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《宇宙的未來》教案
作為一名辛苦耕耘的教育工作者，很有必要精心設計一份教案，編寫教案有利于我們準確把握教材的重點與難點，進而選擇恰當?shù)慕虒W方法。教案應該怎么寫才好呢？以下是小編精心整理的《宇宙的未來》教案，希望能夠幫助到大家。
《宇宙的未來》教案1
教學目標
一、知識與技能
1.了解有關宇宙學的一些知識;
2.了解演演講的一些特點。
3. 引導學生體會這篇講演幽默的語言風格，提高自己的思維和語言表達能力
二、情感態(tài)度與價值觀
通過本文的學習，激發(fā)學生對宇宙奧秘的探索熱情。
三、過程與方法
運用多媒體使學生系統(tǒng)的掌握相關知識
教學重點
1.了解有關宇宙學的一些知識;
2.了解演講稿的一些特點。
教學難點：
引導學生體會這篇講演幽默的語言風格，提高自己的思維和語言表達能力
課時安排
1課時
教學步驟
一.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著我們，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(lián)想和想像。從古到今，人們對于宇宙的猜測和探索從來也沒有停止過。如屈原在《天問》里就發(fā)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(shù)?天何所沓?十二焉分?日月安屬?列星安陳?出自湯谷，次于蒙汜，自明及晦，所行幾里?”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(xiàn)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啟示呢?
2.作者簡介
史蒂芬·霍金是繼阿爾伯特·愛因斯坦之后最杰出的物理學家�；艚�1942年出生于英國牛津，先后就讀于牛津大學和劍橋大學，學習數(shù)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癥。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;患者通常因并發(fā)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(yī)生告訴霍金他最多只能活兩年。在經歷了一段短暫的失望和沮喪后，霍金又開始了他的宇宙學研究�；艚鸷髞碓谙鄬φ摗ⅰ按蟊ā焙秃诙吹阮I域取得了突出的研究成果�；艚�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�；艚鸨淮_診患病已三十多年，但他仍孜孜于宇宙起源的理論研究，仍在為大統(tǒng)一理論而耕耘不已�；艚瓞F(xiàn)任劍橋大學盧卡斯數(shù)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. 霍金對宇宙未來的預言主要有哪些觀點?
(1)宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關，如果平均密度小于某個臨界值，它就會永遠膨脹。如果平均密度大于臨界值，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，不至于使這些星系或星系團飛散開去。
(3)如果宇宙繼續(xù)膨脹下去，五十億年后，太陽將耗盡它的核燃料，變成一顆白矮星。在大約一百億年后，具有太陽質量的恒星將變成白矮星或中子星，具有更大質量的恒星會變成黑洞。
(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(fā)”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后。
2. 初讀課文，找出一些關鍵詞語，把握文章大意。
從標題和開頭都可以看出文章要談的是對宇宙未來的預測，初讀文章就應該找出與這一預測有剮的關鍵詞語，最重要的應該有兩個：“膨脹”與“坍縮”，然后進一步找到與這兩個詞相剮聯(lián)的其他關鍵詞：“平均密度”和“暗物質”，即可基本把握文章大意。
3. 細讀課文，弄清這些關鍵詞語之間的關系，把握作者的觀點。
作者的觀點是：宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關，如果平均密度小于某個臨界值，唆就會永遠膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結。事實上，現(xiàn)在的密度似乎非常接近與把坍縮和無限膨脹區(qū)分開來的臨界密度。但宇宙的未來是膨脹還是坍縮，仍尚難定論。
4. 抓住生動的比喻，理解作者的觀點。
在闡明科學道理的時候，作者用了一些人們熟知的事例，有助于我們理解文章的觀點。如：“例如，如果你稍微改變一下你旋轉賭盤的方式，就會改變出來的數(shù)字。你在實際上不可能預言出來的數(shù)字，否則的話，物理學家就會在賭場發(fā)財�！�
四、研讀課文，討論問題(學生組成學習小組討論)
1、文章內容是談對宇宙未來的預測，為什么開篇卻談巫師預言的尷尬、宗教預言的失敗?
�。涸谥v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”，不過是為了增加一點兒神秘色彩，“而真正的技巧在于解釋”。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(shù)出獲救者名單”等。那么，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，“科學預言也許并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。
2、作者說將宇宙中的暗物質考慮在內，也遠遠達不到宇宙重新坍縮的臨界密度，據(jù)此則可預言宇宙會繼續(xù)無限地膨脹下去，為什么后文又說宇宙最終可能會坍縮?
�。侯A言宇宙的未來，“關鍵問題在于：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”。
3、對宇宙的未來，作者以為是可以預測呢，還是不可以預測?
