《宇宙的未来》教学设计

《宇宙的未来》教学设计

教学目标

一 知识目标

1.了解有关宇宙学的一些知识。

2能读懂本演讲录的内容.。

二 能力目标

1.激发学生对宇宙奥秘的探索热情

2.引导学生体会这篇讲演幽默的语言风格，提高自己的思维和表达能力。

三 情感目标

通过介绍霍金的感人事迹，感受科学精神。

教学重点、难点

重点：

1、了解有关宇宙学的知识。

2、引导学生体会这篇演讲幽默的语言风格。

难点：

能读懂本演讲录的内容。

教学步骤

趣味导入：

同学们都很喜欢看穿越小说，那谁来给我们说说你看了哪些穿越小说、电影、电视剧呢?你们看的穿越小说，有穿越地球看到宇宙世界的吗?那么我们今天就来学习一篇讲说宇宙未来会怎样的文章。

作者简介(展示图片)

史蒂芬.霍金 (Stephen Hawking) 1942年1月8日生于牛津，那一天刚好是伽利略逝世三百年。可能因为他出生在第二次世界大战的时代，所以小时候对模型特别着迷。他十几岁时不但喜欢做模型飞机和轮船，还和学友制作了很多不同种类的战争游戏，反映出他研究和操控事物的渴望。这种渴望驱使他攻读博士学位，并在黑洞和宇宙论的研究上获得重大成就。

霍金十三、四岁时已下定决心要从事物理学和天文学的研究。十七岁那年，他考到了自然科学的奖学金，顺利入读牛津大学。学士毕业后他转到剑桥大学攻读博士，研究宇宙学。史蒂芬霍金是继阿尔伯特爱因斯坦之后最杰出的物理学家。霍金1942年出生于英国牛津，先后就读于牛津大学和剑桥大学，学习数学、物理学和宇宙学。1963年，霍金经诊断得了肌萎缩性侧索硬化症。这种病会引起肌肉萎缩，导致瘫痪;说话会越来越困难，直至完全丧失语言能力;患者通常因并发肺炎或窒息而死亡。不过，患者的思维能力包括记忆能力不受影响。医生告诉霍金他最多只能活两年。在经历了一段短暂的失望和沮丧后，霍金又开始了他的宇宙学研究。霍金后来在相对论、“大爆炸”和黑洞等领域取得了突出的研究成果。霍金1988年出版的宇宙学著作《时间简史：从大爆炸到黑洞》，是一部里程碑式的畅销书。霍金被确诊患病已三十多年，但他仍孜孜于宇宙起源的理论研究，仍在为大统一理论而耕耘不已。霍金现任剑桥大学卢卡斯数学教授，这也是牛顿爵士曾担任过的职位。

(提醒学生：可积累很好的作文素材或论据。如——斯蒂芬霍金的工作是令人惊叹的，可是有着如此伟大发现的人，却是一个身患肌萎缩症的病人，除了思想，他几乎全身不能动弹，不能说话，头向前垂落。正因为这点，他更加引起全世界人们的关注和尊敬。在他开始患病时，他意识到自己的生命行将结束，于是抓紧时间，全心投入，谁也没想到他不仅活了下来，而且成果累累。他的成功，当然离不开他的天才，但那种不向厄运低头的精神，是没有人不敬佩的。由此可见，人的精神力量是难以想象的，一个人要有精神，一个民族也要依靠精神，精神的力量往往可以超越世上难以逾越的障碍。)

关于宇宙的未来

今天，我们来探讨一个有趣的话题——

宇宙是怎样诞生的?它从何而来?又向哪里去?

斯蒂芬霍金教授写的《时间简史》给了我们这样的回答：

我们现在生活的宇宙有自己的历史起点，它大约诞生于150亿年前，那时，宇宙只是一个点，不占有空间，也没有时间的概念。在这一点发生了大爆炸，时间和空间从此开始，物质开始形成。

