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《宇宙的未來(lái)》教案
作為一無(wú)名無(wú)私奉獻的教育工作者，往往需要進(jìn)行教案編寫(xiě)工作，借助教案可以提高教學(xué)質(zhì)量，收到預期的教學(xué)效果。那么應當如何寫(xiě)教案呢？下面是小編整理的《宇宙的未來(lái)》教案，希望對大家有所幫助。
《宇宙的未來(lái)》教案1
教學(xué)目標
一、知識與技能
1、了解有關(guān)宇宙學(xué)的一些知識；
2、了解演演講的一些特點(diǎn)。
二、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
通過(guò)本文的學(xué)習，激發(fā)學(xué)生對宇宙奧秘的探索熱情。
三、過(guò)程與方法
運用多媒體使學(xué)生系統的掌握相關(guān)知識。
教學(xué)重點(diǎn)
1、了解有關(guān)宇宙學(xué)的一些知識；
2、了解演講稿的一些特點(diǎn)。
教學(xué)難點(diǎn)：
引導學(xué)生體會(huì )這篇講演幽默的語(yǔ)言風(fēng)格，提高自己的思維和語(yǔ)言表達能力。
課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)步驟
一、導入新課
在當今世界的自然科學(xué)領(lǐng)域，能夠和愛(ài)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(xué)成就，其堅強的意志品質(zhì)也深深地感染著(zhù)我們，我們今天就來(lái)學(xué)習他的一篇演說(shuō)辭《宇宙的未來(lái)》（板書(shū)課題）。
仰望燦爛的星空，我們會(huì )肅然起敬，產(chǎn)生無(wú)窮無(wú)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(lái)也沒(méi)有停止過(guò)。如屈原在《天問(wèn)》里就發(fā)出了一系列的探問(wèn)：“遂古之初，誰(shuí)傳道之？上下未形，何由考之？九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰(shuí)知其數？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(xué)有渾天說(shuō)、蓋天說(shuō)、宣夜說(shuō)等，西方有日心說(shuō)、地心說(shuō)等。然而直到20世紀誕生現代宇宙學(xué)，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(zhù)名的理論物理學(xué)家，他以“宇宙的未來(lái)”這樣玄而又玄的話(huà)題在劍橋大學(xué)作講演，對我們認識宇宙有哪些啟示呢？
2、作者簡(jiǎn)介
史蒂芬·霍金是繼阿爾伯特·愛(ài)因斯坦之后最杰出的物理學(xué)家�；艚�1942年出生于英國牛津，先后就讀于牛津大學(xué)和劍橋大學(xué)，學(xué)習數學(xué)、物理學(xué)和宇宙學(xué)。1963年，霍金經(jīng)診斷得了肌萎縮性側索硬化癥。這種病會(huì )引起肌肉萎縮，導致癱瘓；說(shuō)話(huà)會(huì )越來(lái)越困難，直至完全喪失語(yǔ)言能力；患者通常因并發(fā)肺炎或窒息而死亡。不過(guò)，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(kāi)始了他的宇宙學(xué)研究�；艚鸷髞�(lái)在相對論、“大爆炸”和黑洞等領(lǐng)域取得了突出的研究成果�；艚�1988年出版的宇宙學(xué)著(zhù)作《時(shí)間簡(jiǎn)史：從大爆炸到黑洞》，是一部里程碑式的暢銷(xiāo)書(shū)�；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，仍在為大統一理論而耕耘不已�；艚瓞F任劍橋大學(xué)盧卡斯數學(xué)教授，這也是牛頓爵士曾擔任過(guò)的職位。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習與目標達成過(guò)程
1、霍金對宇宙未來(lái)的預言主要有哪些觀(guān)點(diǎn)？
�。�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(gè)臨界值，它就會(huì )永遠膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會(huì )坍縮，時(shí)間本身就會(huì )終結。
�。�2）在螺旋星系和星系團中應該存在有某種看不見(jiàn)的暗物質(zhì)，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(kāi)去。
�。�3）如果宇宙繼續膨脹下去，五十億年后，太陽(yáng)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(yáng)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(huì )變成黑洞。
�。�4）黑洞中粒子的速度有可能超過(guò)光速逃出黑洞，只要有足夠長(cháng)的時(shí)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(huì )使宇宙最終坍縮。但這個(gè)時(shí)間肯定在一百五十億年之后。
