人教版高二上冊語文《宇宙的未來》教案

　　教學目標

一、知識教育目標

1．瞭解有關宇宙學的一些知識；

2．瞭解演講稿的一些特點。

二、能力培養目標

1．學習舉辦科普講座，以提高講座的科學性、規範性；

2．通過和本單元前面的課文進行比較，提高比較閱讀的能力。

三、德育滲透目標

通過本文的學習，激發學生對宇宙奧祕的探索熱情。

　　教學重難點

重點：

1．瞭解有關宇宙學的一些知識；

2．瞭解演講稿的一些特點。

難點：

1．學習舉辦科普講座，以提高講座的科學性、規範性；

2．通過和本單元前面的課文進行比較，提高比較閱讀的能力。

　　教學過程

一、明確目標

1．瞭解有關宇宙學的一些知識；

2．瞭解演講稿的一些特點。

3．通過和本單元前面的課文進行比較，提高比較閱讀的能力。

二、整體感知

1．導入新課

在當今世界的自然科學領域，能夠和愛因斯坦比肩的人物恐怕應當首推史蒂芬·霍金了，他不但做出了輝煌的科學成就，其堅強的意志品質也深深地感染着我們，我們今天就來學習他的一篇演說辭《宇宙的未來》（板書課題）。

仰望燦爛的星空，我們會肅然起敬，產生無窮無盡的聯想和想像。從古到今，人們對於宇宙的猜測和探索從來也沒有停止過。如屈原在《天問》裏就發出了一系列的探問：“遂古之初，誰傳道之？上下未形，何由考之？……九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰知其數？天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？出自湯谷，次於濛汜，自明及晦，所行幾裏？”中國古代的宇宙學有渾天說、蓋天說、宣夜說等，西方有日心說、地心說等。然而直到20世紀誕生現代宇宙學，人們對宇宙的認識才有了根本性的突破。本文作者是當代著名的理論物理學家，他以“宇宙的未來”這樣玄而又玄的話題在劍橋大學作講演，對我們認識宇宙有哪些啓示呢？

2．作者簡介

史蒂芬·霍金是繼阿爾伯特·愛因斯坦之後最傑出的物理學家。霍金1942年出生於英國牛津，先後就讀於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症。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；患者通常因併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隻能活兩年。在經歷了一段短暫的失望和沮喪後，霍金又開始了他的宇宙學研究。霍金後來在相對論、“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，但他仍孜孜於宇宙起源的理論研究，仍在爲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。

三、重點、難點的學習與目標達成過程

1．感知課文，明確本文的整體寫作思路。

在講演的開頭，作者就指出，預言將來是非常困難的，預言宇宙的將來尤其困難。雖然如此，科學家對此仍然滿懷信心。

課文第2段，作者卻話題一轉，考察起預言的歷史。提及預言，人們會不由自主地想到古代的巫術。女巫用“毒藥或火山溢出的氣體”把自己“弄得精神恍惚”，不過是爲了增加一點兒神祕色彩，“而真正的技巧在於解釋”。近代宗教預言也是這樣，不斷用新的解釋來掩飾預言的失敗，如“首先要數出獲救者名單”等。那麼，科學家的預言是不是也像古代的預言家一樣是一時的“騙術”呢？作者指出，“科學預言也許並不比那些巫師或預言家的更可靠些”，比如對天氣預報、對“極端條件下物體的精確的定律”，以及對大腦的工作機制等，都還缺乏準確的判斷。但是，“宇宙在非常大的尺度下的未來”，還是可以預言的。

宇宙中的局部運動也許會出現混沌狀態，但宇宙在大尺度上是可以預測的。宇宙正在高速膨脹，其他星系正在飛速離我們遠去。宇宙微波背景輻射證明了宇宙的膨脹大體上“是平滑的而非混沌的”，因爲如果宇宙的膨脹率和平均密度不均勻，來自宇宙各個方向的宇宙微波背景輻射溫度就不會如此一致。“這表明，宇宙的行爲在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的。因此我們可以預言宇宙遙遠的未來。”