�。河钪嬷械木植窟\動也許會出現(xiàn)混沌狀態(tài)，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”，因為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�！斑@表明，宇宙的行為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�！�
五、演講的特點
(學生發(fā)言、老師總結)
：1、生動的導引
這篇科技論文是演講辭，具有演講的特點。預言宇宙的未來，雖然是一個嚴肅的科學話題。但如果就事論事，很容易枯燥乏味。演講需要激起聽眾的興趣。演講者從古代的巫術和近代的宗教預言談起，既增加了趣味性，又深化了講演的主題──在與巫術的對比中，更顯出了科學的求實精神。
2、嚴謹?shù)耐评?/p>
作為一篇科學演講，其最終目的是讓人信服。本文嚴謹?shù)耐评�，增強了說服力。宇宙雖然復雜，但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是決定其命運的關鍵，然而，確定這一點非常不易。演講者從可見物質談到暗物質，從成熟的理論談到科學假說，把問題講得透徹明白。沒有作出一個明確的預言，也說明了演講者嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。
3、幽默的語言
演講是面對面的交流，這種交流是單向的，如果不注意演講的語言藝術，就達不到最佳的表達效果。這篇演講語言幽默，創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，使所論述的問題更易于為聽眾接受。如，文中有一段話說：“我比其他的末日預言者更占便宜。即使宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預言，它至少在一百億年內不會停止膨脹。我預料那時自己不會留在世上被證明是錯的�！币越沂咀约骸白运健钡男睦肀硎居哪瑫r傳達出重要的信息：宇宙“至少在一百億年內不會停止膨脹”。
六、布置作業(yè)
完成“研討與練習一、二”。
七、反思
通過本文的學習，激發(fā)了學生對宇宙奧秘的探索熱情。
《宇宙的未來》教案2
【活動目標】
1、了解神州號的特征以及宇航員在飛船里的生活，并嘗試用繪畫表現(xiàn)。
2、對宇宙飛船和宇航員感興趣。
【活動準備】
1、幼兒對神州號發(fā)射的信息有所了解;
2、神州號發(fā)射的圖片若干;
3、繪畫材料;
4、幼兒操作包。
【活動過程】
一、激趣導入。
提問：你們聽說過“神舟九號飛船”嗎?分享一下你的信息?
二、觀看交流。
1、請幼兒觀察參加神九發(fā)射的宇航員。
2、通過觀看體會宇航員在太空艙中的生活。
三、觀察操作。
1、逐一出示神州號飛船從發(fā)射到返回的圖片，引導幼兒觀察講述。
提問：神州號飛船在哪里?神州號的火箭上有什么標志?
宇航員乘坐在飛船的.哪個部位?宇航員在飛船里是怎樣生活的?(怎樣行走?物品是怎樣擺放的?服裝是怎樣的?)
2、幼兒操作，教師觀察。
四、聯(lián)想創(chuàng)作。
引導語：我們的航天科學家和宇航員們真了不起，造出了這么先進的宇宙飛船，他們還在不斷地研究，以后的宇宙飛船肯定還要先進。小朋友想想看，我們將來造的宇宙飛船是什么樣的，把它畫下來。
1、指導幼兒繪畫出宇宙飛船和火箭的主要特征。
2、展示幼兒作品。
【活動建議】
1、在區(qū)角活動中學折火箭。
2、提供各種積木與廢舊材料，在幼兒學會制作飛機的基礎上，制作火箭、飛船、航天飛機。
3、家長與幼兒一起收集宇航員的資料，通過介紹、交流，知道宇航員在太空的生活。
《宇宙的未來》教案3
教學目標
一、知識教育目標
1．了解有關宇宙學的一些知識；
2．了解演講稿的一些特點。
二、能力培養(yǎng)目標
1．學習舉辦科普講座，以提高講座的科學性、規(guī)范性；
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(fā)學生對宇宙奧秘的探索熱情。
四、美育滲透目標
引導學生體會這篇講演幽默的語言風格，提高自己的思維和語言表達能力。
重點、難點、疑點及解決辦法
重點：
1．了解有關宇宙學的一些知識；
2．了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(guī)范性；
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。
課時安排
1課時
教學步驟
一、明確目標
1．了解有關宇宙學的一些知識；