2、初讀課文，找出一些關(guān)鍵詞語(yǔ)，把握文章大意。
從標題和開(kāi)頭都可以看出文章要談的是對宇宙未來(lái)的預測，初讀文章就應該找出與這一預測有剮的關(guān)鍵詞語(yǔ)，最重要的應該有兩個(gè)：“膨脹”與“坍縮”，然后進(jìn)一步找到與這兩個(gè)詞相剮聯(lián)的其他關(guān)鍵詞：“平均密度”和“暗物質(zhì)”，即可基本把握文章大意。
3、細讀課文，弄清這些關(guān)鍵詞語(yǔ)之間的關(guān)系，把握作者的觀(guān)點(diǎn)。
作者的觀(guān)點(diǎn)是：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(gè)臨界值，唆就會(huì )永遠膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會(huì )坍縮，時(shí)間本身就會(huì )終結。事實(shí)上，現在的密度似乎非常接近與把坍縮和無(wú)限膨脹區分開(kāi)來(lái)的臨界密度。但宇宙的未來(lái)是膨脹還是坍縮，仍尚難定論。
4、抓住生動(dòng)的比喻，理解作者的觀(guān)點(diǎn)。
在闡明科學(xué)道理的時(shí)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(guān)點(diǎn)。如：“例如，如果你稍微改變一下你旋轉賭盤(pán)的方式，就會(huì )改變出來(lái)的數字。你在實(shí)際上不可能預言出來(lái)的數字，否則的話(huà)，物理學(xué)家就會(huì )在賭場(chǎng)發(fā)財�！�
三、研讀課文，討論問(wèn)題（學(xué)生組成學(xué)習小組討論）
1、文章內容是談對宇宙未來(lái)的預測，為什么開(kāi)篇卻談巫師預言的尷尬、宗教預言的失��？
在講演的開(kāi)頭，作者就指出，預言將來(lái)是非常困難的.，預言宇宙的將來(lái)尤其困難。雖然如此，科學(xué)家對此仍然滿(mǎn)懷信心。課文第2段，作者卻話(huà)題一轉，考察起預言的歷史。提及預言，人們會(huì )不由自主地想到古代的巫術(shù)。女巫用“毒藥或火山溢出的氣體”把自己“弄得精神恍惚”，不過(guò)是為了增加一點(diǎn)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(lái)掩飾預言的失敗，如“首先要數出獲救者名單”等。那么，科學(xué)家的預言是不是也像古代的預言家一樣是一時(shí)的“騙術(shù)”呢？作者指出，“科學(xué)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(lái)”，還是可以預言的。
2、作者說(shuō)將宇宙中的暗物質(zhì)考慮在內，也遠遠達不到宇宙重新坍縮的臨界密度，據此則可預言宇宙會(huì )繼續無(wú)限地膨脹下去，為什么后文又說(shuō)宇宙最終可能會(huì )坍縮？
預言宇宙的未來(lái)，“關(guān)鍵問(wèn)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(huì )坍縮”。
3、對宇宙的未來(lái)，作者以為是可以預測呢，還是不可以預測？
宇宙中的局部運動(dòng)也許會(huì )出現混沌狀態(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(lái)自宇宙各個(gè)方向的宇宙微波背景輻射溫度就不會(huì )如此一致�！斑@表明，宇宙的行為在非常大尺度下是簡(jiǎn)單的，而不是混沌的。因此我們可以預言宇宙遙遠的未來(lái)�！�
四、演講的特點(diǎn)
1、生動(dòng)的導引
這篇科技論文是演講辭，具有演講的特點(diǎn)。預言宇宙的未來(lái)，雖然是一個(gè)嚴肅的科學(xué)話(huà)題。但如果就事論事，很容易枯燥乏味。演講需要激起聽(tīng)眾的興趣。演講者從古代的巫術(shù)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(shù)的對比中，更顯出了科學(xué)的求實(shí)精神。
2、嚴謹的推理
作為一篇科學(xué)演講，其最終目的是讓人信服。本文嚴謹的推理，增強了說(shuō)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(guān)鍵，然而，確定這一點(diǎn)非常不易。演講者從可見(jiàn)物質(zhì)談到暗物質(zhì)，從成熟的理論談到科學(xué)假說(shuō)，把問(wèn)題講得透徹明白。沒(méi)有作出一個(gè)明確的預言，也說(shuō)明了演講者嚴謹的科學(xué)態(tài)度。
3、幽默的語(yǔ)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(yǔ)言藝術(shù)，就達不到最佳的表達效果。這篇演講語(yǔ)言幽默，創(chuàng )造出一種輕松愉快的氣氛，使所論述的問(wèn)題更易于為聽(tīng)眾接受。如，文中有一段話(huà)說(shuō)：“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(mǎn)懷信心地預言，它至少在一百億年內不會(huì )停止膨脹。我預料那時(shí)自己不會(huì )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�，同時(shí)傳達出重要的信息：宇宙“至少在一百億年內不會(huì )停止膨脹”。