從目前的情況看，宇宙中星系之間的距離在增大，但是星系之間的引力吸引有可能降低膨脹率。“如果宇宙的密度大於某個臨界值，引力吸引將最終使膨脹停止並使宇宙開始重新收縮。宇宙就會坍縮到一個大擠壓。”“大擠壓”和“大爆炸”前的狀態相似，“具有無限密度”，“物理定律在這種狀態下失效”。

這樣，預言宇宙的未來，“關鍵問題在於：平均密度是多少？如果它比臨界值小，宇宙就將永遠膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮”。

但是，計算宇宙的平均密度並不容易。把我們現在能看到的恆星質量加起來，還不到臨界值的百分之一；即使加上“氣體雲的質量”，最多達到臨界值的百分之一。但是，我們能不能據此得出宇宙將永遠膨脹下去的結論呢？還不能。因爲宇宙中還存在許多暗物質，這些暗物質我們肉眼看不見，不能直接觀測到。黑洞就是這類暗物質，它是超大恆星死亡的產物。霍金對黑洞的解釋是：“空間一時間的一個區域，因爲那兒的引力是如此之強，以至於任何東西甚至光都不能從該處逃逸出來。”（見《時間簡史》一書所附《小辭典》）我們雖然看不見黑洞的存在，但可以通過觀察螺旋星系和星系團來判斷它們的存在：能使大質量的星系或星系團繞之旋轉的東西，其質量一定比這些星系和星系團大得多。

作者指出，根據現在的觀測研究，將這些暗物質估算在內，“仍然只達到要使宇宙重新坍縮的臨界質量的百分之十左右”。於是有人擇原理和暴漲理論爲之說，前者假設有多個宇宙共存，而我們所能理解的只是身處其中的一個；後者認爲宇宙可能採取一種非常規的方式突變，從一個微小的尺度很快達到臨界狀態。

歸根到底，宇宙的未來只有兩種命運：繼續膨脹，或可能收縮。這取決於宇宙現有的`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。”

2．研讀課文，討論問題。

（1）作者是怎樣探討“宇宙的未來”的？

【明確】作者先從古代的巫術和近代的宗教預言談起，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，科學有別於宗教的地方是它的求實精神。探討宇宙是繼續膨脹還是有可能收縮是這篇講演的主體部分，計算宇宙的密度又是這一主體部分的關鍵，有關宇宙中物質密度臨界值的探討，則把問題引向深入。最後，介紹兩種新的理論——人擇原理和暴漲理論，則體現了科學界最新的探索。作者從可見物質談到暗物質，從成熟的理論談到科學的假說，把問題講得透徹明白。最後沒有做出一個明確的預言，恰恰說明了他嚴謹的科學態度。

（2）怎樣理解本文的一些相關論述？

【明確】這是一篇科學講演，涉及較爲複雜的背景知識。這些知識和講演的主題是密切相關的，如果不作必要的交待，講演的內容就會顯得抽象和單薄。如，談到天氣預報、大腦工作原理都具有混沌性質，來反襯宇宙在大尺度上是“平滑而非混沌”的；如，談到恆星的死亡（歸宿）引出黑洞，爲宇宙中暗物質的存在尋找理論支持；如，談到現存宇宙對初始密度的極度敏感，引出了“人擇原理”等等。這些相關的論述，或從對立面凸顯觀點，或從縱深面強化觀點，使論證豐富多彩。

（3）這篇講演在語言上具有怎樣的特點？

【明確】講演是面對面的交流，這種交流又是單向度的，如果不注意講演的語言藝術，就達不到最佳的表達效果。這篇講演，除了推理嚴謹外，語言幽默也是其突出的特點。幽默的語言創造出一種輕鬆愉快的氣氛，更具有親和力，使所闡發的事理更容易爲聽衆接受。如，談到輪賭盤的旋轉具有混沌性質，作者說即使是物理學家也不能計算出它“出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財”，這就生動地說明了什麼是混沌現象；如，文章最後一句話：“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。”兼有諷刺與幽默，對宇宙未來命運的判斷採取了審慎態度。

