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《宇宙的未來》教學設(shè)計
教學目標
一 知識目標
1.了解有關(guān)宇宙學的一些知識。
2能讀懂本演講錄的內(nèi)容.。
二 能力目標
1.激發(fā)學生對宇宙奧秘的探索熱情
2.引導學生體會這篇講演幽默的語言風格，提高自己的思維和表達能力。
三 情感目標
通過介紹霍金的感人事跡，感受科學精神。
教學重點、難點
重點：
1、了解有關(guān)宇宙學的知識。
2、引導學生體會這篇演講幽默的語言風格。
難點：
能讀懂本演講錄的內(nèi)容。
教學步驟
趣味導入：
同學們都很喜歡看穿越小說，那誰來給我們說說你看了哪些穿越小說、電影、電視劇呢?你們看的穿越小說，有穿越地球看到宇宙世界的嗎?那么我們今天就來學習一篇講說宇宙未來會怎樣的文章。
作者簡介(展示圖片)
史蒂芬.霍金 (Stephen Hawking) 1942年1月8日生于牛津，那一天剛好是伽利略逝世三百年�？赡芤驗樗錾诘诙问澜绱髴�(zhàn)的時代，所以小時候?qū)δＰ吞貏e著迷。他十幾歲時不但喜歡做模型飛機和輪船，還和學友制作了很多不同種類的戰(zhàn)爭游戲，反映出他研究和操控事物的渴望。這種渴望驅(qū)使他攻讀博士學位，并在黑洞和宇宙論的研究上獲得重大成就。
霍金十三、四歲時已下定決心要從事物理學和天文學的研究。十七歲那年，他考到了自然科學的獎學金，順利入讀牛津大學。學士畢業(yè)后他轉(zhuǎn)到劍橋大學攻讀博士，研究宇宙學。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(jīng)診斷得了肌萎縮性側(cè)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(jīng)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(lǐng)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。
(提醒學生：可積累很好的作文素材或論據(jù)。如——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(guān)注和尊敬。在他開始患病時，他意識到自己的生命行將結(jié)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。)
關(guān)于宇宙的未來
今天，我們來探討一個有趣的話題——
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(zhì)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(zhì)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(jié)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。
文體了解
本文是霍金1991年1月在劍橋大學的講演
演講稿也叫演說辭，它是在較為隆重的儀式上和某些公眾場所發(fā)表的講話文稿。 演講稿是進行演講的依據(jù)，是對演講內(nèi)容和形式的規(guī)范和提示，它體現(xiàn)著演講的目的和手段， 演講的內(nèi)容和形式。演講稿是人們在工作和社會生活中經(jīng)常使用的一種文體。它可以用來交流思想、感情，表達 主張、見解;也可以用來介紹自己的學習、工作情況和經(jīng)驗等等;演講稿具有宣傳、鼓動、教育和欣賞等作用，它可以把演講者的觀點、主張與思想感情傳達給聽眾以及讀者，使 他們信服并在思想感情上產(chǎn)生共鳴。
題解：
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》。
整體感知
預習了本篇文章，用一句話簡要地說出本文講了什么。
本文講的是宇宙的未來問題，預測了兩種結(jié)局：或膨脹，或收縮。 (只要是文中提到的都算對)
研讀文章
這篇文章讀起來雖然有點困難，但我們還是知道它在說什么�？磥硗瑢W們的領(lǐng)悟能力還不錯。那下面我們來分析文章。把文章分成幾個部分，然后逐一進行分析。
閱讀1——6段，回答以下兩個問題：
(1)作者講演的題目是“宇宙的未來”，卻先講了許多歷史故事，這起到了什么作用?你認為這是跑題了還是還是與話題有關(guān)聯(lián)?
答：如同中國古代說書人先講一段別的故事以引出正題一樣，屬于反面落筆，這篇講演先從古代的先知和女巫談起，以引起聽眾的興趣，起到了引出話題的作用。作者敢于諷刺那些古代預言家，正是代表科學界表明了一種自信，因為科學的預言是建立在科學研究基礎(chǔ)之上的。是可以用科學原理加以說明的。所以說，“講史”是為了“襯今”，不是“跑題”，而是與話題相關(guān)的。
(2)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�！鋵�，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。
2.閱讀7——10自然段，思考這樣一個問題：作者在第八自然段中為什么說“即便我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA言遙遠的未來”?為什么第十自然段又說“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”?
