《一名物理学家的教育历程》教学设计（精选10篇）
作为一位兢兢业业的人民教师，总不可避免地需要编写教学设计，教学设计把教学各要素看成一个系统，分析教学问题和需求，确立解决的程序纲要，使教学效果最优化。写教学设计需要注意哪些格式呢？以下是小编帮大家整理的《一名物理学家的教育历程》教学设计，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。
《一名物理学家的教育历程》教学设计 1
一、教学目标
1、培养科学的学习方法和思维习惯，培养筛选整合文章关键信息的能力，学会用结构分析法来快速阅读文章和梳理文章的主旨。
2、感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力，激发学生探求未知世界的兴趣，培养学生养成良好的性格品质。
二：课时安排
一课时
三：教学过程
（一）导入
北京时间20xx年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。早在20xx年，神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接！从逐日、奔月的神话，到空间站的建立，千年绮梦已成真；从万户飞天到神舟十一号载人飞船的起航，揽月神游弹指间；从想象到实践，我们依靠什么走到了今天？或许《一名物理学家的教育历程》会给我们答案。
（二）作者介绍
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。主要著作有《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著）、《量子场论》《超弦导论》。
（三）初读课文，把握大意
“鲤鱼科学家”
1、【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？（找出与原文中句子相适应的句子。）
【答】主要有以下几点：（1）“水池之外看不见的世界没有科学意义。”（2）“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”——它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。（3）“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。（4）“鲤鱼科学”的“传奇故事”，真实地证明另一个世界的存在，而它们却认为“胡说八道”，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。
2．【提问】作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？
【答】说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。（1）人类“一生就在我们自己的‘池子’里度过”，只要“超出我们的理解力”的自然存在，他们就“拒绝承认”。（2）“科学家发明像力这样一些概念……”，是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”，不肯改变思考问题的方式。（3）“不能在实验室里便利地验证”的理论，他们就加以“鄙视”，表现出思想上的保守和固执。
鲤鱼“科学家”的故事我们可以看出：1：幻想鲤鱼“科学家”研究的局限性。2、推知人类对多维空间研究的局限性。
四、顺势理解，把握文章内涵
文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，因此，叙述的顺序主要是历时性的。但是，作者开头就说“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程”。而“童年的两件趣事”作为文章的主要内容，又是共时性的叙述。这样的结构安排，使文章既脉络清楚，又重点突出。结构如图：
爱因斯坦故事的影响
1、【提问】课文中阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，对“教育历程”的叙述有什么作用？
【答】课文的重点是童年趣事和建立实验室，这三个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来。而夹杂在其中的两个小事例，主要起补充和衔接的作用。历险故事加深作者对高维空间的想像，激发兴趣；而阅读统一场理论书籍，既表现高中阶段作者求知的热情，也衔接起由理论到实验的探究过程。
2．【提问】作者说“我决定要对这一问题刨根问底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人？
【答】理论物理学家的工作是抽象、枯燥的，受实验条件的限制，自己的学说很难得到实验的证明，甚至可能到死也得不到成就。这样的人必须耐得住寂寞，必须有奉献精神。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。
3、【提问】本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵，可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。
【答】
（1）想象力：科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想象中，认识到人类观察空间的局限性，间接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想象上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。
（2）乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。探寻自然的奥秘，对真正的科学工作者来说，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏”，也是人生的“境界”。“游戏”使他们乐此不疲，充满激情，不受外界的诱惑和干扰；而“境界”使他们不顾功利，不畏强权，只求真理。
（3）实验精神：有了想象力，有了乐趣，那只是成为科学家的最基础的因素，不去踏踏实实地做实验，就不能得到基本数据，假说就不能确立。一味地空想，不去做基础工作，不可能达到真理的彼岸。作者从事的高维空间理论，虽然还停留在纸面上，但是科学家们已经在做许多基础的实验工作，努力使理论得到证明。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论，也要有数学和天体物理学的实验基础，也不是空想出来的。
五、课堂总结
问题：作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？
答案：科学是建立在基础实验之上的，科学理论要经过实验的检验才能得到论证。实验不是简单的操作，要有理论指导，要有实验的设计，要有策划组织能力，要有耐力和恒心等等，实验考验的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是，重视理论，轻视基础实验，表现为动手能力和实践能力差，思想上浮躁，急功近利。对教育而言，重知识，轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪。
七：拓展延伸
（一）物理学家的理论也许过于艰深，但是其中的道理，和日常生活的体验是相通的'。文章所讲述的鲤鱼的故事，给了你怎样的启发？你是否也有过类似的奇思妙想呢？
参考答案：
站在地球上观察，我们觉得地球是平面的，但是在高空，我们就可以看到地球的曲面。这与鲤鱼们观察它们的宇宙，看到的是幽暗的水体是类似的
（二）作者关于鲤鱼“科学家”的幻想十分有趣，如果我们以动物的眼光来观察人类，是不是也很有意思呢？假如有一位动物（狗、猫、鸡、燕子等）“科学家”专门研究人类的某些行为，它写了一篇科普文《人类行为之谜》。请你用有趣的语言替这位动物“科学家”做一回代笔人。
八、作业
一、你是否对自然界有过好奇之心？是否也因此产生了对科学的兴趣？阅读课文，看看对鲤鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟事业的向往，是怎样启迪作者走上科学探索道路的？
参考答案：对鲤鱼世界的遐想，使作者感悟到人类观察角度的局限，激发探究未知世界的热情；对爱因斯坦未竟事业的向往，使作者产生对统一场理论的兴趣，好像“侦探”一样急于找到“故事”的线索和结局。由此，作者开始阅读相关书籍，建立自己的实验室，走上了科学探索的道路。
二、苏轼说过：“不识庐山真面目，只缘身在此山中。”物理学家的理论也许过于艰深，但是其中的道理，和日常生活的体验是相通的。文章所讲述的鲤鱼的故事，给了你怎样的启发？你是否也有过类似的奇思妙想呢？
参考答案：站在地球上观察，我们觉得地球是平面的，但是在高空，我们就可以看到地球的曲面。这与鲤鱼们观察它们的宇宙，看到的是幽暗的水体是类似的。
《一名物理学家的教育历程》教学设计 2
【学习 目的要求】
1.知识目标：了解文中所谈的一些物理学理论问题，如宇宙平行理论、多维空间理论。
2.能力目标：分析文章的结构，学习文章的语言。
3.情感目标：学习作者对科学深入探索的精神。
【学习重点、难点】
1.重点：通过学习从结构上去把握文章内容，了解作者对科学的探索的精神。
2.难点：从文中学到科学的学习方法和思维习惯并用于平时的学习中。
一、知识储备
体裁知识积累：
1.怎样把握说明对象的特征?