布置作業

完成“研討與練習一、二”。

課後習題

基礎題：

1、下列詞語的注音、解釋全正確的一項是（ ）

A 混沌（húndùn）：我國傳說中指宇宙形成以前模糊一團的景象。

尷尬（gāngà）：（神色、態度）不自然。

B 詰問（jiéwèn）：反問

倚重（yǐzhòng）：倚靠，器重。

C 三昧（sānwěi）：指心神專注而不散亂。

皮薩（píshā）：一種意大利式餡餅。

D告罄（gàoxìng）：指能源枯竭。

黑洞（hēidòng）：一種特殊的天體。

2、下列詞語中沒有錯別字的一組是（ ）

A 別出心裁 映入眼簾 讚歎不已 如煙似霧

B 明察秋毫 幅圓廣闊 輕而易舉 瞬息萬變

C 瞻養父母 歸根到底 晶瑩透明 模棱兩可

D 推陳出新 疏疏朗朗 因地治宜 臭名昭著

3、下列成語使用不當的一項是（ ）

A 當前，發達國家的不合理生產方式和過量的消費方式是人類環境持續惡化的罪魁禍首。

B 熱力學概念乍聽起來有些深不可測，其實它們是我們所知道的最簡單而又給人印象最深的科學概念。

C 在任何方向上背景都一樣的事實，對於它們而言毫不足怪。

D 迄今爲止，所有爲世界末日設定的日期都杳無音訊地過去了。

4．依次填入下面語段橫線處的詞語，最恰當的一組是（ ）

①半個世紀以來，黨的三代領導集體對南水北調工程十分關心、高度重視，南水北調工程的建設，__________了新中國幾代工程技術人員的心血和智慧。

②“神舟”四號在遼闊的宇宙空間遨遊了六天零十八小時，__________了大量珍貴的科學數據。於2003年1月15日晚7時多內蒙古中部成功着陸。

③據有關人士____________，在雙方簽定的合約中，阿里·哈恩必須率領中國人殺進2006年世界盃決賽圈。

A．凝結 蒐集 透露 B．凝聚 收集 透露

C．凝聚 蒐集 披露 D．凝結 收集 披露

5．下列句子中，沒有語病的一句是（ ）

A．“伊斯蘭祈禱團”也是一個恐怖組織，如果任其發展蔓延，勢必對東南亞不夠穩定的社會局面構成威脅。

B．十六大報告進一步強調了實施科教興國戰略在現代化建設中的重要作用，提出了新時期教育工作的目標、任務、方針和要求，爲開創教育事業的新局面指明瞭方向。

C．爲了做好促進青年就業和再就業，各級共青團組織面臨的任務還很艱鉅還有大量的工作要做。

D．“國家基礎教育資源庫”具有強大的開放性和兼容性，實現了國內外教育資源共享和國內教育資源庫建設新思路。

6．依次填入下列兩句中橫線處的語句，與上下文語意連貫的一組是（ ）

⑴泉上有橋泉邊有樓，橋是竹橋，樓是木樓，__________，竹與竹撞擊，發出蕭蕭瑟瑟的聲音。

⑵我認爲，一切已經成功的企業和成功的人士，都是創業者努力“顛覆”的目標，因此，要鼓勵大家去___________，而不是去敬仰和朝聖。

①海風從山隙處吹過來，樓前植竹 ②樓前植竹，海風從山隙處吹過來

③挑戰微軟、挑戰聯想、挑戰海爾 ④挑戰海爾、挑戰聯想、挑戰微軟

A．① ③ B．② ④ C．① ④ D．② ③

7、本文在論述過程中，常常用一些生動的比喻來說明事理。下列兩個比喻句各自說明了什麼道理？

①“例如，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，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。”