答：“因為物理方程的解會呈現(xiàn)出一種稱作混沌的性質(zhì)”“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(jié)果”。
3.閱讀第11——13自然段，思考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?
答：人類社會的未來是混沌的，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”。
4.閱讀14——25段，思考一下三個問題。
(1)預言宇宙未來的關(guān)鍵是什么?
答：關(guān)鍵在于宇宙的平均密度是多少。
(2)根據(jù)作者的論述，我們目前所能看到的宇宙物質(zhì)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(zhì)，使宇宙最終坍縮”呢。宇宙中存在暗物質(zhì)的證據(jù)是什么?
答：“一個證據(jù)來自于螺旋星系”，“必須存在某種看不見的物質(zhì)形式，其引力吸引足以把這些旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住”�！傲硪粋�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(zhì)”。
(3)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)?
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“極早期的暴漲理論”.
5.最后一段是總結(jié)。文中最后一句：“兩方下賭注，以保萬無一失”，表現(xiàn)了作者什么樣的語言風格?文章中類似的語句還有哪些?
答：表現(xiàn)了作者幽默的語言風格，也表明了作者嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。
總體感知
體會這篇演講詞幽默風趣的預言特點。
作為一篇關(guān)于宇宙未來的演講詞，本文的大量篇幅是較為嚴肅的科學話題，運用了好多專業(yè)術(shù)語，容易使人感到沉悶。但是霍金的聰明之處在于他運用了許多幽默風趣的語言，使得這樣一篇旨在說明科學道理的學術(shù)演講，讓人能夠在一種輕松愉快的氣氛中認真聽下去。這樣的語言是很多的。
文中表現(xiàn)作者幽默風格的句子還有哪些?
(1)第四段：雖然它使我百思不解，為何世界的終結(jié)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。
(將假設(shè)的情景置于句末，起強調(diào)作用。這句話讓人在笑聲悟到人類自身的某些缺陷和某些思想誤區(qū)。)
(2)第五段：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。
(“幸運的是”四字，極盡諷刺，這句話的言外之意是：宗教預言屢屢失敗，不斷另立新說，以擺脫尷尬局面。這樣說，有利于創(chuàng)設(shè)愉快輕松的氛圍，更能吸引聽眾的注意力，抓住聽眾的心。)
(3)第八段：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。
(用比喻說明了我們目前還不知道“制約宇宙的有關(guān)定律”。即便知道了，它的“物理方程的解”也會出現(xiàn)混沌的性質(zhì)，不可能有確解。作者之所以這么說，一是說明自己恰好也有兩種預測，二是對文中提到的巫師等的諷刺。)
(4)第十段：其危險在于，我們毀壞或消滅環(huán)境的能力的增長比利用這種能力的智慧的增長快得太多了。
(作者用詼諧的語言指出了人類對環(huán)境的破壞程度和速度。)
(5)第十二段：它只能把食物加熱到絕對溫度的2.7度，所以不能用來溫熱你的外賣比薩。
(說理時不忘調(diào)侃，使行文生動活潑。)
(6)十六段：然而，我比其他預言者更占便宜。即便宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預言，它至少在一百億年內(nèi)不會停止膨脹。我預言那時自己不會留在世上被證明是錯的。
(再次顯示了詼諧的語言風格，同時也表明作者對自己的預言是滿懷信心的。這句話傳達出重要的信息：宇宙“至少在一百億年內(nèi)不會停止膨脹”，同時也以幽默的語氣說明宇宙坍塌時間遠在人類滅絕之后，不必為此恐慌。)
(7)最后一段：“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)，兩方下賭注，以保萬無一失。”
明確：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。
疑難探究
1.作者關(guān)于宇宙的未來的主要觀點有哪些?
(1)宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關(guān)，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(jié)。
(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(zhì)，它的引力吸引足以把高速旋轉(zhuǎn)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(zhì)量的恒星將變成白矮星或中子星，具有更大質(zhì)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(zhì)，這些暗物質(zhì)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.你怎樣看待霍金對宇宙未來的預言的?
答：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、假設(shè)，或許會有不同的結(jié)論，不同的發(fā)現(xiàn)。所以我們對霍金觀點的可以學習，可以接受，但不能迷信，不能束縛自己的思維。
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