最初，宇宙的温度极高，随着时间的推移，空间越来越大，温度越来越低，宇宙中的能量与物质不断发生复杂的反应，逐渐形成星系。

空间继续扩大、膨胀，直到今天，宇宙仍然在膨胀之中。

大约在距今50亿年前，太阳形成。

大约在距今46亿年前，地球形成。

宇宙继续膨胀，将来也会膨胀，也许在膨胀到一定程度后，宇宙开始收缩，可能会收缩成一个点，一个不占有空间的点。到那时，时间结束。到底会不会这样，现在还说不定。

大爆炸之前是怎么回事，不知道。永远也无法知道这就是大爆炸宇宙的"基本理论。

文体了解

本文是霍金1991年1月在剑桥大学的讲演

演讲稿也叫演说辞，它是在较为隆重的仪式上和某些公众场所发表的讲话文稿。 演讲稿是进行演讲的依据，是对演讲内容和形式的规范和提示，它体现着演讲的目的和手段， 演讲的内容和形式。演讲稿是人们在工作和社会生活中经常使用的一种文体。它可以用来交流思想、感情，表达 主张、见解;也可以用来介绍自己的学习、工作情况和经验等等;演讲稿具有宣传、鼓动、教育和欣赏等作用，它可以把演讲者的观点、主张与思想感情传达给听众以及读者，使 他们信服并在思想感情上产生共鸣。

题解：

在中文里，“宇”是“上下四方”的意思，表示空间;“宙”是“古往今来”的意思，表示时间。宇宙的历史，就是空间在时间上发展的过程，斯蒂芬霍金以时间为序，研究我们所处的这个宇宙诞生、发展，以及它将来可能的状况，因此，他把自己的书称作《时间简史》，实际上就是《宇宙简史》。

整体感知

预习了本篇文章，用一句话简要地说出本文讲了什么。

本文讲的是宇宙的未来问题，预测了两种结局：或膨胀，或收缩。 (只要是文中提到的都算对)

研读文章

这篇文章读起来虽然有点困难，但我们还是知道它在说什么。看来同学们的领悟能力还不错。那下面我们来分析文章。把文章分成几个部分，然后逐一进行分析。

阅读1——6段，回答以下两个问题：

(1)作者讲演的题目是“宇宙的未来”，却先讲了许多历史故事，这起到了什么作用?你认为这是跑题了还是还是与话题有关联?

答：如同中国古代说书人先讲一段别的故事以引出正题一样，属于反面落笔，这篇讲演先从古代的先知和女巫谈起，以引起听众的兴趣，起到了引出话题的作用。作者敢于讽刺那些古代预言家，正是代表科学界表明了一种自信，因为科学的预言是建立在科学研究基础之上的。是可以用科学原理加以说明的。所以说，“讲史”是为了“衬今”，不是“跑题”，而是与话题相关的。

(2)作者对宇宙的未来的预言与巫师、宗教预言家对人类社会未来的预言有何不同?

明确：前者是有科学根据的，是运用天体物理学理论进行的科学推测，科学预言;而后者是没有科学根据可言的。——其实，从上面的题目就可知道，人类社会的未来根本就是无法预言的，因为方程是混沌的，所以巫师、宗教预言家对人类社会的预言注定就是荒唐的。

2.阅读7——10自然段，思考这样一个问题：作者在第八自然段中为什么说“即便我们知道了制约宇宙的有关定律，我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来”?为什么第十自然段又说“尽管我们知道制约人类行为的方程，但在实际上我们不能预言它”?

答：“因为物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质”“方程可能是不稳定的”;同样，“制约大脑的方程几乎肯定具有混沌行为，初始态的非常小的改变会导致非常不同的结果”。

3.阅读第11——13自然段，思考为什么科学不能预言人类社会的未来，却可以预言宇宙遥远的未来?

答：人类社会的未来是混沌的，不确定的;而“宇宙的行为在非常大尺度下是简单的，而不是混沌的。因此我们可以预言宇宙遥远的未来”。

4.阅读14——25段，思考一下三个问题。

(1)预言宇宙未来的关键是什么?

答：关键在于宇宙的平均密度是多少。

(2)根据作者的论述，我们目前所能看到的宇宙物质最多是“临界值”的百分之一，似乎不足以使宇宙坍缩。然而作者又指出，“也许存在足够的暗物质，使宇宙最终坍缩”呢。宇宙中存在暗物质的证据是什么?

答：“一个证据来自于螺旋星系”，“必须存在某种看不见的物质形式，其引力吸引足以把这些旋转的星系牢牢抓住”。“另一个证据来自于星系团”，“要不是引力吸引把星系抓到一起，这些星系团就会飞散开去……所以，在星系团中我们观测到的星系以外必须存在额外的暗物质”。

(3)作者又举了哪两种假说，说明现在的宇宙密度可能就在临界状态?

作者为了说明现在的宇宙密度可能就在临界状态，列举了两种假说，“一种是所谓的人择原理”，另一种是“极早期的暴涨理论”.