答：

②“這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特徵或記憶，這種聲稱有什麼意義呢？人們可以同樣地講，它是完全不同的生命。”

答：

答案：1、B （ A混hùn;C 昧mèi，三昧，是佛教重要修行方法之一，借指事物的訣要。薩sà;D 罄qìng）

2、A （B幅員C贍養D 制宜）

3、D（杳無音訊：指遠得不見蹤影。可改爲“無聲無息”）

4、B “凝聚”是“聚焦”、“積聚”之義，而“凝結”是“由氣體變成液體或由液體變成固體”之義。“收集、蒐集”都有“使聚焦在一起”的意思，但“蒐集”還有到處“尋找”蒐羅的過程，然後才聚焦到一起的意思。“披露”是“發表、公佈、表露”之義，而“透露”是泄漏或顯露（消息、意思等）

5、B A項不合邏輯，應爲“對東南亞和平穩定構成威脅”；C成分殘缺，在“再就業”後加“工作”；D項搭配不當，應爲“開創了……新思路”

6、B

7、①用這個比喻生動地說明了“即使我們知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來”。② 用這個比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結後，並不是任何發生在“之後”的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。

提升題：

8、下面這段話引自霍金2002年8月15日在浙江大學的公衆演講《膜的新奇世界》，讀後請用其中的原句提煉本段的要點，並同課文做比較閱讀，說說霍金在介紹深奧理論時喜歡採用什麼方式來讓聽衆聽明白？

“按照我的意見，膜世界啓始的更遠爲吸引人的解釋是，它作爲真空中的起伏而自發產生。膜的產生有點像沸騰水中蒸氣泡的形成。水液體中包含億萬個H2O分子，它們在最靠近的鄰居之間耦合，並且擠在一起。當水被加熱上去，分子運動得更加快，並且相互彈開。這些碰撞偶然賦予分子如此高的速度，使得它們中的一羣能擺脫它們的鍵，形成熱水圍繞着的蒸氣小泡泡。泡泡將以隨機的方式長大或縮小，這時液體中來的更多的分子參與到蒸氣中去，或者相反的過程。大多數小蒸氣泡將會重新塌縮成液體，但是有一些會長大到一定的臨界尺度，超過該尺度泡泡幾乎肯定會繼續成長。我們在沸騰時觀察到的正是這些巨大的膨脹的泡泡。”

答：

9。課文中霍金對宇宙未來的預言，你怎麼看？ 答：

10 、霍金的中國學生吳忠超教授這樣介紹史蒂芬·霍金：在相對論和引力論領域，霍金是繼愛因斯坦之後最偉大的代表人物。他的第一項工作是和彭羅斯一起證明了廣義相對論的奇性定理；第二項工作是創立了黑洞物理理論，其中有黑洞的無毛定理和黑洞視界面積增加定理；第三項工作是研究極早期宇宙和宇宙的創生，其量子宇宙學使人們單獨地從科學定律即能預言出宇宙中的一切。而他所有這些成就都是在他患盧伽雷病（肌肉萎縮性側面硬化病）後的40年間所做的。在科學史上有許多殘疾科學家，但是像霍金這樣殘疾到這種程度的則絕無僅有——21歲就患病，幾十年被禁錮在特製的輪椅上，全身只有三個手指能活動，不能講話，與人交談要靠計算機合成語言，有了新的想法也只能通過三個手指“敲擊”進語言合成器裏保存……可就是這樣一個重度殘疾的人，卻把研究的目標直指浩瀚的宇宙。 在《果殼中的宇宙》一書中，霍金引用了莎士比亞戲劇《哈姆雷特》裏一句充滿詩意的臺詞：“我即使被關在果殼裏，仍自以爲是無限空間之王！”這句臺詞形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人們親眼看到了“果殼”中的那個挑戰命運的不屈的靈魂。他曾說：“只要有智慧和精神在，沒有什麼能打倒自己。身體的健康固然重要，心靈的健康也會給你無窮的力量。”在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是貝特朗·羅素，一位不知疲倦的思想家、哲學家和科學家。 那麼你呢？你怎麼看待霍金？十年前，一家青少年調查機構調查出我國中學生最崇拜的人物是歌星劉德華、影星劉曉慶、球星貝利，“三星高照”。你又怎樣看待這一現象？