五、布置作業(yè)
完成“研討與練習一、二”。
六、反思
通過(guò)本文的學(xué)習，激發(fā)了學(xué)生對宇宙奧秘的探索熱情。
《宇宙的未來(lái)》教案2
教學(xué)目標
一、知識教育目標
1、引導學(xué)生熟讀課文，理清文章的論述線(xiàn)索，抓住作者的主要觀(guān)點(diǎn)。
2、通過(guò)學(xué)習，了解有關(guān)數學(xué)文化的一些知識。
二、能力培養目標
1、引導學(xué)生悉心體會(huì )作者對數學(xué)源頭的溯訪(fǎng)，感受其令人信服的推理能力和獨特的語(yǔ)言魅力。
2、鼓勵學(xué)生結合自己的學(xué)習經(jīng)驗和閱讀積累，就作者所闡發(fā)的觀(guān)點(diǎn)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(xué)生像作者一樣，站在人類(lèi)文化的高度來(lái)審視數學(xué)文化，激發(fā)熱愛(ài)科學(xué)的精神。
四、美育滲透目標
啟發(fā)學(xué)生具有宏觀(guān)的文化視野，以科學(xué)精神勵志，以人文精神向學(xué)，開(kāi)辟出一個(gè)語(yǔ)文學(xué)習的新境界。
重點(diǎn)：
1、引導學(xué)生熟讀課文，理清文章的論述線(xiàn)索，抓住作者的主要觀(guān)點(diǎn)；
2、通過(guò)學(xué)習，了解有關(guān)數學(xué)文化的一些知識。
難點(diǎn)：
1、引導學(xué)生悉心體會(huì )作者對數學(xué)源頭的溯訪(fǎng)，感受其令人信服的推理能力和獨特的語(yǔ)言魅力；
2、鼓勵學(xué)生結合自己的學(xué)習經(jīng)驗和閱讀積累，就作者所闡發(fā)的觀(guān)點(diǎn)作廣泛深入的研討，以提高探究能力。
課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)步驟
一、明確目標
1、引導學(xué)生熟讀課文，理清文章的論述線(xiàn)索，抓住作者的主要觀(guān)點(diǎn)。
2、通過(guò)學(xué)習，了解有關(guān)數學(xué)文化的一些知識。
3、引導學(xué)生悉心體會(huì )作者對數學(xué)源頭的溯訪(fǎng)，感受其令人信服的推理能力和獨特的語(yǔ)言魅力。
二、整體感知
1、導入新課
“屈指可數”“彈指一揮見(jiàn)”，手指在生活中的計數功能，直接催生了數學(xué)這門(mén)科學(xué)，丹齊克的《指印》為我們揭開(kāi)了這二者的關(guān)系（板書(shū)課題）。
2、作者及相關(guān)背景介紹
丹齊克（1884—1956），原籍立陶宛，曾在巴黎大學(xué)求學(xué)。1910年去美國，入美國國籍，先后在哥倫比亞大學(xué)、約翰·霍普金斯大學(xué)、馬里蘭大學(xué)講授數學(xué)。
三、重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習與目標達成過(guò)程
1、感知課文，明確本文的整體寫(xiě)作思路。
�。�1）學(xué)生讀課文，整理文章的結構脈絡(luò )。
�。�2）小組交流討論。
【明確】數學(xué)作為科學(xué)的語(yǔ)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學(xué)的起源——人類(lèi)計數的歷史。原來(lái)，讓現代人望而生畏的數學(xué)在它的起步階段并不是那么高深莫測，我們現在普遍采用的十進(jìn)位制，只不過(guò)是原始人類(lèi)以手指計數的遺跡。曾幾何時(shí)，我們的祖先無(wú)法把握數量的多少，面對生活的難題，他們困惑不已。然而人類(lèi)的理性終于從紛繁的事物中抽象出數的概念，發(fā)展了數學(xué)思想，從而推動(dòng)了社會(huì )文明的發(fā)展。
數字的起源，如同文字的起源一樣，是對人類(lèi)心靈最具誘惑力的問(wèn)題之一。作者在正文前面摘引古羅馬詩(shī)人奧維德的詩(shī)句，表現出古人在這方面的好奇和迷惘。
課文節選部分共6節。第1節，談人和動(dòng)物的數覺(jué)。數覺(jué)是一種對數的原始直覺(jué)，是人和動(dòng)物（如某些鳥(niǎo)類(lèi)和昆蟲(chóng)）都具有的一種本領(lǐng)，是對小數目東西數量的判斷能力。作者列舉了鳥(niǎo)類(lèi)、蜂類(lèi)的例子，說(shuō)明這種本領(lǐng)不獨為人類(lèi)所有。還講了莊園主驅趕烏鴉的故事，說(shuō)明這種依靠本能對數的辨識能力是十分有限的，有時(shí)會(huì )因此丟掉性命。