2．了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著我們，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(lián)想和想像。從古到今，人們對于宇宙的猜測和探索從來也沒有停止過。如屈原在《天問》里就發(fā)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(shù)？天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？出自湯谷，次于蒙汜，自明及晦，所行幾里？”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(xiàn)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啟示呢？
2．作者簡介
史蒂芬霍金是繼阿爾伯特愛因斯坦之后最杰出的物理學家。霍金1942年出生于英國牛津，先后就讀于牛津大學和劍橋大學，學習數(shù)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癥。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；患者通常因并發(fā)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(yī)生告訴霍金他最多只能活兩年。在經歷了一段短暫的失望和沮喪后，霍金又開始了他的宇宙學研究�；艚鸷髞碓谙鄬φ�、“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�；艚鸨淮_診患病已三十多年，但他仍孜孜于宇宙起源的理論研究，仍在為大統(tǒng)一理論而耕耘不已�；艚瓞F(xiàn)任劍橋大學盧卡斯數(shù)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”，不過是為了增加一點兒神秘色彩，“而真正的技巧在于解釋”。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(shù)出獲救者名單”等。那么，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，“科學預言也許并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(xiàn)混沌狀態(tài)，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”，因為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�！斑@表明，宇宙的行為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�！叭绻钪娴拿芏却笥谀硞�臨界值，引力吸引將最終使膨脹停止并使宇宙開始重新收縮。宇宙就會坍縮到一個大擠壓�！薄按髷D壓”和“大爆炸”前的狀態(tài)相似，“具有無限密度”，“物理定律在這種狀態(tài)下失效”。
這樣，預言宇宙的未來，“關鍵問題在于：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并不容易。把我們現(xiàn)在能看到的恒星質量加起來，還不到臨界值的百分之一；即使加上“氣體云的質量”，最多達到臨界值的百分之一。但是，我們能不能據(jù)此得出宇宙將永遠膨脹下去的結論呢？還不能。因為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，它是超大恒星死亡的產物�；艚饘诙吹慕忉屖牵骸翱臻g一時間的一個區(qū)域，因為那兒的引力是如此之強，以至于任何東西甚至光都不能從該處逃逸出來�！保ㄒ姟稌r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(jù)現(xiàn)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”。于是有人擇原理和暴漲理論為之說，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；后者認為宇宙可能采取一種非常規(guī)的方式突變，從一個微小的尺度很快達到臨界狀態(tài)。