首先，要抓住说明的要点。说明文要说明的要点，往往就是说明对象的特征。说明的要点，因说明对象的不同而有别，如人物简介，其要点—般包括年龄、籍贯、学历、经历、性格、品质、特长等;书籍简介，其要点一般包括作者、写作时间、历史背景、内容提要、社会价值等。
其次，应弄清作者介绍的是事物哪些方面的特征，又是从哪些角度介绍的。
2.弄清概念的限制和概括
概念的内涵与外延之间，具有反比关系，即一个概念的外延越大，则它的内涵越小;反之，一个概念的外延越小，则它的内涵越大。“新书”比“书”多了“新”的内涵，因而具有这种属性的对象(外延)也就越少;同样“书”比“新书”少了“新”的内涵，因而具有这种属性的对象(外延)也就越多。
概念的限制是通过增加概念的内涵以达到缩小概念的外延的目的，即由一个外延较大的概念过渡到一个外延较小的概念。概念的概括是通过减少概念的内涵以达到扩大概念的外延的目的，即由一个外延较小的概念过渡到一个外延较大的概念。
我到商店买衬衣,不能只对售货员小姐说“我买衫衣”，应当把所有关于我买衬衣的信息资料统统告诉售货员小姐。应当说“我买一件蓝色40公分男式短袖纯棉衬衣”。“衬衣”前的五个定语“一件”、“蓝色”、“40公分”、“男式”、“短袖”、“纯棉”就是增加的衬衣的属性。通过层层的限制，我和售货员小姐达成共识，确定单位为“一”，我就买“这一件”。这就是概念限制的过程。我买完衬衣从商店里走出来，恰好碰到了同一办公室的小陈，他问我：“ 杨老师您做什么去了?”我并不回答“我买了一件蓝色40公分男式短袖纯棉衬衣”，因为小陈并不关心我买什么样的衬衣，他只问做什么去了。我只回答“买衬衣去了”或“买东西去了”。这就是对“一件蓝色40公分男式短袖纯棉衬衣”这个概念的概括，即由一个外延较小的概念“一件蓝色40公分男式短袖纯棉衬衣”过渡到了一个外延较大的概念“衬衣”。
3.人物介绍
加来道雄：美籍日裔物理学家，纽约市立大学城市学院理论物理学教授。他毕业于哈佛大学，获得加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位。他是《超越爱因斯但》(与特雷纳合著)《量子场论》和《超弦导论》诸书的作者。在过去的10年里，他还是广播电台每周一次一小时科学节目的主持人。
4.课文要点
本文作者以细腻优美的笔法写了自己走上科学探索之路的过程，阐述了一些高深的物理学理论问题。不像其它的科普文章向我们介绍大量的科学知识，而是通过对童年的两件对自己启发很大的事情的追溯，告诉了我们走上科学的道路的一些必备的因素(敢于质疑、对事物充满兴趣、做事有毅力)，思路很清晰。
5.语基积累
(1)给加点字正音：
栅( )栏 目眩( ) 撒手人寰( )刨( )根究底 畏葸( )不前
参考答案：zhà xuàn huán páo xǐ
(2)基础训练：
1.依次填入下列各句横线处的实词，恰当的一组( )
①高楼拔地而起，青草的生成，都__了在其他地方聚集起来的能量。
②有些科学家__说，经过很长的时间，太阳能够对地表起一定作用，使消散了的金属分子又重新回到聚集的状态中去。
③我们__到，其他星系正离开我们运动而去，而且它们离开我们越远，就离开得越快。
④谁能够看到并且__这个奥妙，谁就能够推动科学的发展。
A 耗费 辩论 观测 揭露
B 消费 争辩 看 揭露
C 耗费 争辩 观测 揭示
D 消费 辩论 看 揭示
2.下列标点符号的使用正确的一句是( )
A、 去年一年，日本广岛县为了笼络中央内阁官员，竟举办了474次所谓的非正式联谊会。
B、 一个漂亮的姑娘，个儿要高，又不能太高;脸要白，又不能太白;要白里透红，又不能太红。
C、 我托他买《青年自学丛书》――《环境保护》和《人体卫生》，他满口答应了。
D、 洪武二年，朱元璋开始读《孟子》，发现书中有不少忏触皇权的话，大磊为恼怒，对人说：“这个老头子要是活到今天，非办不可。”
3.下列各句中加点的成语使用不恰当的一项是( )
A 在这个探索过程中，数学把理性思维的力量发挥得淋漓尽致。
B 奇怪的是，虽然科学们多少年来为这两个定律的真正涵义费尽心机，地球上各民族文化的民谚却早已悟出其中三昧。
C 英语，我是最有信心的。因为我在大学，至少有1/2 的时间是用在学英语的，自恃有些词汇量，于是也就不管三七二十一，上来就做仿真题，一下子做了二十道，感觉良好。
D 只要你舍身处地的为我想一想，你就会同情我的处境，不会对我这样求全责备了。
参考答案：
1.C(“耗费”就是消耗，是指精神、力量、东西等因使用或受损失而渐渐减少，而“消费”是为了生产或生活需要而消耗物质财富。“争辩”“辩论”都有“辩解”的意思，但“争辩”一般是侧重于一方;“观测”是一个科学术语;“揭露”是使隐藏的事物显露，“这个奥妙”应与“揭示”搭配。)
2.D(A项中的“非正式联谊会”应加引号，文中也有提示词“所谓”。B项中第二个分号改为逗号。C项中的破折号用错了，破折号在这里应起解释作用，但后边两本书不是解释，应去掉破折号，换成汉字“中的”。)
3.B(“费尽心机”是贬义词，应用“绞尽脑汁”。)
二、问题探究
主问题：阅读课文，找出作者的观点句，思考课文各段所写内容，并划分课文结构。
明确：整体感知各段大意：
第1段，全文总纲，引出下文。
第2段，产生第一件趣事的契机：游日本茶园，蹲小池边“为慢畅游在水底睡莲之中五彩斑斓的鲤鱼所陶醉”。
第3段，遐想的'内容：水池中的鲤鱼怎样观察它们周围的世界。
第4段，遐想一，它们相信它们的“宇宙”就由阴暗的池水和睡莲构成，它们只模糊地意识到水面之上存在有另外一个外部世界。
第5段，遐想二，“在水底的鱼群中可能有些鲤鱼“科学家”。
第6段，遐想三，暴风雨来临，鲤鱼们为睡莲自己能够运动而困惑不解。
第7段，遐想四，鲤鱼“科学家们”对睡莲能够不被触摸而运动得出结论：是因为有一种看不见的力对它起作用。
第8段，遐想五，“抓而又放”这些鲤鱼科学家，会是什么样子?那些别的鲤鱼一定会非常困惑。
第9段，遐想六，被“抓放”的鲤鱼“科学家”讲的故事是不是像人类的被抓上“飞碟”的故事呢?