第2節，作者進(jìn)一步對上述例子加以分析，舉出了兩種意見(jiàn)。一種是正確的，即“具有這種數覺(jué)的動(dòng)物只限于極少的幾類(lèi)”，可能“只限于幾種昆蟲(chóng)、幾種鳥(niǎo)類(lèi)和整個(gè)人類(lèi)”；一種是片面的，即認為“動(dòng)物數覺(jué)的范圍實(shí)在太小，簡(jiǎn)直可以略而不論”。作者在第2節中主要是針對這種意見(jiàn)進(jìn)行了辯駁，指出“人類(lèi)的數覺(jué)范圍也是十分有限的”，“如果人類(lèi)單憑這種直接的數的直覺(jué)，在計算的技術(shù)上，就不會(huì )比鳥(niǎo)類(lèi)有什么進(jìn)步”。為了證明自己的觀(guān)點(diǎn)，作者首先界定了數覺(jué)的概念，指出人類(lèi)借助圖形、心算、計數等輔助手段來(lái)識數不能算是數覺(jué)；另外，還從原始民族、原始語(yǔ)言和歐洲語(yǔ)言中找例證，如南非布須曼族表示數字的字只有一、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，繼續舉語(yǔ)言上的例子，指出很多原始語(yǔ)言表示數字的字都是具體的，沒(méi)有抽象的“數”，就連英語(yǔ)“集合”、“集”兩個(gè)表示數的抽象詞都是外來(lái)語(yǔ)。由此證明“具體的東西總在抽象的東西之先”，由具體的、駁雜的對數的表示法，到“統一的抽象的數概念”，是“數學(xué)發(fā)展的前提”。作者援引羅素的精彩論述，說(shuō)明了人類(lèi)抽象能力的發(fā)展，經(jīng)過(guò)了漫長(cháng)的歷史，讀之令人感喟。
第4節，進(jìn)而談集合的對應和匹配原理。在現實(shí)生活場(chǎng)景中，“會(huì )堂的座位”與“出席的人”，可以通過(guò)比對看出多少來(lái)。但是這種比對的方法太笨了，既不能事先預知，也不能脫離現場(chǎng)來(lái)完成，于是產(chǎn)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(jià)物一樣。這樣，人們要表示數字“二”時(shí)，就想到了“鳥(niǎo)的翼”；要表示數字“三”時(shí)，就想到了“苜蓿葉”；要表示數字“四”時(shí)，就想到了“獸足”；要表示數字“五”時(shí)，就想到了“自己的手指”。后來(lái)，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(yǔ)音形式，拋棄了它們生動(dòng)的模范的內容，于是較為抽象的數字產(chǎn)生了。
第5節，承接前面的話(huà)題，提出了基數與序數的概念。脫胎于模范集合、從“對應原則”產(chǎn)生出來(lái)的數，再抽象也是基數。單憑基數本身，是不能創(chuàng )造出“計數術(shù)”來(lái)的。一定要在對應中增加“序列”的概念，即完成由基數到序數的轉化，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(shí)現“識數”的質(zhì)的飛躍。
第6節，繼續探討“基數與序數的微妙區別”，并從屈指計數方便靈活上，推斷“在用手指的時(shí)候，人類(lèi)借助于這個(gè)工具，就不自覺(jué)地從基數轉進(jìn)到序數”。作者的這種推斷，在許多語(yǔ)言中找到了“遺跡”，因為在許多語(yǔ)言中，“‘五’這個(gè)數，就用‘手’表示；而‘十’則用‘雙手’”。作者至此點(diǎn)明本章（本文是其前半部分）主題，指出“人類(lèi)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(jìn)我們對數字、計數起源的認識，也會(huì )在作者親切、信實(shí)的敘述中，領(lǐng)略到其語(yǔ)言的魅力，為作者探究數學(xué)文化的執著(zhù)精神所感動(dòng)。
2、研讀課文，討論問(wèn)題。
�。�1）作者在論述中列舉了一些原始語(yǔ)言現象，是為了說(shuō)明什么問(wèn)題？
【明確】語(yǔ)言與數學(xué)似乎風(fēng)馬牛不相及，其實(shí)不然。它們是兩種語(yǔ)言體系，而且在早期還具有同源關(guān)系。認識到這一點(diǎn)，才能深切體會(huì )到作者以大量原始語(yǔ)言現象說(shuō)明數學(xué)起源問(wèn)題的良苦用心。作者在論述中列舉了一些原始語(yǔ)言現象，是為了說(shuō)明原始人類(lèi)的數覺(jué)或表現數的方式，來(lái)闡述人類(lèi)數學(xué)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(gè)數字，間接說(shuō)明了原始人類(lèi)對數的感覺(jué)極為有限；對不列顛哥倫比亞的辛姆珊族語(yǔ)言的分析，論證了原始時(shí)代的數字經(jīng)過(guò)了由多元具體系統到一元抽象系統的轉變過(guò)程。
�。�2）作者為什么說(shuō)“數覺(jué)和計數不能混為一談”？它們有怎樣的區別？
【明確】區分數覺(jué)和計數是作者在文中反復申明的，它是人與動(dòng)物的數學(xué)能力的本質(zhì)區別。要通讀全文，才能充分理解作者這句話(huà)的深刻含義。這是作者自始至終強調的一個(gè)觀(guān)點(diǎn)，也是本篇立論的關(guān)鍵所在。數覺(jué)是人與動(dòng)物都有的一種對于數的直覺(jué)，而且就這種能力來(lái)說(shuō)，人也不比某些鳥(niǎo)類(lèi)或昆蟲(chóng)高明多少。但是計數是人類(lèi)所獨有的，它借助于人類(lèi)的“十指分明”得以起飛，演變?yōu)橛嫈�，成為全部數學(xué)發(fā)展的基礎。
�。�3）作為一篇談?wù)摂祵W(xué)文化的文章，本文具有怎樣的論述風(fēng)格？