歸根到底，宇宙的未來只有兩種命運：繼續(xù)膨脹，或可能收縮。這取決于宇宙現(xiàn)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(tǒng)：“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，科學有別于宗教的地方是它的求實精神。探討宇宙是繼續(xù)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。最后，介紹兩種新的理論——人擇原理和暴漲理論，則體現(xiàn)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。最后沒有做出一個明確的預言，恰恰說明了他嚴謹?shù)目茖W態(tài)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，涉及較為復雜的背景知識。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，談到恒星的死亡（歸宿）引出黑洞，為宇宙中暗物質的存在尋找理論支持；如，談到現(xiàn)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(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，更具有親和力，使所闡發(fā)的事理更容易為聽眾接受。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(shù)字，否則的話，物理學家就會在賭場發(fā)財”，這就生動地說明了什么是混沌現(xiàn)象；如，文章最后一句話：“所以我正是繼承那些巫師或預言者的良好傳統(tǒng)，兩方下賭注，以保萬無一失�！奔嬗兄S刺與幽默，對宇宙未來命運的判斷采取了審慎態(tài)度。
布置作業(yè)
完成“研討與練習一、二”。宇宙的未來
《宇宙的未來》教案4
教學目標
一、知識教育目標
1.引導學生熟讀課文，理清文章的論述線索，抓住作者的主要觀點;
2.通過學習，了解有關數(shù)學文化的一些知識。
二、能力培養(yǎng)目標
1.引導學生悉心體會作者對數(shù)學源頭的溯訪，感受其令人信服的推理能力和獨特的語言魅力;
2.鼓勵學生結合自己的學習經驗和閱讀積累，就作者所闡發(fā)的觀點作廣泛深入的研討，以提高探究能力。
三、德育滲透目標
引導學生像作者一樣，站在人類文化的高度來審視數(shù)學文化，激發(fā)熱愛科學的精神。
四、美育滲透目標
啟發(fā)學生具有宏觀的文化視野，以科學精神勵志，以人文精神向學，開辟出一個語文學習的新境界。
重點、難點、疑點及解決辦法
重點：
1.引導學生熟讀課文，理清文章的論述線索，抓住作者的主要觀點;
2.通過學習，了解有關數(shù)學文化的一些知識。
難點：
1.引導學生悉心體會作者對數(shù)學源頭的溯訪，感受其令人信服的推理能力和獨特的語言魅力;
2.鼓勵學生結合自己的學習經驗和閱讀積累，就作者所闡發(fā)的觀點作廣泛深入的研討，以提高探究能力。
課時安排
1課時
教學步驟
一、明確目標
1.引導學生熟讀課文，理清文章的論述線索，抓住作者的主要觀點;
2.通過學習，了解有關數(shù)學文化的一些知識;
3.引導學生悉心體會作者對數(shù)學源頭的溯訪，感受其令人信服的推理能力和獨特的語言魅力;
二、整體感知
1.導入新課
“屈指可數(shù)”“彈指一揮見”，手指在生活中的計數(shù)功能，直接催生了數(shù)學這門科學，丹齊克的《指印》為我們揭開了這二者的關系(板書課題)。
2.作者及相關背景介紹
丹齊克(1884—1956)，原籍立陶宛，曾在巴黎大學求學。1910年去美國，入美國國籍，先后在哥倫比亞大學、約翰?霍普金斯大學、馬里蘭大學講授數(shù)學。
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。
(1)學生讀課文，整理文章的結構脈絡。
(2)小組交流討論。
【明確】數(shù)學作為科學的語言，在當代科技發(fā)展中具有重要的地位。本文作者饒有興味地給我們講述了數(shù)學的起源——人類計數(shù)的歷史。原來，讓現(xiàn)代人望而生畏的數(shù)學在它的起步階段并不是那么高深莫測，我們現(xiàn)在普遍采用的十進位制，只不過是原始人類以手指計數(shù)的遺跡。曾幾何時，我們的祖先無法把握數(shù)量的多少，面對生活的難題，他們困惑不已。然而人類的理性終于從紛繁的事物中抽象出數(shù)的概念，發(fā)展了數(shù)學思想，從而推動了社會文明的發(fā)展。
數(shù)字的起源，如同文字的起源一樣，是對人類心靈最具誘惑力的問題之一。作者在正文前面摘引古羅馬詩人奧維德的詩句，表現(xiàn)出古人在這方面的好奇和迷惘。
課文節(jié)選部分共6節(jié)。第1節(jié)，談人和動物的數(shù)覺。數(shù)覺是一種對數(shù)的原始直覺，是人和動物(如某些鳥類和昆蟲)都具有的一種本領，是對小數(shù)目東西數(shù)量的判斷能力。作者列舉了鳥類、蜂類的例子，說明這種本領不獨為人類所有。還講了莊園主驅趕烏鴉的故事，說明這種依靠本能對數(shù)的辨識能力是十分有限的，有時會因此丟掉性命。