第10段，是更高层次的思索，把对鲤鱼的遐想扩展到人类身上，我们人类就像鲤鱼一样，对看不到的东西，不知道的东西，不能放开思想，认真思索。
第11段，童年的遐想和认真的思索离不开实际的行动。
第12段，讲述小时候听老师讲已故科学家爱因斯坦的故事，使“我”对其未能完成自己的伟大发现就撒手人寰的事特别感兴趣。
第13段，这个故事迷住了好思索勇于进取的小学生，引起了遐思与阅读。
第14段，通过读书知道了爱因斯坦未完成的论文是“统一场论”，遗憾的是作为一个孩子，还不能理解这些东西。
第15段，到了高中，知识面扩展了，又发现了爱因斯坦的另一发现：反物质的存在，引起了更大兴趣。
第16段，实践建立了自己的原子对撞机，建造了一台电子感应加速器。
第17段，谈建立电子感应加速器的过程。
第18段，虽曾有失败，但最终有了一点成功。
全文共分三部分：
第一部分(1):是全文的纲，只有一句话，非常简洁，点明后面写作的内容。
第二部分(2-11)：主要叙述作者第一件趣事：对鲤鱼世界的遐想。
第三部分(12-18)：主要介绍作者第二件趣事：对爱因斯坦未竟事业的向往。
子问题1：文章的脉络非常清晰，首段的语言有什么特点，起什么作用?
明确：首段语言一句话，简洁、平实自然，是全文总纲，是为了引出下文写作的内容。
子问题2：文中讲述了“我”童年时的几件趣事?这些趣事在文中起什么作用?请用简洁语言归纳概括。
明确：
两件趣事。童年时的第一件趣事：对鲤鱼世界的遐想。童年时的第二件趣事：对爱因斯坦未竞事业的向往。
作用：第一件事“我”由鲤鱼的遐想，引起了我对人类的思索。使我解放了思想，由遐想而去探索平等宇宙、多维空间，去读书。第二件趣事爱因斯坦的故事。他的发现改变了人们对世界的认识，他未竞的事业引起了我极大的兴趣。使我努力探索，读书，并动手实践获得了成功——亲手建立电子感应加速器。
子问题3：鲤鱼怎样观察世界?请归纳概括“我”遐想的内容。
明确：①鲤鱼”坐井观天不了解外面的世界。②鲤鱼科学家。③鲤鱼的困惑。
④鲤鱼认为“力”在起作用。⑤鲤鱼的又一次困惑。 ⑥鲤鱼科学家讲故事。
子问题4：读了作者讲述的童年趣事，你们得到了哪些启示呢?
明确：(言之成理皆可)
启示：第一件趣事，看似是一个小孩子不着边际的遐想，其实正是一种科学精神。正是这种遐想，才促使作者对高维数世界产生兴趣。第二件趣事，一个八岁的孩子会对对爱因斯坦未竟事业产生向往，正是因为有了这种乐趣，才促使作者去寻找答案，大量阅读，动手实验。
子问题5：整篇文章讲述了作者从童年的两件趣事到青年动手实验的历程，请思考成为一名物理学家需要具备什么精神?