【明確】《數：科學(xué)的語(yǔ)言》一書(shū)主要是介紹數的概念及其發(fā)展歷史的，然而作者卻很少用艱深的數學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述，盡量用日常語(yǔ)言娓娓道來(lái)，其目的是為了能讓更多的普通讀者讀懂這本書(shū)，以激發(fā)大眾對數學(xué)文化的關(guān)注和熱愛(ài)。本書(shū)原版有一個(gè)副標題，為“為有文化而非專(zhuān)攻數學(xué)的人寫(xiě)的評論性概述”。所以，脈絡(luò )清晰，條理分明，語(yǔ)言親切、通俗是本書(shū)的主要特色，這在課文節選的部分也有突出的體現。另外，作者并沒(méi)有就數學(xué)論數學(xué)，而是站在人類(lèi)文化發(fā)展的高度，來(lái)描述數學(xué)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(lái)自作者對數學(xué)文化深厚的理解和熱愛(ài)，來(lái)自他駕馭語(yǔ)言的能力，很值得我們借鑒和學(xué)習。
〔導學(xué)新概念〕
宇宙是怎樣誕生的？它從何而來(lái)？又向哪里去？斯蒂芬·霍金教授寫(xiě)的《時(shí)間簡(jiǎn)史》給了我們這樣的回答：
我們現在生活的宇宙有自己的歷史起點(diǎn)，它大約誕生于150億年前，那時(shí)，宇宙只是一個(gè)點(diǎn)，不占有空間，也沒(méi)有時(shí)間的概念。在這一點(diǎn)發(fā)生了大爆炸，時(shí)間和空間從此開(kāi)始，物質(zhì)開(kāi)始形成。
最初，宇宙的溫度極高，隨著(zhù)時(shí)間的推移，空間越來(lái)越大，溫度越來(lái)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(yáng)形成。
大約在距今46億年前，地球形成。
宇宙繼續膨脹，將來(lái)也會(huì )膨脹，也許在膨脹到一定程度后，宇宙開(kāi)始收縮，可能會(huì )收縮成一個(gè)點(diǎn)，一個(gè)不占有空間的點(diǎn)。到那時(shí)，時(shí)間結束。到底會(huì )不會(huì )這樣，現在還說(shuō)不定。
大爆炸之前是怎么回事，不知道。永遠也無(wú)法知道這就是大爆炸宇宙的基本理論。
《時(shí)間簡(jiǎn)史》出版于1988年，《宇宙的未來(lái)》是斯蒂芬·霍金1991年在劍橋大學(xué)的一次講演錄。本文重點(diǎn)是談作者對宇宙的未來(lái)作出的科學(xué)預言，閱讀時(shí)要準確地篩選出這些預言的觀(guān)點(diǎn)和支撐這些觀(guān)點(diǎn)的材料。同時(shí)，還應該體會(huì )這篇講演在語(yǔ)言上的幽默特點(diǎn)。
〔資料顯示屏〕
《時(shí)間簡(jiǎn)史》出版（1988年）后，劍橋的應用數學(xué)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(fǎng)問(wèn)霍金，在以后的兩年時(shí)間里，電視臺工作人員不時(shí)地占用大樓，他們要為這位世界上最著(zhù)名的科學(xué)家拍一部有關(guān)他生活的記錄片。在不同的國家用不同的語(yǔ)言反復講述同一故事：霍金如何憑著(zhù)自己的勇敢克服了身體的殘疾成為科學(xué)的巨人和新聞媒介的英雄。一批又一批的新聞?dòng)浾咴L(fǎng)問(wèn)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(guò)激動(dòng)人心的時(shí)刻�！端沟俜摇せ艚鸬目茖W(xué)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(lái)”的意思，表示時(shí)間。宇宙的歷史，就是空間在時(shí)間上發(fā)展的過(guò)程，斯蒂芬·霍金以時(shí)間為序，研究我們所處的這個(gè)宇宙誕生、發(fā)展，以及它將來(lái)可能的狀況，因此，他把自己的書(shū)稱(chēng)作《時(shí)間簡(jiǎn)史》，實(shí)際上就是《宇宙簡(jiǎn)史》�！渡倌臧媸澜缑藗饔�，霍金傳》
斯蒂芬·霍金的工作是令人驚嘆的，可是有著(zhù)如此偉大發(fā)現的人，卻是一個(gè)身患肌萎縮癥的病人，除了思想，他幾乎全身不能動(dòng)彈，不能說(shuō)話(huà)，頭向前垂落。正因為這點(diǎn)，他更加引起全世界人們的關(guān)注和尊敬。在他開(kāi)始患病時(shí)，他意識到自己的生命行將結束，于是抓緊時(shí)間，全心投入，誰(shuí)也沒(méi)想到他不僅活了下來(lái)，而且成果累累。他的成功，當然離不開(kāi)他的天才，但那種不向厄運低頭的精神，是沒(méi)有人不敬佩的。由此可見(jiàn)，人的精神力量是難以想象的，一個(gè)人要有精神，一個(gè)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�！閭�
《宇宙的未來(lái)》教案3
【自讀導言】
自讀要求
1、能讀懂本演講錄的內容。
自讀重難點(diǎn)
1、提煉本文的要點(diǎn)，增強概括能力。
2、探究本文的內涵，增強分析能力？（解說(shuō)：這兩點(diǎn)按本單元的學(xué)習重點(diǎn)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(lǐng)悟，逐個(gè)落實(shí)學(xué)習重點(diǎn)。具體如下：
1、初讀，總體感知。結合注釋?zhuān)ㄗx全文，總體感知。讀后能用一句話(huà)簡(jiǎn)要地說(shuō)出本文講了什么。明確：本文講的是宇宙的未來(lái)問(wèn)題，預測了兩種結局：或膨脹，或收縮。