第2節(jié)，作者進一步對上述例子加以分析，舉出了兩種意見。一種是正確的，即“具有這種數(shù)覺的動物只限于極少的幾類”，可能“只限于幾種昆蟲、幾種鳥類和整個人類”;一種是片面的，即認為“動物數(shù)覺的范圍實在太小，簡直可以略而不論”。作者在第2節(jié)中主要是針對這種意見進行了辯駁，指出“人類的數(shù)覺范圍也是十分有限的”，“如果人類單憑這種直接的數(shù)的直覺，在計算的技術上，就不會比鳥類有什么進步”。為了證明自己的觀點，作者首先界定了數(shù)覺的概念，指出人類借助圖形、心算、計數(shù)等輔助手段來識數(shù)不能算是數(shù)覺;另外，還從原始民族、原始語言和歐洲語言中找例證，如南非布須曼族表示數(shù)字的字只有一、二和多，英文、拉丁文、法文“三倍”(或“三”)都有表示“多”的意義。
第3節(jié)，繼續(xù)舉語言上的例子，指出很多原始語言表示數(shù)字的字都是具體的，沒有抽象的“數(shù)”，就連英語“集合”(Collection)、“集”(Aggregate)兩個表示數(shù)的抽象詞都是外來語。由此證明“具體的東西總在抽象的東西之先”，由具體的、駁雜的對數(shù)的表示法，到“統(tǒng)一的抽象的數(shù)概念”，是“數(shù)學發(fā)展的前提”。作者援引羅素的精彩論述，說明了人類抽象能力的發(fā)展，經過了漫長的歷史，讀之令人感喟。
第4節(jié)，進而談集合的對應和匹配原理。在現(xiàn)實生活場景中，“會堂的座位”與“出席的`人”，可以通過比對看出多少來。但是這種比對的方法太笨了，既不能事先預知，也不能脫離現(xiàn)場來完成，于是產生了“各種模范集合”。模范集合起到了計量標準的作用，如同貨幣可以充當一般等價物一樣。這樣，人們要表示數(shù)字“二”時，就想到了“鳥的翼”;要表示數(shù)字“三”時，就想到了“苜蓿葉”;要表示數(shù)字“四”時，就想到了“獸足”;要表示數(shù)字“五”時，就想到了“自己的手指”。后來，這些模范集合的具體所指逐漸被淡化，人們只是習得了記住了它們的語音形式，拋棄了它們生動的模范的內容，于是較為抽象的數(shù)字產生了。
第5節(jié)，承接前面的話題，提出了基數(shù)與序數(shù)的概念。脫胎于模范集合、從“對應原則”產生出來的數(shù)，再抽象也是基數(shù)。單憑基數(shù)本身，是不能創(chuàng)造出“計數(shù)術”來的。一定要在對應中增加“序列”的概念，即完成由基數(shù)到序數(shù)的轉化，才能擺脫古老的煩瑣的“一一匹配”辦法，“創(chuàng)造出一種計算方法”，實現(xiàn)“識數(shù)”的質的飛躍。
第6節(jié)，繼續(xù)探討“基數(shù)與序數(shù)的微妙區(qū)別”，并從屈指計數(shù)方便靈活上，推斷“在用手指的時候，人類借助于這個工具，就不自覺地從基數(shù)轉進到序數(shù)”。作者的這種推斷，在許多語言中找到了“遺跡”，因為在許多語言中，“‘五’這個數(shù)，就用‘手’表示;而‘十’則用‘雙手’”。作者至此點明本章(本文是其前半部分)主題，指出“人類在計算方面之所以成功，應當歸功于十指分明”。
閱讀本文，不但能增進我們對數(shù)字、計數(shù)起源的認識，也會在作者親切、信實的敘述中，領略到其語言的魅力，為作者探究數(shù)學文化的執(zhí)著精神所感動。
2.研讀課文，討論問題。
(1)作者在論述中列舉了一些原始語言現(xiàn)象，是為了說明什么問題?
【明確】語言與數(shù)學似乎風馬牛不相及，其實不然。它們是兩種語言體系，而且在早期還具有同源關系。認識到這一點，才能深切體會到作者以大量原始語言現(xiàn)象說明數(shù)學起源問題的良苦用心。作者在論述中列舉了一些原始語言現(xiàn)象，是為了說明原始人類的數(shù)覺或表現(xiàn)數(shù)的方式，來闡述人類數(shù)學能力的發(fā)展歷程。如對南非的布須曼人只有一、二和“多”三個數(shù)字，間接說明了原始人類對數(shù)的感覺極為有限;對不列顛哥倫比亞的辛姆珊族語言的分析，論證了原始時代的數(shù)字經過了由多元具體系統(tǒng)到一元抽象系統(tǒng)的轉變過程。
(2)作者為什么說“數(shù)覺和計數(shù)不能混為一談”?它們有怎樣的區(qū)別?
【明確】區(qū)分數(shù)覺和計數(shù)是作者在文中反復申明的，它是人與動物的數(shù)學能力的本質區(qū)別。要通讀全文，才能充分理解作者這句話的深刻含義。這是作者自始至終強調的一個觀點，也是本篇立論的關鍵所在。數(shù)覺是人與動物都有的一種對于數(shù)的直覺，而且就這種能力來說，人也不比某些鳥類或昆蟲高明多少。但是計數(shù)是人類所獨有的，它借助于人類的“十指分明”得以起飛，演變?yōu)橛嫈?shù)，成為全部數(shù)學發(fā)展的基礎。
(3)作為一篇談論數(shù)學文化的文章，本文具有怎樣的論述風格?