明确：(答案具有开放性)
一要拥有科学精神，二要有想象力，三要保持兴趣，四要有实验精神，五要忍受艰辛，六要有坚定信念，七要有坚持不懈努力，八要耐得住寂寞，九要有奉献精神，
十要有耐力和恒心。
三、课文小结
1、本文主旨：
本文介绍了作者成为一名理论物理学家的历程--作者对鲤鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟事业的向往，是如何启迪作者走上了科学探索道路的。
2、艺术特色：
①本文最大的特点是在讲述自己的教育历程中讲述科学道理，重点讲述科学研究的方法。这种结构给人耳目一新的感觉。
从题目看似乎是一篇记叙文，记叙自己的成长历程的，从整体结构看也是如此。作者就写了童年中的两件趣事，是它们启迪自己走上科学道路的，但在行文中却有着对科学思想的探讨，有着对科学概念的恰当解释。如对反物质的解释，对建造电子感觉加速器的详细叙述等等，无不包含丰富的科学知识。再如对平等宇宙和多维空间的探索等等。
②想像奇特，心理刻画细致。
虽然是一篇科普文章，但很有文采，尤其是写小时候大胆的想像的细节更是细致入微。如在水池旁忽然来了一场暴雨，作者用了两段写自己的遐思，一是写水中鲤鱼的反应是困惑的：睡莲没有人摇动怎么会自己动起来呢?二是鲤鱼科学家的杜撰，简直引人发笑。发笑之后，不得不佩服小孩子想像的丰富。第二部分写小孩子的想像非常丰富，语言刻画相当细腻。
《一名物理学家的教育历程》教学设计 3
教学目标
一、知识教育目标
引导学生从生活出发，了解科学、认识科学。
二、能力培养目标
引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。
三、德育渗透目标
引导学生体会科学精神。
重点、难点及解决办法
高维空间对普通人来说，是很难想像的。所以，教学重点是文章内容，而不是相关的科学知识。相关知识教师有所了解，能帮助教学课文即可，不必教授给学生。
教学步骤
一、导入新课
成为一位科学家是无数有志青年的梦想，对物理的探究更是许多年轻的学子孜孜以求的，我们来看一下加来道雄的成长道路，或许能得到一些启发。
（板书）一名物理学家的教育历程
二、明确目标
1．引导学生从生活出发，了解科学、认识科学。
2．引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。
三、整体感知
1．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。主要著作有《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著）《量子场论》《超弦导论》。
2．本文的基本结构
文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，因此，叙述的顺序主要是历时性的。但是，作者开头就说“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程。”而“童年的两件趣事”作为文章的主要内容，又是共时性的叙述。这样的结构安排，使文章既脉络清楚，又重点突出。结构如图：
童年 青年 （成年）
鲤鱼世界的幻想（想像）
实验------------（理论物理学家）
爱因斯坦故事（理论）
3.段落划分
段落划分
一、（1 段）全文总括：记叙了作者在童年的两件趣事，以及作者是如何由这两件趣事来激发自己的科学兴趣的。
二、（2~11 段）由对鲤鱼世界的遐想，推知人类认识的局限性。
（1）幻想鲤鱼“科学家”研究的局限性。
（2）推知人类对多维空间研究的局限性。
三、（12~18 段）对爱因斯坦未竟事业的向往与学习研究。
（1）探究爱因斯坦未完成的理论。
（2）建立自己的原子对撞机。
4．本文的基本内容
①人人都对自然感到好奇，都以自己喜爱的形式寻求自然的“谜底”，但是大多数人一般直接探寻自然本身，而作者却由人的观察角度，反思人类对宇宙的认知。看似作者少年时的`思维超出同龄人，其实只是他充分发挥了自己的想象力，并且保持了这样奇特的想象力，由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。
②作者少年时接触到爱因斯坦的“未竟事业”，激发了他的探究兴趣。他之所以感到“激动人心”，是因为他把爱因斯坦的理论当成一个“侦探故事”来阅读、探究，这非常符合少年的心理。另外，“我决定要对这一秘密刨根问底”，也表现了他有毅力有恒心的性格，这是成为科学家的基本素质。
③高中时代，本应“在棒球场或篮球场玩耍”，享受青春年华，但作者却“找遍周边地区大量的电子仓库，装配必需的硬件设备”，在“学校的足球场中缠绕22英里长的铜线”，自己动手建设实验室，验证爱因斯坦理论，探究反物质。作者进行这样艰苦枯燥的工作，体现了他对科学的热爱，以及踏实的性格，显露出一个科学工作者的潜能。由①②到③，我们可以清楚地看到作者的“教育历程”和“教育内容”。
《一名物理学家的教育历程》教学设计 4
教学目标
1、把握作者的行文思路，理解课文内容。
2、了解作者成为理论物理学家的历程，学习他执着奋进的精神。
德育目标
培养科学精神，关注学科探索过程，激发学生探索未知世界的兴趣。
教学重点
把握作者的行文思路
教学难点
通过文本联系当下，探究作者进行科学实验的现实意义。
教材分析
本单元以“探索与创新”为人文主题，引导学生了解科学探索的动机、过程与方法，在获得科学认知的同时，体会人文之美与理性思考的价值，激发学生科学探索意识、创造激情和理性精神。同时也要引导学生学习整合阅读与表达，养成比较阅读的意识，将具有综合性和实践性的学习活动贯穿在整个单元教学之中。
学情分析
学生在学习了《青蒿素：人类征服疾病的一小步》的基础上，已经对“科学精神”
有了一个较为全面和清晰的认识，因此在学习本文时仍需抓住这条主线，保有对探索世界的好奇心和想象力，培养实事求是的科学态度与实证的科学方法；联系“任务”而精读、细读。
课型
自学课文
教学时间分配
一课时
教学准备
1、了解作者
加来道雄，日裔美籍理论物理学家，纽约市立大学城市学院理论物理学教授。他毕业于哈佛大学，获得加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位。他是《超越爱因斯坦》、
《量子场论》和《超弦导论》的作者。
2、理论物理学
对应于物理学分为理论物理和实验物理，物理学家也可以分为理论物理学家和实验物理学家。当然，物理学中理论和实验都是必不可缺的组成部分，所以有时候这样的分类很难界定。
只不过在一个物理学家更偏重理论的.情况下，他（她）被称为理论物理学家，例如爱因斯坦；而如果偏重实验，则称为实验物理学家，例如法拉第。