2、再讀，提煉要點(diǎn)
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(diǎn)。
提煉要點(diǎn)的方法是：或者摘錄文中的語(yǔ)句，或者用自己的語(yǔ)言組織？
明確要點(diǎn)依次為：
�、倏茖W(xué)家有信心預言未來(lái)。
�、谖讕煹念A言模棱兩可，宗教的預言屢測屢敗。
�、畚锢矸匠�、制約大腦的方程具有混沌性，因此我們不能預言人類(lèi)；而宇宙的行為在非常大尺度下卻是簡(jiǎn)單的，而不是混沌的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來(lái)。
�、苡钪娴奈磥�(lái)有兩種可能，一是繼續膨脹下去，二是收縮以至坍縮成一個(gè)點(diǎn)。是膨脹還是坍縮，取決于宇宙的平均密度。
�、萦钪娆F在的密度非常接近于把坍縮和膨脹區分開(kāi)來(lái)的臨界點(diǎn)上，所以?xún)煞N可能都會(huì )發(fā)生。
3、三讀，探究?jì)群?/p>
要求比上一次讀得更深入，能對某些語(yǔ)句的內涵進(jìn)行分析，也能對作者的某個(gè)觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行評析，或者對作者的整個(gè)科學(xué)思想進(jìn)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(jìn)行，也可以在每一步（初讀、再讀、三讀）之后分別進(jìn)行。對總體感知的情況、提煉要點(diǎn)的情況、探究?jì)群那闆r依次進(jìn)行交流討論�？梢韵仍谛〗M（前后桌為一組）內進(jìn)行，然后每個(gè)小組選一人參與全班交流。（解說(shuō)：本自讀程序力圖體現學(xué)生的自讀、自得、互動(dòng)。讓學(xué)生自主發(fā)展，自我提高。）
【自讀點(diǎn)撥】
本文是史蒂芬·霍金1991年1月在劍橋大學(xué)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(guò)渡到自己對宇宙未來(lái)的預言，結構嚴謹，重點(diǎn)突出。作者運用天體物理學(xué)理論，對宇宙未來(lái)作出了兩種預測，一是繼續膨脹下去；二是收縮以至坍縮成一個(gè)點(diǎn)。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(huì )坍縮，而時(shí)間就會(huì )在大擠壓處終結�？涩F在密度似乎非常接近于把坍縮和無(wú)限膨脹區分開(kāi)來(lái)的臨界密度，所以?xún)煞N結果都有可能？本文專(zhuān)業(yè)性強，歐化語(yǔ)言明顯，閱讀起來(lái)非常吃力，難讀、難懂。高考試卷上的科技說(shuō)明文、科技論文只有三四段，考生讀起來(lái)已經(jīng)非常吃力，而這里卻有整整26段，是前者的六七倍。所以教學(xué)本文時(shí)一方面要讓學(xué)生充分閱讀，自主探究，但同時(shí)也要積極發(fā)揮教師的引導作用，將學(xué)生由淺入深地引導下去？在引導過(guò)程中，可以將以下問(wèn)題靈活地插入上面的自讀程序中。（特別是發(fā)現學(xué)生在探究?jì)群粔蛏钊霑r(shí)。）
1、作者在第8段中為什么說(shuō)即使知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來(lái)？為什么第10段又說(shuō)盡管我們知道制約人類(lèi)行為的方程，但在實(shí)際上我們不能預言它？明確：因為物理方程的解會(huì )呈現出一種稱(chēng)作混沌的性質(zhì)，方程可能是不穩定的；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(huì )導致非常不同的結果。
2、為什么科學(xué)不能預言人類(lèi)社會(huì )的未來(lái)，卻可以預言宇宙遙遠的未來(lái)。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(jiǎn)單的，而不是混沌的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來(lái)。
3、作者對宇宙的未來(lái)的預言與巫師、宗教預言家對人類(lèi)社會(huì )未來(lái)的預言有何不同？明確：前者是有科學(xué)根據的，是運用天體物理學(xué)理論進(jìn)行的科學(xué)推測，科學(xué)預言；而后者是沒(méi)有科學(xué)根據可言的。其實(shí)，從上面的題目就可知道，人類(lèi)社會(huì )的未來(lái)根本就是無(wú)法預言的，因為方程是混沌的，所以巫師、宗教預言家對人類(lèi)社會(huì )的預言注定就是荒唐的。
4、對宇宙未來(lái)的預言，關(guān)鍵是要弄清宇宙的什么問(wèn)題？明確：對宇宙未來(lái)的預言，其關(guān)鍵問(wèn)題在于：平均密度是多少。
