《一名物理学家的教育历程》导学案
一、学习目标
1. 知识与能力目标
? 了解作者加来道雄及其作品，掌握文中重要的字词和科学术语。
? 梳理文章结构，把握作者的教育历程和科学探索过程。
2. 过程与方法目标
? 学习作者从生活中发现问题、思考问题并解决问题的科学思维方法。
? 通过分析文本，体会文章叙事与科学知识、科学精神相结合的写作特色。
3. 情感态度与价值观目标
? 感受作者对科学的浓厚兴趣和执着追求的精神，激发自身对科学的探索热情。
? 认识到想象力、好奇心和实验精神在科学研究中的重要性，培养自身的科学素养。
二、知识链接
4. 作者简介
加来道雄，美籍日裔物理学家，毕业于美国哈佛大学，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。他是当今高能物理和理论物理学中超弦理论的发明者之一。加来道雄著作颇丰，主要有《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著）、《量子场论》、《超弦导论》等。他还是一位科普作家，以通俗易懂的语言向大众介绍前沿科学知识，其作品《超越时空》《平行宇宙》等深受读者喜爱，在科学与公众之间架起了一座沟通的桥梁。他还主持过多个电视节目，因其在科学和科幻之间的卓越贡献，在2021年获得了亚瑟?克拉克终身成就奖。
5. 背景介绍
宇宙科学一直是人类探索的重要领域，从古希腊时期人们就开始思考世界的构成。20世纪，爱因斯坦提出的相对论将人类对世界的认知从现实世界的三维扩展到宇宙空间的四维，是一项具有里程碑意义的成就。然而，相对论并不能解释所有的现象。当今世界，对宇宙本源的探索逐渐分为宏观和微观两个方向。宏观方向致力于探究宇宙的奥秘，如宇宙的起源、演化等；微观方向则专注于追寻世界的本源，如物质的基本组成、微观粒子的运动规律等。在探索过程中，如何选择正确的方向，是否需要将两者完美结合，或者是否存在其他途径来解决宇宙本源的难题，都需要人类付出艰辛的努力并运用正确的思维方式。本文作者加来道雄正是在这样的科学探索大背景下，回顾自己的教育历程，分享他是如何走上理论物理学家之路的。
6. 相关科学理论知识
? 统一场论：爱因斯坦毕其一生之力想寻求引力、电磁力、强核力和弱核力四种力的统一，建立一个大一统的理论，但最终未能实现。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，成功将电磁力、强核力和弱核力统一起来，被称为“标准模型”。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。
? 高维空间理论：该理论认为宇宙大爆炸后10??3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。从太空三维角度观察地球，能更清晰地了解地球上的风暴等现象。当科学家超越四维在更高维（如十维或更高）中寻求统一四种力时，有望得到一种简单、和谐的解决模型，因为科学家普遍认为宇宙应该是简单、和谐的。但高维空间理论很难在实验室中得到证实，因为模拟当时的环境需要巨大的能量，目前无法实现，所以高维空间理论现阶段只能停留在理论层面。
三、预习检测
7. 给下列加点字注音
? 斑斓（）杜撰（）惊诧（）怪诞（）贪婪（）
? 自鸣得意（）湮没（）畏葸不前（）撒手人寰（）
8. 解释下列词语
? 杜撰：
? 自鸣得意：
? 遐想：
? 怪诞：
? 畏葸不前：
9. 文学常识填空
《一名物理学家的教育历程》的作者是______，籍______裔物理学家，他的主要著作有、______、______等。
四、文本研读
10. 整体感知
? 文章可以分为几个部分？每个部分的主要内容是什么？
? 明确：文章可以分为三个部分。
? 第一部分（第1段）：统领全文，指出童年的两件趣事对“我”成长为一名理论物理学家起到了引导作用。
? 第二部分（第2-11段）：主要叙述作者对鲤鱼世界的遐想，包括鲤鱼“科学家”对世界的认识以及作者由此引发的对人类认知局限性的思考。
? 第三部分（第12-18段）：主要介绍作者对爱因斯坦未竟事业的向往，以及自己建立实验室、进行实验的过程。
11. 深入探究
? 鲤鱼“科学家”对“世界”的认识是怎样的？这一认识说明了什么？
? 鲤鱼“科学家”对“世界”的认识主要有以下几点：
? “水池之外看不见的世界没有科学意义”。
? “它们为睡莲能够自己运动而困惑不解”——它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。
? 鲤鱼“科学家”的“消失”和“重现”——鲤鱼们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。
? 鲤鱼“科学家”的“传奇故事”，真实地证明了另一个世界的存在，而鲤鱼们却认为是“胡说八道”，荒谬绝伦，违背了它们