宇宙的未來的教學設計

【教學目標】

宇宙的未來的教學設計

1、瞭解作者及相關背景;

2、學習本文生動、幽默的演講風格;

3、感受科學精神?激發學生對宇宙奧祕的探索熱情。

【教學重點】

提煉本文的要點,增強學生分析概括能力。

【教學難點】

探究本文的內涵,提高學生探究問題的能力。

【學習過程】

一.預習

1、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。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。

霍金的作品(1)《時間簡史:從大爆炸到黑洞》(2)《時間簡史續篇》 (3)《霍金講演錄——黑洞、嬰兒宇宙及其他》(4)《時空本性》(5)《果殼中的宇宙》

2、寫作背景

《黑洞、嬰兒宇宙及其他》由霍金1976-1992年間所寫文章和演講稿共13篇結集而成。討論了虛時間、有黑洞引起的嬰兒宇宙的誕生以及科學家尋求完全統一理論的努力,並對自由意志、生活價值和死亡作出了獨到的見解。

本文是史蒂芬霍金1991年1月在劍橋大學的一次演講錄。

二.互動

(一)整體感知 理清思路

1、用一句話簡要概括本文內容。

明確:本文講的是宇宙的未來問題,預測了兩種結局:或膨脹,或收縮。

2、文章較長,內容豐富,試根據提示理清文章思路結構。

科學家有信心預言未來 一→ 科學預言,更可靠些

巫師的預言模棱兩可

一→ 其預言不可靠、荒謬

宗教的預言屢測屢敗

物理方程的方程具有混沌性

一→ 不能預言人類的未來

制約大腦的方程具有混沌性

宇宙的行爲大尺度下簡單不混沌 一→ 可以預言宇宙的未來

繼續膨脹下去

宇宙的未來有兩種可能 一→取決於宇宙的平均密度

收縮以至坍縮成一點

(二)合作探究 具體研討

1、歸納霍金對宇宙未來的預言的主要觀點

明確:(1)宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關,如果平均密度小於某個臨界值,它就會永遠膨脹。如果平均密度大於臨界值,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,不至於使這些星系或星系團飛散開去。

(3)如果宇宙繼續膨脹下去,五十億年後,太陽將耗盡它的核燃料,變成一顆白矮星。在大約一百億年後,具有太陽質量的恆星將變成白矮星或中子星,具有更大質量的恆星會變成黑洞。

(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後。

2、文章內容是談對宇宙未來的預測,爲什麼開篇卻談巫師預言的尷尬、宗教預言的失敗?

明確:作者先從古代的`巫術和近代的宗教預言談起,是爲了引出話題,說明從科學的角度談論宇宙的未來是非常嚴肅的事,科學有別於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;而後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,因爲方程是混沌的,所以巫師、宗教預言家對人類社會的預言註定就是荒唐的。

3、作者認爲宇宙的未來會是怎樣的?

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。

4、這篇演講詞的語言有何特點?

明確: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。另外,這也是使用了生動形象的比喻來說明事理的,它使深邃的物理學、宇宙學知識變得通俗易懂,增添了演講的趣味性和吸引力。