【明確】《數(shù)：科學的語言》一書主要是介紹數(shù)的概念及其發(fā)展歷史的，然而作者卻很少用艱深的數(shù)學語言來描述，盡量用日常語言娓娓道來，其目的是為了能讓更多的普通讀者讀懂這本書，以激發(fā)大眾對數(shù)學文化的關注和熱愛。本書原版有一個副標題，為“為有文化而非專攻數(shù)學的人寫的評論性概述”。所以，脈絡清晰，條理分明，語言親切、通俗是本書的主要特色，這在課文節(jié)選的部分也有突出的體現(xiàn)。另外，作者并沒有就數(shù)學論數(shù)學，而是站在人類文化發(fā)展的高度，來描述數(shù)學發(fā)展的軌跡。所以旁征博引，亦莊亦諧，妙趣橫生，可讀性極強。這些來自作者對數(shù)學文化深厚的理解和熱愛，來自他駕馭語言的能力，很值得我們借鑒和學習。
〔導學新概念〕
宇宙是怎樣誕生的?它從何而來?又向哪里去?斯蒂芬?霍金教授寫的《時間簡史》給了我們這樣的回答：
我們現(xiàn)在生活的宇宙有自己的歷史起點，它大約誕生于150億年前，那時，宇宙只是一個點，不占有空間，也沒有時間的概念。在這一點發(fā)生了大爆炸，時間和空間從此開始，物質開始形成。
最初，宇宙的溫度極高，隨著時間的推移，空間越來越大，溫度越來越低，宇宙中的能量與物質不斷發(fā)生復雜的反應，逐漸形成星系。
空間繼續(xù)擴大、膨脹，直到今天，宇宙仍然在膨脹之中。
大約在距今50億年前，太陽形成。
大約在距今46億年前，地球形成。
宇宙繼續(xù)膨脹，將來也會膨脹，也許在膨脹到一定程度后，宇宙開始收縮，可能會收縮成一個點，一個不占有空間的點。到那時，時間結束。到底會不會這樣，現(xiàn)在還說不定。
大爆炸之前是怎么回事，不知道。永遠也無法知道這就是大爆炸宇宙的基本理論。
《時間簡史》出版于1988年，《宇宙的未來》是斯蒂芬?霍金1991年在劍橋大學的一次講演錄。本文重點是談作者對宇宙的未來作出的科學預言，閱讀時要準確地篩選出這些預言的觀點和支撐這些觀點的材料。同時，還應該體會這篇講演在語言上的幽默特點。
〔資料顯示屏〕
《時間簡史》出版(1988年)后，劍橋的應用數(shù)學和理論物理系的氣氛有了微妙的變化，不斷有世界各地的報刊的記者要求訪問霍金，在以后的兩年時間里，電視臺工作人員不時地占用大樓，他們要為這位世界上最著名的科學家拍一部有關他生活的記錄片。在不同的國家用不同的語言反復講述同一故事：霍金如何憑著自己的勇敢克服了身體的殘疾成為科學的巨人和新聞媒介的英雄。一批又一批的新聞記者訪問了霍金在西爾弗大街那凌亂的辦公室，并和這位公眾新近的英雄度過激動人心的時刻。
——《斯蒂芬?霍金的科學生涯》(英)
在中文里，“宇”是“上下四方”的意思，表示空間;“宙”是“古往今來”的意思，表示時間。宇宙的歷史，就是空間在時間上發(fā)展的過程，斯蒂芬?霍金以時間為序，研究我們所處的這個宇宙誕生、發(fā)展，以及它將來可能的狀況，因此，他把自己的書稱作《時間簡史》，實際上就是《宇宙簡史》。
——《少年版世界名人傳記?霍金傳》
斯蒂芬?霍金的工作是令人驚嘆的，可是有著如此偉大發(fā)現(xiàn)的人，卻是一個身患肌萎縮癥的病人，除了思想，他幾乎全身不能動彈，不能說話，頭向前垂落。正因為這點，他更加引起全世界人們的關注和尊敬。在他開始患病時，他意識到自己的生命行將結束，于是抓緊時間，全心投入，誰也沒想到他不僅活了下來，而且成果累累。他的成功，當然離不開他的天才，但那種不向厄運低頭的精神，是沒有人不敬佩的。由此可見，人的精神力量是難以想象的，一個人要有精神，一個民族也要依靠精神，精神的力量往往可以超越世上難以逾越的障礙。
——洪偉
《宇宙的未來》教案5
【自讀導言】
自讀要求
1.能讀懂本演講錄的內容。
2.學習本文生動、幽默的演講風格。
3.感受科學精神，增進科學素養(yǎng)。
(解說：本文雖說是演講錄，但其實就是一篇科技論文，加上語言的歐化風格，要讀懂全文并不容易，所以設置了第一個要求;生動、幽默是霍金的演講風格，是其演講獨具魅力的原因之一，因此設置了第二個要求;本文是傳播科學知識的演講錄，需要讓學生從中感受到科學精神，增進科學素養(yǎng)，因此設置了第三個要求。)
自讀重難點
1.提煉本文的要點，增強概括能力。
2.探究本文的內涵，增強分析能力。
(解說：這兩點按本單元的學習重點設計，順應編輯的教材編排意圖。)
【自讀程序】
總的原則是：多次自讀，逐層領悟，逐個落實學習重點。具體如下：
1.初讀，總體感知。
結合注釋，通讀全文，總體感知。
讀后能用一句話簡要地說出本文講了什么。
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.再讀，提煉要點。
要求比上一次讀得細一些，邊讀邊給課文分段，明確作者講了幾層意思，并提煉出要點。提煉要點的方法是：或者摘錄文中的語句，或者用自己的語言組織。
明確：