教学方法
合作、讨论、点拨。
教学过程
一、导入
科学家总是对未知的世界充满好奇：牛顿因苹果落地而发现万有引力，阿基米德在浴缸里发现浮力......今天，加来道雄用他自己的方式来向我们解释对于未知的宇宙，我们就像那些生活在池塘中的鱼一样，面对暂时还未解开的谜题，我们可以而且应该去探索，而不是妄自主观的否认其存在！
二、快速阅读全文
（设计意图：锻炼学生分析问题和解决问题的能力，获得思维的发展与提升。）
思考：作者在文中指出在童年有两件事情大大地丰富了他对世界的理解力，并且引导他成为一个理论物理的历程，请找出是哪两件事？
明确：1、对鲤鱼世界的幻想。2、爱因斯坦的故事。
三、根据提示，理清文章思路。
（设计意图：考察学生对文章结构和内容的理解情况。）
（一）（1段）全文总括：记叙了由两件趣事引导自己走上理论物理学家的历程。
（二）（2—11段）由对鲤鱼世界的遐想，推知人类认识的局限性。
①幻想鲤鱼“科学家”研究的局限性。②推知人类对多维空间研究的局限性。
（三）（12—18段）对爱因斯坦未竟事业的向往与学习研究。
①探究爱因斯坦未完成的理论。②建立自己的原子对撞机。
四、小组合作探究完成下列问题。
（设计意图：锻炼学生分析问题和解决问题的能力，获得思维的发展与提升。）
1、“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？
2、作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？
3、课文中多维空间历险故事（11段）和统一场理论书籍（14段）两小段内容，对“教育历程”的叙述有什么作用？
4、作者说“我决定要对这一秘密刨根问究底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞”。在作者心中，“理论物理学家”应该是怎样的人？
五、探究
（设计意图：树立学生积极向上的人生理想。）
作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？六、交流
（设计意图：培养学生独立思考问题，增强形象思维能力，准确、生动、有逻辑地表达自己的认识。）
在你看来，想象力、兴趣、实验精神对成为一名优秀的科学家该如何排序？结合《青蒿素》谈一谈除了上述优秀品质，你还有哪些补充？
板书设计
想象力兴趣实验精神
教后反思
对于一篇自学课文，如何引导学生在读中有所收获，设置问题就成为关键。因此，虽然表面上是学生在自读课文，但实际上教师对问题的设置可以更好的帮助学生理解文本以及作者表达的思想。本文与《青蒿素》同处一篇课文中，受时长所限，比较阅读未能完全展开，这一点在今后教学中应重点关注。
《一名物理学家的教育历程》教学设计 5
课文简介：
本文是美国物理学家加来道雄的一篇文章，写的是加来道雄童年时期的奇思妙想和青少年时期的积极探索，这些活动并非“正式”的研究工作，却能让我们领会想象力和兴趣对与科学探索与发现的重要意义。
教学目标（核心素养）
1、语言建构与运用：积累文中的重点字音字形和成语。
2、思维发展与提升：以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。
3、审美鉴赏与创造：赏析文章语言的严谨、准确的特征，学习作者深入浅出介绍科学原理的写作方法。
4、文化传承与理解：学习作者所具备的科学品质，领会想象和兴趣对科学研究的重要意义。
教学重点：
以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。
教学难点：
对文中一些物理学概念的理解，如“高维世界”。
课时：1课时
教学过程：
一、作者简介
加来道雄(假名:かくみちお)，和族，科学家，1947年(丁亥年)1月24日出生于美国加利福尼亚州圣何塞。科学畅销书作者，美国著名高等学府加州大学伯克利分校(UCBerkeley)物理学博士、纽约城市大学研究生中心的理论物理学教授，超弦理论的专家。
加来道雄的著作都广受赞誉，《构想未来》、《超越爱因斯坦和超空间》、《平行宇宙》，均被《纽约时报》和《华盛顿邮报》提名为当年的最佳科学读物之一。他主持着一档全美国联网的科学广播节目，还在《晓闻热线》、《60分钟》、《早安美国》以及《拉里·金直播在线》之类的全美国性电视节目中亮相。
二、预习检测
1、字音字形
遐xiá想惊诧chà杜撰zhuàn目眩xuàn怪诞dàn湮yān没
2、词语
自鸣得意：自以为了不起，表示很得意。鸣：表示，以为。
撒手人寰huán:指离开人间，即死亡。人寰：人间。
刨根究底：比喻追究底细,问事问根本，看事看内在。
在所不辞：决不推辞（多用在冒险犯难）。
畏葸xǐ不前：畏惧退缩，不敢前进。葸：害怕，畏惧。
三、文本研读
1、作者说，丰富自己对这个世界的理解力并引导自己走上理论物理研究而且最终成为理论物理学家的，是童年的两件趣事。请用简练的语言概括这两件趣事。
明确：两件趣事，一是对鲤鱼世界的遐想；一是对爱因斯坦未竟事业的向往。
2、作者读完能够找到的所有有关爱因斯坦及其理论的书籍之后，说:“我决定要对这一秘密刨根究底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”这句话中的“这一秘密”指什么?“纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞”这句话的深刻内涵是什么?
明确:“这一秘密”指“爱因斯坦一生研究的究竟是什么”这一问题；“纵然”一句作者所要强调的是:要探索宇宙的本质，必须付出艰辛的劳动，而自己为了追求真理，再艰辛也要奋斗下去。所以，这句话表现了一位追求真理的科学家的执著精神和坚强意志。
3、如何理解文章标题所说的“教育历程”？
明确:文章标题中的“教育”，并非一般意义上的读书求学，更多的是所作者的自我教育，是一种自主观察、阅读和探索的经历。
比如文中提到了三件最有代表性的事，都属于作者的“教育历程”：
(1)童年时期的两件趣事(由观察小池中的鲤鱼而想象水池中鲤鱼"科学家"的.一系列思维活动，培养了想象力和对事物研究的兴趣;由对爱因斯坦的崇拜到决心完成爱因斯坦未竟的事业);
(2)高中阶段看了许多书后建立实验室制造“自己的原子对撞机”的情况和体验。
4、从全文来看，加来道雄能成为一名优秀的科学家，离不开他身上的哪些品质？
明确：丰富的想象力；浓厚的兴趣；热爱阅读；刨根究底的探索精神；大胆实验的精神。
四、拓展延伸
1、你还听说过哪些伟大物理学家的故事？在班里进行分享。
例如：牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦、波尔、霍金、杨振宁......