答：

11、讀下列與作者有關的短文，然後思考問題。

霍金是一位偉大的科學家。人們對他的敬重，不僅在於他在理論物理方面的巨大貢獻，還在於他對人類的這些貢獻，是在身患絕症，全身癱瘓的情況下作出來的。一見到霍金的名字，不禁使人想到了高士其。

對於現在的青少年來說，高士其的名字很可能是陌生的，但對於上世紀五六十年代的青少年來說，高士其可是一個響噹噹的名字。“高士其”三個字頻頻出現在報刊電臺和中小學的課本上，如果要說偶像，高士其可是那個時代許多青少年心目中的偶像。

霍金與高士其，兩人何其相似乃爾！

其一，他們都是科學家。

其二，他們都是身患絕症，全身癱瘓的科學家。

1927年，高士其入芝加哥大學醫學研究院攻讀細菌學，次年，在實驗時不慎，受甲型腦炎病毒感染，留下嚴重後遺症，後來病情不斷加重，造成全身癱瘓。那一年，高士其23歲。

1962年，霍金從英國牛津大學畢業到劍橋大學讀研究生，也是在“次年”，體檢時，被確診患上了 “肌萎縮性脊髓索硬化”這一無法治癒的疾病，後來，身體每況愈下，以致全身癱瘓。那一年，霍金才21歲。

其三，他們的科學研究，都是在身體致殘以後，在常人難以想象的極爲艱難的情況進行的。

高士其致殘後，他仍以超人的毅力，堅持學完了細菌學博士研究生的全部課程。回國後，他的工作的重心轉到了科普創作上。他的手癱瘓後，筆握不住了，甚至連說話也困難，即使在這種情況下，他仍然堅持創作。他先打好腹稿，然後艱難地發出模糊的喉音‘嗯嗯、喔喔’，一個字一個字地口述，由祕書、妻子和護士記錄整理。有時爲了弄清一個字，往往要反覆哼二十幾遍，記下一段話，要用半天時間……

霍金致殘並癱瘓後，再也無法用自己的聲音表述他的思想，只能藉助3個手指操縱按鈕輸入要說的話，再經由語言合成器發出聲音，他的演講，就是採用這樣一種常人無法想象的困難方式進行的。平常，霍金看書必須依賴翻書頁的機器，讀文獻時需要請人將每一頁都攤在大桌子上，然後驅動輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁閱讀；寫作則是以平均一分鐘輸入10個單詞的“慢”速度進行……

最終，他們都取得了令人矚目的成就。

（1）從這兩人身上，你看到了什麼精神品質？

答：

（2）從這兩人的故事中，你受到什麼啓發？

答：

答案：8這是遷移運用題。體現本段要點的句子是“膜的產生有點像沸騰水中蒸氣泡的形成。”作者喜歡用比喻的方式將深奧的理論說得通俗易懂。

9、可以暢所欲言，比如認爲霍金的觀點只是一家之言，只是一種推測，無法得到證實，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。

10、答案參考：從作者霍金的身上，能感受到高尚的人格魅力。學習霍金戰勝自我、挑戰極限、追求科學的頑強品質。對於“三星高照”的現象，可以這樣評價：這一現象的出現，既有中學生自身價值取向的問題，也有新聞媒體的誤導問題。只有在正確的價值取向引導下，個人才能體現出最大的人生價值，社會才能快速向前發展。

11、（1）身殘志堅，永不倒下，頑強奮鬥，決不屈服於悲慘的命運。

（2）要想取得巨大的成就，必須具有巨大的毅力和超人的意志力。