5.最后一段是总结。文中最后一句：“两方下赌注，以保万无一失”，表现了作者什么样的语言风格?文章中类似的语句还有哪些?

答：表现了作者幽默的语言风格，也表明了作者严谨的科学态度。

总体感知

体会这篇演讲词幽默风趣的预言特点。

作为一篇关于宇宙未来的演讲词，本文的大量篇幅是较为严肃的科学话题，运用了好多专业术语，容易使人感到沉闷。但是霍金的聪明之处在于他运用了许多幽默风趣的语言，使得这样一篇旨在说明科学道理的学术演讲，让人能够在一种轻松愉快的气氛中认真听下去。这样的语言是很多的。

文中表现作者幽默风格的句子还有哪些?

(1)第四段：虽然它使我百思不解，为何世界的终结会使人愿意用股票来换钱，假定你在世界末日什么也带不走的话。

(将假设的情景置于句末，起强调作用。这句话让人在笑声悟到人类自身的某些缺陷和某些思想误区。)

(2)第五段：据说，1844年是第二次回归的开始，但是首先要数出获救者名单。只有数完了名单，审判日才降临到那些不列在名单上的人.幸运的是，数人名看来要花很长的时间。

(“幸运的是”四字，极尽讽刺，这句话的言外之意是：宗教预言屡屡失败，不断另立新说，以摆脱尴尬局面。这样说，有利于创设愉快轻松的氛围，更能吸引听众的注意力，抓住听众的心。)

(3)第八段：你在实际上不可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。

(用比喻说明了我们目前还不知道“制约宇宙的有关定律”。即便知道了，它的“物理方程的解”也会出现混沌的性质，不可能有确解。作者之所以这么说，一是说明自己恰好也有两种预测，二是对文中提到的巫师等的讽刺。)

(4)第十段：其危险在于，我们毁坏或消灭环境的能力的增长比利用这种能力的智慧的增长快得太多了。

(作者用诙谐的语言指出了人类对环境的破坏程度和速度。)

(5)第十二段：它只能把食物加热到绝对温度的2.7度，所以不能用来温热你的外卖比萨。

(说理时不忘调侃，使行文生动活泼。)

(6)十六段：然而，我比其他预言者更占便宜。即便宇宙将要坍缩，我可以满怀信心地预言，它至少在一百亿年内不会停止膨胀。我预言那时自己不会留在世上被证明是错的。

(再次显示了诙谐的语言风格，同时也表明作者对自己的预言是满怀信心的。这句话传达出重要的信息：宇宙“至少在一百亿年内不会停止膨胀”，同时也以幽默的语气说明宇宙坍塌时间远在人类灭绝之后，不必为此恐慌。)

(7)最后一段：“如果暴涨理论是正确的，则宇宙实际上是处在刀锋上。所以我正是继承那些巫师或预言者的良好传统，两方下赌注，以保万无一失。”

明确：听众明知作者做的是科学的预言，和巫师他们完全不同，可作者却有意将自己降为他们的同类，一是说明自己恰好也有两种预测，二是顺势又对他们进行嘲讽。这种智慧的表达既带来了轻松愉悦的气氛，又大大增加了自己与听众的亲和力。

疑难探究

1.作者关于宇宙的未来的主要观点有哪些?

(1)宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关，如果平均密度小于某个临界值，它就会永远膨胀。如果平均密度大于临界值，宇宙就会坍缩，时间本身就会终结。

(2)在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质，它的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住，不至于使这些星系或星系团飞散开去。

(3)如果宇宙继续膨胀下去，五十亿年后，太阳将耗尽它的核燃料，变成一颗白矮星。在大约一百亿年后，具有太阳质量的恒星将变成白矮星或中子星，具有更大质量的恒星会变成黑洞。

(4)黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞，只要有足够长的时间，巨大的黑洞也可以“蒸发”掉。

(5)在星系或星系团之外，应该存在有足够的暗物质，这些暗物质能使密度达到临界值，从而可能会使宇宙最终坍缩。但这个时间肯定在一百五十亿年之后。

2.你怎样看待霍金对宇宙未来的预言的?

答：霍金的观点只是一家之言，只是一种推测，无法得到证实，他和爱因斯坦的相对论一样，虽然都很伟大，但都只是一种理论、一种思想，缺少科学的实证，因此都没能获得需要实证的诺贝尔奖。其他科学家站在 另外的角度来思考、假设，或许会有不同的结论，不同的发现。所以我们对霍金观点的可以学习，可以接受，但不能迷信，不能束缚自己的思维。