5、作者認為宇宙的未來(lái)會(huì )是怎樣的？明確：會(huì )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(huì )坍縮？（解說(shuō)：設計這些題目旨在讓教師引導學(xué)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。宇宙中存在暗物質(zhì)的證據是什么？作者又舉了哪兩種假說(shuō)，說(shuō)明現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(zhì)一個(gè)證據來(lái)自于螺旋星系，必須存在某種看不見(jiàn)的物質(zhì)形式，其引力吸引足以把這些旋轉的星系牢牢抓��；另一個(gè)證據來(lái)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(huì )飛散開(kāi)去所以，在星系團中我們觀(guān)測到的星系以外必須存在額外的暗物質(zhì)？作者為了說(shuō)明現在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)，列舉了兩種假說(shuō)，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(shuō)：此題旨在引導學(xué)生探究文章的內涵。同樣是探究文章的內涵，上面五個(gè)問(wèn)題是宏觀(guān)的，環(huán)環(huán)相扣，步步深入，這一個(gè)則是微觀(guān)、細碎的，所以單獨列在自讀思考中。）
2、本文在論述過(guò)程中，常常用一些生動(dòng)的比喻來(lái)說(shuō)明事理。下列兩個(gè)比喻句各自說(shuō)明了什么道理？
�、倮�，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤(pán)的方式，就會(huì )改變出來(lái)的數字。你在實(shí)際上不可能預言出來(lái)的數字，否則的話(huà)，物理學(xué)家就會(huì )在賭場(chǎng)發(fā)財？明確：用這個(gè)比喻生動(dòng)地說(shuō)明了即使我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來(lái)。
�、谶@有一點(diǎn)像是再投胎。如果有人聲稱(chēng)一個(gè)新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒(méi)從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱(chēng)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(gè)比喻形象地說(shuō)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(gè)相分離的宇宙的部分？（解說(shuō)：此題旨在引導學(xué)生領(lǐng)會(huì )、學(xué)習作者善于用比喻來(lái)說(shuō)理的技巧。）
3、這篇文章語(yǔ)言幽默風(fēng)趣，在說(shuō)明科學(xué)道理的同時(shí)，創(chuàng )造出一種輕松愉快的氣氛，體現了演講詞的特點(diǎn)。試舉出三個(gè)例子，分析其表達效果？明確：例如：
�、龠@些日期使股票市場(chǎng)下瀉。雖然它使我百思不解，為何世界的終結會(huì )使人愿意用股票來(lái)?yè)Q錢(qián)，假定你在世界末日什么也帶不走的話(huà)。這句話(huà)讓人在笑聲中悟到人類(lèi)自身的某些缺陷和某些思維誤區。
�、趽f(shuō)，1844年是第二次回歸的開(kāi)始，但是首先要數出獲救者名單。只有數完了名單，審判日才降臨到那些不列在名單上的人。幸運的是，數人名看來(lái)要花很長(cháng)的時(shí)間。這句話(huà)幽默中含著(zhù)揶揄和諷刺，揭露了宗教預言師的荒謬，表現了對方屢測屢敗卻又想方設法自圓其說(shuō)的尷尬與可笑。
�、廴绻q理論是正確的，則宇宙實(shí)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，兩方下注，以保萬(wàn)無(wú)一失。聽(tīng)眾明知作者做的是科學(xué)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(lèi)，一是說(shuō)明自己恰好也有兩種預測，二是順勢又對他們進(jìn)行嘲諷。這種智慧的表達既帶來(lái)了輕松愉悅的氣氛，又大大增加了自己與聽(tīng)眾的親和力？（解說(shuō)：此題旨在引導學(xué)生領(lǐng)會(huì )并學(xué)習作者幽默風(fēng)趣的演講風(fēng)格。）
4、下面這段話(huà)引自霍金2002年8月15日在浙江大學(xué)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(diǎn)，并同課文做比較閱讀，說(shuō)說(shuō)霍金在介紹深奧理論時(shí)喜歡采用什么方式來(lái)讓聽(tīng)眾聽(tīng)明白？按照我的意見(jiàn)，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(chǎn)生。膜的產(chǎn)生有點(diǎn)像沸騰水中蒸氣泡的形成。水液體中包含億萬(wàn)個(gè)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(dòng)得更加快，并且相互彈開(kāi)。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(zhù)的蒸氣小泡泡。泡泡將以隨機的方式長(cháng)大或縮小，這時(shí)液體中來(lái)的更多的分子參與到蒸氣中去，或者相反的過(guò)程。大多數小蒸氣泡將會(huì )重新塌縮成液體，但是有一些會(huì )長(cháng)大到一定的臨界尺度，超過(guò)該尺度泡泡幾乎肯定會(huì )繼續成長(cháng)。我們在沸騰時(shí)觀(guān)察到的正是這些巨大的膨脹的泡泡？明確：這是遷移運用題。體現本段要點(diǎn)的句子是膜的產(chǎn)生有點(diǎn)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(shuō)得通俗易懂。