要點依次為：①科學家有信心預言未來。②巫師的預言模棱兩可，宗教的預言屢測屢敗。③物理方程、制約大腦的方程具有混沌性，因此我們不能預言人類;而宇宙的行為在非常大尺度下卻是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來。④宇宙的未來有兩種可能，一是繼續(xù)膨脹下去，二是收縮以至坍縮成一個點。是膨脹還是坍縮，取決于宇宙的平均密度。⑤宇宙現(xiàn)在的密度非常接近于把坍縮和膨脹區(qū)分開來的臨界點上，所以兩種可能都會發(fā)生。
3.三讀，探究內涵。
要求比上一次讀得更深入，能對某些語句的內涵進行分析，也能對作者的某個觀點進行評析，或者對作者的整個科學思想進行闡述分析。
4.交流討論。
交流討論可以在前三步之后綜合進行，也可以在每一步(初讀、再讀、三讀)之后分別進行。對總體感知的情況、提煉要點的情況、探究內涵的情況依次進行交流討論。可以先在小組(前后桌為一組)內進行，然后每個小組選一人參與全班交流。
(解說：本自讀程序力圖體現(xiàn)學生的自讀、自得、互動。讓學生自主發(fā)展，自我提高。)
【自讀點撥】
本文是史蒂芬·霍金1991年1月在劍橋大學的一次演講錄。
這篇演講，從古代巫師的預言，談到近代宗教的預言，然后過渡到自己對宇宙未來的預言，結構嚴謹，重點突出。作者運用天體物理學理論，對宇宙未來作出了兩種預測，一是繼續(xù)膨脹下去;二是收縮以至坍縮成一個點。是膨脹還是收縮，取決于宇宙的平均密度。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，而時間就會在大擠壓處終結�？涩F(xiàn)在密度似乎非常接近于把坍縮和無限膨脹區(qū)分開來的臨界密度，所以兩種結果都有可能。
本文專業(yè)性強，歐化語言明顯，閱讀起來非常吃力，難讀、難懂。高考試卷上的科技說明文、科技論文只有三四段，考生讀起來已經非常吃力，而這里卻有整整26段，是前者的六七倍。所以教學本文時一方面要讓學生充分閱讀，自主探究，但同時也要積極發(fā)揮教師的引導作用，將學生由淺入深地引導下去。
在引導過程中，可以將以下問題靈活地插入上面的自讀程序中。(特別是發(fā)現(xiàn)學生在探究內涵不夠深入時。)
1.作者在第8段中為什么說即使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?為什么第10段又說盡管我們知道制約人類行為的方程，但在實際上我們不能預言它?
明確：因為物理方程的解會呈現(xiàn)出一種稱作混沌的性質，方程可能是不穩(wěn)定的;同樣，制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態(tài)的非常小的改變會導致非常不同的結果。
2.為什么科學不能預言人類社會的未來，卻可以預言宇宙遙遠的未來?
明確：因為前者是混沌的，不確定的;而宇宙的行為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。
3.作者對宇宙的未來的預言與巫師、宗教預言家對人類社會未來的預言有何不同?
明確：前者是有科學根據(jù)的，是運用天體物理學理論進行的科學推測，科學預言;而后者是沒有科學根據(jù)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，因為方程是混沌的，所以巫師、宗教預言家對人類社會的預言注定就是荒唐的。
4.對宇宙未來的預言，關鍵是要弄清宇宙的什么問題?
明確：對宇宙未來的預言，其關鍵問題在于：平均密度是多少。
5.作者認為宇宙的未來會是怎樣的?
明確：會有兩種可能：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。
(解說：設計這些題目旨在讓教師引導學生探究文章的內涵，由表及里，將自讀引向深入、準確。)
【自讀思考】
1.根據(jù)作者的論述，我們目前所能看到的宇宙物質最多是臨界值的百分之一，似乎不足以使宇宙坍縮。然而作者又指出，也許存在足夠的暗物質，使宇宙最終坍縮。宇宙中存在暗物質的證據(jù)是什么?作者又舉了哪兩種假說，說明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)?
明確：宇宙中存在暗物質一個證據(jù)來自于螺旋星系，必須存在某種看不見的物質形式，其引力吸引足以把這些旋轉的星系牢牢抓住;另一個證據(jù)來自于星系團，要不是引力吸引把星系抓到一起，這些星系團就會飛散開去所以，在星系團中我們觀測到的星系以外必須存在額外的暗物質。
作者為了說明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)，列舉了兩種假說，一種是所謂的人擇原理，另一種是極早期宇宙的暴漲理論。
(解說：此題旨在引導學生探究文章的內涵。同樣是探究文章的內涵，上面五個問題是宏觀的，環(huán)環(huán)相扣，步步深入，這一個則是微觀、細碎的，所以單獨列在自讀思考中。)
2.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么道理?