2、施一公开学第一课演讲：《独立思考、尊重科学》
施一公与中学生们分享了他从事科学研究近30年的人生思考，并送给学生四个观点：独立、思考、尊重、科学。他还分享了每次有重大科学发现时他的心情：
“这种愉悦感难以用语言表达，它是一种刻骨铭心的愉悦。怎么来描述？我试图让同学们理解，在人类历史浩瀚的历史中，在宇宙长河中，你们想一想，我们能留下什么？当你在实验室里，当你在你的笔记本里，在你的思考过程中，有一个重大的理论突破，有一个核心的实验观察，这种愉悦感，你不觉得比中了彩票大奖更加不可思议吗？这是用你自己的力量在改变世界，在创造奇迹。”
五、布置作业
完成《同步练习》
《一名物理学家的教育历程》教学设计 6
学习目标：
1.掌握运用一定的阅读技巧，提高阅读能力。
2.感悟科学精神，从中获取未来自己成长的启示。
3.培养学生相关科学精神。
重点：
1.运用一定的阅读技巧，梳理文章内容；
2.理解“教育”的内涵，领会科学精神，获取自己成长的启示。
3.激发想象，培养学生相关科学精神。
难点：
理解“教育”内涵，具体把握三件经历对作者成长的'教育作用，以及三件事之间的内在联系。
课时安排：一课时。
教学过程：
一、导入
1.钱学森之问：为什么我们的学校总是培养不出杰出的人才？
2.作者及相关文体知识简介
加来道雄
科普文章
自读课文
二、感知文章内容
历程三件事：1.观鱼的遐想
2.探索爱因斯坦未竟事业
3.做实验建立原子对撞机
三、阅读探究
1.分组探讨三件事对作者的教育作用，初步了解文中的科学精神。
2.建设性地回答钱学森之问。
3.把握三件事的内在联系，认清科学探索的过程，理解诸多科学精神的整体作用。
四、课堂延伸拓展
分享想象故事，激发想象力，培养一种最基本的科学精神。
五、小结
六、布置作业
完成课时作业13的阅读题。
《一名物理学家的教育历程》教学设计 7
(一)教学目标
1、知识与技能:
(1)了解作家、作品。
(2)体会作者所说的怀疑精神、兴趣、毅力等基本品质对人成长的作用。
(3)学习题记的写法。
2、过程与方法:
(1)尝试结构阅读法。
(2)结合现实生活实际讨论。
3、情感态度与价值观:
(1)培养学生的探索精神。
(2)引导学生养成正确的科学观,明确兴趣在学习过程中的重要作用。
(3)明确做事除了兴趣还得脚踏实地。
(二)教学重点
1、指导学生理解作者所说的童年趣事背后所蕴含的科学观、学习观。
2、文章题记的写法。
(三)教学难点:
结合生活体验学习作者的科学观、学习观。
说教法
教授本文,我尝试使用结构阅读法。阅读任何文体的作品,都必须从整体上把握其篇章结构。只有弄清篇章结构,理清文章的脉络,才能洞悉作者的行文思路,掌握文章的内容要点,进而准确理解文章的主旨。所以我们要善于总结阅读经验,掌握篇章结构的`梳理方法,以提高阅读效率,保证阅读质量。
在使用本方法时应注意以下几点:
1、要学会分析句群。句群是构成段落的意义单位,能够将段落中的句群分析清楚也就能够理清段落层次了。
2、要学会分析结构关键词,加以准确的分析,段落的内部层次、段落之间的转承关系就易于掌握了,篇章结构也易于理清了。
3、要学会分析事实。找到事例,分析事例相关的问题,逐步深入,透过现象寻求本质,抓住文本的中心要义。
说学法
在授课过程中,首先对预习情况进行检查,为文本的阅读奠定基础。其次指导学生在阅读文本时一要列出课文的纲要、信号的结构图表,二对结构图表问题化即存疑,提出相关探讨的问题,并尝试分析。
说教学过程
一、导入
设想:从学生熟悉的例子或生活实际,如爱迪生抱小鸡、达芬奇画鸡蛋等童年趣事对他们以后的成长与发展入手,引出课题。
二、常识了解
作者简介:姓名、籍贯、作品成就。
三、检查预习
1、正音、正字
2、内容概述
四、推进新课
(一)速读全文。
1、列出纲要信息结构图表
2、指出核心事件。
3、提出相关探讨问题。
明确:
1、教育历程：童年→青年→成年
2、问题
(1)“鱼”是怎样认识“世界”?
(2)这种认识说明什么?
(3)实验事例对我们现实生活有怎样的意义?
(注:以上问题只是示例,课堂问题的生成不可能由教师主宰,要由受教对象自主随机产生,所以课前要充分准备。)
(二)对问题的探讨、交流、分析,得出结论。
五、课堂小结
对本节授课内容作以高度归纳概括,突显重难点。
《一名物理学家的教育历程》教学设计 8
一、教学目标
知识与能力目标
引导学生梳理文章结构，概括加来道雄成为物理学家的教育历程。
理解文中涉及的一些物理学概念，如高维空间、统一场论等。
过程与方法目标
通过分析文本，培养学生提取关键信息、归纳总结的能力。
开展小组讨论，提升学生合作探究、交流表达的能力。
情感态度与价值观目标
感受科学家在追求真理过程中展现出的好奇心、想象力和探索精神，激发学生对科学的兴趣。
体会作者对科学的热爱与执着，培养学生勇于探索未知、克服困难的品质。
二、教学重难点
教学重点
理清作者的教育历程，探讨其中对其成长产生重要影响的事件和因素。
理解科学精神在作者成长过程中的体现，以及对学生自身发展的启示。
教学难点
理解文中较为抽象的物理学概念，并体会这些概念与作者教育历程的关联。
引导学生将作者的成长经验内化为自身对科学探索的积极态度。
三、教学方法
讲授法：讲解文章背景、重要概念及关键知识点，为学生理解文本奠定基础。
问题引导法：提出一系列富有启发性的问题，引导学生深入思考，主动探究文本内涵。
小组合作法：组织学生进行小组讨论，促进学生之间的思想碰撞，培养合作能力。
拓展延伸法：结合生活实际和其他科学案例，拓展学生思维，加深对科学精神的理解。
四、教学过程
导入新课（3 分钟）
展示一些物理学家的图片，如牛顿、爱因斯坦、霍金等，提问学生：“这些伟大的物理学家为人类的.进步做出了巨大贡献，你们知道他们是如何走上科学之路的吗？” 引发学生对科学家成长历程的好奇。
引出本节课要学习的课文《一名物理学家的教育历程》，介绍作者加来道雄是美籍日裔理论物理学家，是 “超弦理论” 的发明者之一，他的成长经历或许能给我们一些启示。
作者及背景介绍（2 分钟）
简要介绍作者加来道雄的生平，重点提及他在物理学领域的突出成就，如他致力于将复杂的物理理论以通俗易懂的方式介绍给大众，出版了多部科普书籍。