5、課文中霍金對宇宙未來(lái)的預言，你怎么看？老師鼓勵學(xué)生發(fā)表有創(chuàng )見(jiàn)的觀(guān)點(diǎn)，只要態(tài)度科學(xué)，能自圓其說(shuō)即可？（解說(shuō)：設計該題旨在引導學(xué)生獨立思考，培養獨立的人格，同時(shí)也培養獨立的科學(xué)精神。學(xué)生可以暢所欲言，比如認為霍金的觀(guān)點(diǎn)只是一家之言，只是一種推測，無(wú)法得到證實(shí)，他和愛(ài)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(xué)的實(shí)證，因此也都沒(méi)能獲得需要實(shí)證的諾貝爾獎。其他科學(xué)家站在另外的角度來(lái)思考來(lái)假設，或許會(huì )有不同的結論，不同的發(fā)現。所以青少年對霍金的觀(guān)點(diǎn)可以學(xué)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(xué)生吳忠超教授這樣介紹史蒂芬·霍金：在相對論和引力論領(lǐng)域，霍金是繼愛(ài)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(wú)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(xué)使人們單獨地從科學(xué)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�。∪馕s性側面硬化�。┖蟮�40年間所做的。在科學(xué)史上有許多殘疾科學(xué)家，但是像霍金這樣殘疾到這種程度的'則絕無(wú)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(gè)手指能活動(dòng)，不能講話(huà)，與人交談要靠計算機合成語(yǔ)言，有了新的想法也只能通過(guò)三個(gè)手指敲擊進(jìn)語(yǔ)言合成器里保存可就是這樣一個(gè)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(shū)中，霍金引用了莎士比亞戲劇《哈姆雷特》里一句充滿(mǎn)詩(shī)意的臺詞：我即使被關(guān)在果殼里，仍自以為是無(wú)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(gè)挑戰命運的不屈的靈魂。他曾說(shuō)：只要有智慧和精神在，沒(méi)有什么能打倒自己。身體的健康固然重要，心靈的健康也會(huì )給你無(wú)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(xué)家和科學(xué)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(xué)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？
�。ń庹f(shuō)：科學(xué)和人文是教育的兩大內容，學(xué)習本文可以增進(jìn)學(xué)生的科學(xué)素養，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�；艚鸬呐笥言@樣感慨：可以相信，當他所熱愛(ài)的東西都失去時(shí)，他不僅堅強地活著(zhù)，而且偉大地活著(zhù)，那么他所帶給我們的不僅僅是科學(xué)的智慧，還有人類(lèi)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(lái)華刮起的霍金旋風(fēng)，讓學(xué)生產(chǎn)生積極的情感體驗，學(xué)習霍金戰勝自我、挑戰極限、追求科學(xué)的頑強品質(zhì)。對于三星高照的現象，能夠引發(fā)學(xué)生的深入思考，并作出較為正確的評價(jià)，比如這樣評價(jià)：這一現象的出現，既有中學(xué)生自身價(jià)值取向的問(wèn)題，也有新聞媒體的誤導問(wèn)題。要讓學(xué)生意識到，只有在正確的價(jià)值取向引導下，個(gè)人才能體現出最大的人生價(jià)值，社會(huì )才能快速向前發(fā)展。）
【課外作業(yè)】
1、仿照本文幽默風(fēng)趣的語(yǔ)言風(fēng)格，寫(xiě)一個(gè)演講片段，題目是《霍金·明星·我》。
2、閱讀霍金的名著(zhù)《時(shí)間簡(jiǎn)史》、《果殼中的宇宙》（2002年8月霍金在浙江大學(xué)的公眾演講《膜的新奇世界》就選自其中）？（解說(shuō)：兩個(gè)題目，一讀一寫(xiě)，由課文深化、拓展開(kāi)去。教師給定一個(gè)完成的時(shí)間，然后在全班交流，將學(xué)習氣氛推向高潮。）
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