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(shù)字。你在實際上不可能預言出來的數(shù)字，否則的話，物理學家就會在賭場發(fā)財。
明確：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。
�、谶@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征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的生命。
明確：用這個比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結后，并不是任何發(fā)生在之后的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。
(解說：此題旨在引導學生領會、學習作者善于用比喻來說理的技巧。)
3.這篇文章語言幽默風趣，在說明科學道理的同時，創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，體現(xiàn)了演講詞的特點。試舉出三個例子，分析其表達效果。
明確：
例如：①這些日期使股票市場下瀉。雖然它使我百思不解，為何世界的終結會使人愿意用股票來換錢，假定你在世界末日什么也帶不走的話。這句話讓人在笑聲中悟到人類自身的某些缺陷和某些思維誤區(qū)。②據(jù)說，1844年是第二次回歸的開始，但是首先要數(shù)出獲救者名單。只有數(shù)完了名單，審判日才降臨到那些不列在名單上的人。幸運的是，數(shù)人名看來要花很長的時間。這句話幽默中含著揶揄和諷刺，揭露了宗教預言師的荒謬，表現(xiàn)了對方屢測屢敗卻又想方設法自圓其說的尷尬與可笑。③如果暴漲理論是正確的，則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預言者的良好傳統(tǒng)，兩方打賭，以保萬無一失。聽眾明知作者做的是科學的預言，和巫師他們完全不同，可作者卻有意將自己降為他們的同類，一是說明自己恰好也有兩種預測，二是順勢又對他們進行嘲諷。這種智慧的表達既帶來了輕松愉悅的氣氛，又大大增加了自己與聽眾的親和力。
(解說：此題旨在引導學生領會并學習作者幽默風趣的演講風格。)
4.下面這段話引自霍金2002年8月15日在浙江大學的公眾演講《膜的新奇世界》，讀后請用其中的原句提煉本段的要點，并同課文做比較閱讀，說說霍金在介紹深奧理論時喜歡采用什么方式來讓聽眾聽明白?
按照我的意見，膜世界啟始的更遠為吸引人的解釋是，它作為真空中的起伏而自發(fā)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，并且擠在一起。當水被加熱上去，分子運動得更加快，并且相互彈開。這些碰撞偶然賦予分子如此高的速度，使得它們中的一群能擺脫它們的鍵，形成熱水圍繞著的蒸氣小泡泡。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(shù)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(xù)成長。我們在沸騰時觀察到的正是這些巨大的膨脹的泡泡。
明確：這是遷移運用題。體現(xiàn)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。
5.課文中霍金對宇宙未來的預言，你怎么看?老師鼓勵學生發(fā)表有創(chuàng)見的觀點，只要態(tài)度科學，能自圓其說即可。
(解說：設計該題旨在引導學生獨立思考，培養(yǎng)獨立的人格，同時也培養(yǎng)獨立的科學精神。學生可以暢所欲言，比如認為霍金的觀點只是一家之言，只是一種推測，無法得到證實，他和愛因斯坦的相對論一樣，雖然都很偉大，但都只是一種理論，一種思想，缺少科學的實證，因此也都沒能獲得需要實證的諾貝爾獎。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(fā)現(xiàn)。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。)
6.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后最偉大的代表人物。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(chuàng)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(chuàng)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)后的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，幾十年被禁錮在特制的輪椅上，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里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》里一句充滿詩意的臺詞：我即使被關在果殼里，仍自以為是無限空間之王!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(zhàn)命運的不屈的靈魂。他曾說：只要有智慧和精神在，沒有什么能打倒自己。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。
那么你呢?你怎么看待霍金?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(xiàn)象?
(解說：科學和人文是教育的兩大內容，學習本文可以增進學生的科學素養(yǎng)，因此設計了上題;而從作者霍金的身上，還能感受到高尚的人格魅力，因而設計了本題。霍金的朋友曾這樣感慨：可以相信，當他所熱愛的東西都失去時，他不僅堅強地活著，而且偉大地活著，那么他所帶給我們的不僅僅是科學的智慧，還有人類最可貴的精神。教師可介紹霍金的生平，介紹霍金2002年8月來華刮起的霍金旋風，讓學生產生積極的情感體驗，學習霍金戰(zhàn)勝自我、挑戰(zhàn)極限、追求科學的頑強品質。對于三星高照的現(xiàn)象，能夠引發(fā)學生的深入思考，并作出較為正確的評價，比如這樣評價：這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，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。要讓學生意識到，只有在正確的價值取向引導下，個人才能體現(xiàn)出最大的人生價值，社會才能快速向前發(fā)展。)
【課外作業(yè)】
1.仿照本文幽默風趣的語言風格，寫一個演講片段，題目是《霍金·明星·我》。
2.閱讀霍金的名著《時間簡史》、《果殼中的宇宙》(2002年8月霍金在浙江大學的公眾演講《膜的新奇世界》就選自其中)。
(解說：兩個題目，一讀一寫，由課文深化、拓展開去。教師給定一個完成的時間，然后在全班交流，將學習氣氛推向高潮。)
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