说明本文是加来道雄对自己成长为物理学家过程的回顾，有助于学生更好地理解文本的创作意图。
初读课文，整体感知（10 分钟）
学生默读课文，要求边读边圈点勾画出表明作者成长阶段的关键语句和事件。
引导学生梳理文章结构，明确文章主要讲述了作者童年时期的两件趣事（对鲤鱼世界的遐想、对爱因斯坦未竟事业的好奇）以及高中时期建造电子感应加速器的经历。
请学生用简洁的语言概括作者的教育历程，教师进行点评和补充，形成清晰的板书：
童年时期：对鲤鱼世界的遐想→对爱因斯坦未竟事业的好奇
高中时期：建造电子感应加速器
精读课文，深入探究（20 分钟）
探究童年趣事对作者的影响
分组讨论：作者对鲤鱼 “科学家” 的幻想十分有趣，这一幻想对他后来的成长有什么重要意义？从文中找出相关语句进行分析。
小组代表发言，教师引导总结：这一幻想激发了作者的想象力，让他学会从不同角度思考问题，为他日后对多维空间理论的探究奠定了基础。例如，作者想象鲤鱼 “科学家” 对世界的认知局限，从而反思人类对宇宙的认识可能也存在局限性，这种思维方式促使他不断探索未知。
同样方法，探讨作者对爱因斯坦未竟事业产生好奇的原因及影响。学生分析得出：爱因斯坦的理论充满神秘色彩，像侦探故事一样吸引作者，使作者对科学研究产生了浓厚兴趣，并坚定了他探索科学真理的决心。
理解文中的物理学概念
展示高维空间、统一场论等相关概念的图片或简单动画，结合课文注释，用通俗易懂的语言解释这些概念。例如，以生活中的二维平面（如纸张）和三维空间（如教室）为例，引导学生想象更高维度的空间可能是什么样的，帮助学生理解高维空间的抽象概念。
提问学生：这些物理学概念在作者的教育历程中起到了什么作用？学生思考回答后，教师总结：这些概念是作者探索的对象，也是他不断追求科学真理的动力源泉，它们激发了作者深入研究物理学的热情，推动他在科学道路上不断前行。
小组讨论，体会科学精神（10 分钟）
组织学生分组讨论：从作者的教育历程中，可以看出成为一名优秀的物理学家需要具备哪些素质？
每个小组围绕问题展开讨论，推选一名记录员记录讨论要点，一名发言人进行总结发言。
小组发言结束后，教师引导学生共同归纳出成为优秀物理学家所需的素质，如强烈的好奇心、丰富的想象力、勇于探索的精神、坚持不懈的毅力、善于思考和质疑等，并在黑板上进行记录。
进一步引导学生思考：这些科学精神对我们的学习和生活有什么启示？鼓励学生结合自身经历，分享如何在日常中培养这些精神品质。
课堂小结（3 分钟）
回顾本节课的主要内容，强调作者的教育历程以及其中体现的科学精神。
总结学习本文的收获，如了解了物理学家的成长之路，明白了科学精神的重要性，学会了如何从文本中提取关键信息、分析问题等。
布置作业（2 分钟）
以 “我的科学梦想” 为题，写一篇 300 字左右的短文，阐述自己对科学的兴趣点以及未来在科学探索方面的想法。
推荐阅读加来道雄的其他科普作品，如《超越时空》《平行宇宙》等，进一步感受科学的魅力。
五、教学反思
在教学过程中，要注重引导学生自主思考和探究，通过多样化的教学方法激发学生的学习兴趣。对于文中抽象的物理学概念，应多结合生活实例进行讲解，帮助学生理解。小组讨论环节要给予学生充分的时间和空间，让每个学生都能参与其中，培养其合作能力和思维能力。同时，要关注学生在分享自身经历时的表现，及时给予鼓励和引导，使学生真正将科学精神与自身发展相联系。
《一名物理学家的教育历程》教学设计 9
一、教学目标
知识与技能目标
学生能够准确概括文章中作者的教育历程，梳理出关键事件和发展脉络。
深入理解文中所涉及的科学概念，并能用自己的语言进行简单阐述。
过程与方法目标
通过角色扮演、小组合作等活动，培养学生的阅读理解、分析归纳和表达交流能力。
引导学生学习作者的思维方式，提升学生的科学思维和创新能力。
情感态度与价值观目标
激发学生对科学的热爱和探索欲望，培养学生敢于质疑、勇于创新的科学精神。
让学生认识到兴趣和坚持在个人成长中的重要性，树立积极向上的学习态度。
二、教学重难点
教学重点
清晰把握作者成为物理学家的教育历程，分析其中对其产生深远影响的因素。
体会作者在追求科学真理过程中展现出的科学精神和品质。
教学难点
引导学生从作者的经历中汲取有益经验，将科学精神内化为自身的价值观和行为准则。
帮助学生理解科学研究过程中的艰辛与乐趣，培养学生对科学研究的正确认知。
三、教学方法
情境教学法：创设生动有趣的教学情境，如模拟科学实验场景、角色扮演等，让学生身临其境感受科学氛围。
合作探究法：组织学生开展小组合作学习，共同探讨问题，培养学生的团队协作能力和探究精神。
问题驱动法：提出一系列具有启发性和层次性的问题，引导学生主动思考，深入挖掘文本内涵。
拓展迁移法：引导学生将所学知识与生活实际相结合，拓展思维，培养学生解决实际问题的能力。
四、教学过程
趣味导入（5 分钟）
播放一段关于宇宙奥秘的科普视频，如介绍黑洞、星系演化等内容，吸引学生的注意力，激发学生对科学的兴趣。
视频播放结束后，提问学生：“看到如此神奇的宇宙，你们有没有想过，那些伟大的物理学家是如何一步步揭开宇宙神秘面纱的呢？今天，我们就来走进加来道雄的教育历程，探寻他成为物理学家的奥秘。”
知识铺垫（3 分钟）
简单介绍作者加来道雄的学术成就和他在物理学领域的重要地位，重点提及他的科普作品对普及科学知识的贡献。
对文中涉及的一些物理学概念，如多维空间、反物质等，进行简单的解释和说明，为学生理解课文扫清障碍。可以利用图片、比喻等方式，让这些抽象概念变得更加直观易懂。例如，将多维空间比喻成不同楼层的建筑，每个楼层代表一个维度，帮助学生初步建立对多维空间的概念。
初读课文，梳理历程（10 分钟）
学生快速阅读课文，要求在阅读过程中标记出作者成长过程中的关键事件和时间节点。
请学生以时间顺序为线索，用简洁的语言概括作者的教育历程。教师可以先进行示范，如 “作者童年时期，对水池中的鲤鱼世界产生了浓厚的遐想”，然后让学生模仿进行概括。
教师根据学生的回答，在黑板上绘制作者教育历程的时间轴，清晰展示作者从童年到高中的成长轨迹，包括对鲤鱼世界的幻想、接触爱因斯坦的理论以及高中时建造电子感应加速器等重要事件。
角色扮演，深入理解（15 分钟）
将学生分成小组，每组分别扮演文中的不同角色，如鲤鱼 “科学家”、童年时期的作者、高中时期的作者等。
