，“鱼说：你看不见我流泪，因为我在水里;水说：我能感觉你流泪，因为你在我心里。”这两句话采用比喻的形式，富有哲理，寓意深刻，让人过目不忘。
六、分析鉴赏
文章中体现的科学精神
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，可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。
(1)想象力：科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想象中，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。由感性的想象上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。
(2)乐趣：科学不应该是枯燥的，而应该是充满乐趣的。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》)有了想象力，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。
七、课堂小结
一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪，希望大家能够踏着他的脚步，一步一步取得进步!
板书设计
童年 青年 (成年)
鲤鱼世界的幻想(想象)
基本结构 →实验 → (理论物理学家)
爱因斯坦故事(理论)
科学精神 想象力 乐趣 实验精神