每个小组根据所扮演的角色，结合课文内容，进行情景对话表演。例如，扮演鲤鱼 “科学家” 的小组可以讨论对世界的认知，表达对未知世界的困惑和恐惧；扮演童年作者的小组可以展现对鲤鱼世界的好奇和想象；扮演高中作者的小组可以表现出对科学研究的执着和探索精神。
表演结束后，其他小组进行评价，分析每个小组对角色的理解是否准确，表演是否生动形象地展现了文中的情节和人物特点。教师进行总结点评，引导学生进一步理解作者在不同阶段的思维方式和情感变化。
小组讨论，探究科学精神（10 分钟）
提出问题：“从作者的教育历程中，我们可以看到哪些科学精神？这些科学精神对他的成长起到了怎样的作用？” 组织学生进行小组讨论。
每个小组围绕问题展开深入讨论，鼓励学生从文中找出具体事例进行分析。例如，作者对鲤鱼世界的幻想体现了他的想象力和好奇心，这种好奇心驱使他不断探索未知；作者对爱因斯坦理论的执着追求以及高中时克服困难建造电子感应加速器，体现了他勇于探索、坚持不懈的科学精神。
小组讨论结束后，每组推选一名代表进行发言，分享小组讨论的结果。教师对各小组的发言进行总结归纳，强调科学精神在科学研究和个人成长中的重要性。
联系生活，拓展延伸（5 分钟）
引导学生思考：“在我们的日常生活中，有没有体现科学精神的`事例？我们自己在学习和生活中，应该如何培养科学精神？”
请学生结合自身经历，分享自己在生活中遇到的与科学精神相关的事情，如在做实验、解决数学难题、探索新兴趣爱好等过程中，如何运用好奇心、探索精神和坚持的品质。
教师对学生的分享进行点评和引导，鼓励学生将科学精神融入到日常生活中，培养良好的学习和生活习惯。
课堂总结（3 分钟）
回顾本节课的主要内容，包括作者的教育历程、体现的科学精神以及如何在生活中培养科学精神等。
强调科学精神对个人成长和社会发展的重要意义，鼓励学生保持对科学的热爱和探索精神，在未来的学习和生活中勇于追求真理，不断创新。
布置作业（2 分钟）
以 “我身边的科学精神” 为主题，写一篇 500 字左右的作文，要求结合具体事例，阐述科学精神在生活中的体现和作用。
鼓励学生在课后查阅相关资料，了解更多科学家的成长故事，进一步感受科学精神的魅力。
五、教学反思
通过多样化的教学方法和丰富的课堂活动，能够有效激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度。在角色扮演和小组讨论环节，学生能够积极思考，深入理解文本内涵，培养了团队协作和表达交流能力。但在教学过程中，要注意合理把控时间，确保每个环节都能充分展开。同时，对于学生的发言和表现，要给予及时、准确的评价和反馈，鼓励学生积极思考，大胆表达。在拓展延伸部分，应进一步引导学生将科学精神与实际行动紧密结合，切实提升学生的科学素养和实践能力。
《一名物理学家的教育历程》教学设计 10
【学习目标】
一、知识教育目标
引导学生从生活出发，了解科学、认识科学。
二、能力培养目标
引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。
三、德育渗透目标
引导学生体会科学精神。
【知识链接】
一、作者介绍
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。主要著作有《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著）《量子场论》《超弦导论》。
二、相关知识
为了更好地理解课文，我们需要了解一些相关的理论物理学知识：
（1）统一场论
根据现代物理学知识，将我们的宇宙结合起来的力有四种：引力、电磁力、强核力和弱核力。物理学家运用量子力学，已经把后三种力统一起来（美籍华裔物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨一米尔斯场理论，解决了这一问题，被称为“标准模型”。但是这一理论因为计算繁复无比而让人头疼），但是引力仍然游离在外。爱因斯坦毕终生之力想寻求四种力的统一，建立一个大一统的理论，最终也没有实现。
（2）高维空间
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。比如对于古人来讲，风暴是怎样产生的，风暴会袭击什么地方，什么时候袭来，什么时候结束，他们是一无所知的，因为他们生活在平坦的大地上，只能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察，即使有简单的预报，也都是靠经验来推测的。现在有了气象卫星，从太空这样三维角度观察地球，在地面上看来神秘莫测的风暴被看得一清二楚，可以精准地预报风暴的动向。同样，理论物理学家认为，传统的'四维（空间三维加上时间）理论太“小”，不能解释宇宙中的四种力。当他们超越四维而在更高维（如十维或更高）中寻求统一这四种力时，就能得到一种简单、漂亮的解决模型（科学家认为宇宙应该是简单、合谐的）。
高维空间理论认为，宇宙大爆炸后10-43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。大爆炸后10-35秒，大统一力分开。但是高维空间理论很难在实验室中得到证实，因为要模拟当时的环境，需要的能量太大，根本无法做到，所以现在高维空间理论只能是“理论”。
【自主学习】
1．本文的基本结构
2．本文的基本内容
【合作探究】
1．【提问】本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵，可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要？
2．【提问】作者说“我决定要对这一问题刨根问底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人？
3．【提问】作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？
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