《宇宙的未來》 教學設計

作為一名無私奉獻的老師，就不得不需要編寫教學設計，教學設計是一個系統設計並實現學習目標的過程，它遵循學習效果最優的原則嗎，是課件開發質量高低的關鍵所在。怎樣寫教學設計才更能起到其作用呢？以下是小編為大家收集的《宇宙的未來》 教學設計，希望對大家有所幫助。

《宇宙的未來》 教學設計1

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，瞭解有關數學文化的一些知識。

二、能力培養目標

1.引導學生悉心體會作者對數學源頭的溯訪，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學文化，激發熱愛科學的精神。

四、美育滲透目標

啟發學生具有巨集觀的文化視野，以科學精神勵志，以人文精神向學，開闢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，瞭解有關數學文化的一些知識。

難點：

1.引導學生悉心體會作者對數學源頭的溯訪，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，瞭解有關數學文化的一些知識;

3.引導學生悉心體會作者對數學源頭的溯訪，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.匯入新課

“屈指可數”“彈指一揮見”，手指在生活中的計數功能，直接催生了數學這門科學，丹齊克的《指印》為我們揭開了這二者的關係(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，先後在哥倫比亞大學、約翰?霍普金斯大學、馬里蘭大學講授數學。

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】數學作為科學的語言，在當代科技發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的起源——人類計數的歷史。原來，讓現代人望而生畏的數學在它的起步階段並不是那麼高深莫測，我們現在普遍採用的十進位制，只不過是原始人類以手指計數的遺蹟。曾幾何時，我們的祖先無法把握數量的多少，面對生活的難題，他們困惑不已。然而人類的理性終於從紛繁的事物中抽象出數的概念，發展了數學思想，從而推動了社會文明的發展。

數字的起源，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，談人和動物的數覺。數覺是一種對數的原始直覺，是人和動物(如某些鳥類和昆蟲)都具有的一種本領，是對小數目東西數量的判斷能力。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的辨識能力是十分有限的，有時會因此丟掉性命。

第2節，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“具有這種數覺的動物只限於極少的幾類”，可能“只限於幾種昆蟲、幾種鳥類和整個人類”;一種是片面的，即認為“動物數覺的範圍實在太小，簡直可以略而不論”。作者在第2節中主要是針對這種意見進行了辯駁，指出“人類的數覺範圍也是十分有限的”，“如果人類單憑這種直接的數的直覺，在計算的技術上，就不會比鳥類有什麼進步”。為了證明自己的觀點，作者首先界定了數覺的概念，指出人類藉助圖形、心算、計數等輔助手段來識數不能算是數覺;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，繼續舉語言上的.例子，指出很多原始語言表示數字的字都是具體的，沒有抽象的“數”，就連英語“集合”(Collection)、“集”(Aggregate)兩個表示數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、駁雜的對數的表示法，到“統一的抽象的數概念”，是“數學發展的前提”。作者援引羅素的精彩論述，說明了人類抽象能力的發展，經過了漫長的歷史，讀之令人感喟。

第4節，進而談集合的對應和匹配原理。在現實生活場景中，“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，也不能脫離現場來完成，於是產生了“各種模範集合”。模範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，人們要表示數字“二”時，就想到了“鳥的翼”;要表示數字“三”時，就想到了“苜蓿葉”;要表示數字“四”時，就想到了“獸足”;要表示數字“五”時，就想到了“自己的手指”。後來，這些模範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範的內容，於是較為抽象的數字產生了。

第5節，承接前面的話題，提出了基數與序數的概念。脫胎於模範集合、從“對應原則”產生出來的數，再抽象也是基數。單憑基數本身，是不能創造出“計數術”來的。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，“創造出一種計算方法”，實現“識數”的質的飛躍。

第6節，繼續探討“基數與序數的微妙區別”，並從屈指計數方便靈活上，推斷“在用手指的時候，人類藉助於這個工具，就不自覺地從基數轉進到序數”。作者的這種推斷，在許多語言中找到了“遺蹟”，因為在許多語言中，“‘五’這個數，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，應當歸功於十指分明”。

閱讀本文，不但能增進我們對數字、計數起源的認識，也會在作者親切、信實的敘述中，領略到其語言的魅力，為作者探究數學文化的執著精神所感動。

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象，是為了說明什麼問題?

【明確】語言與數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係。認識到這一點，才能深切體會到作者以大量原始語言現象說明數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象，是為了說明原始人類的數覺或表現數的方式，來闡述人類數學能力的發展歷程。如對南非的布須曼人只有一、二和“多”三個數字，間接說明了原始人類對數的感覺極為有限;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字經過了由多元具體系統到一元抽象系統的轉變過程。

(2)作者為什麼說“數覺和計數不能混為一談”?它們有怎樣的區別?

【明確】區分數覺和計數是作者在文中反覆申明的，它是人與動物的數學能力的本質區別。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。數覺是人與動物都有的一種對於數的直覺，而且就這種能力來說，人也不比某些鳥類或昆蟲高明多少。但是計數是人類所獨有的，它藉助於人類的“十指分明”得以起飛，演變為計數，成為全部數學發展的基礎。

(3)作為一篇談論數學文化的文章，本文具有怎樣的論述風格?

【明確】《數：科學的語言》一書主要是介紹數的概念及其發展歷史的，然而作者卻很少用艱深的數學語言來描述，儘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，以激發大眾對數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，這在課文節選的部分也有突出的體現。另外，作者並沒有就數學論數學，而是站在人類文化發展的高度，來描述數學發展的軌跡。所以旁徵博引，亦莊亦諧，妙趣橫生，可讀性極強。這些來自作者對數學文化深厚的理解和熱愛，來自他駕馭語言的能力，很值得我們借鑑和學習。

〔導學新概念〕

宇宙是怎樣誕生的?它從何而來?又向哪裡去?斯蒂芬?霍金教授寫的《時間簡史》給了我們這樣的回答：

我們現在生活的宇宙有自己的歷史起點，它大約誕生於150億年前，那時，宇宙只是一個點，不佔有空間，也沒有時間的概念。在這一點發生了大爆炸，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髮生複雜的反應，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，太陽形成。

大約在距今46億年前，地球形成。

宇宙繼續膨脹，將來也會膨脹，也許在膨脹到一定程度後，宇宙開始收縮，可能會收縮成一個點，一個不佔有空間的點。到那時，時間結束。到底會不會這樣，現在還說不定。

大爆炸之前是怎麼回事，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》出版於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)後，劍橋的應用數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，在以後的兩年時間裡，電視臺工作人員不時地佔用大樓，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覆講述同一故事：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，並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)

在中文裡，“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歎的，可是有著如此偉大發現的人，卻是一個身患肌萎縮症的病人，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，於是抓緊時間，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》 教學設計2

一、知識目標

1.瞭解有關宇宙學的一些知識。

2能讀懂本演講錄的內容.。

二、能力目標

1.激發學生對宇宙奧祕的探索熱情

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蹟，感受科學精神。

教學重點、難點

重點：

1、瞭解有關宇宙學的知識。

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容。

教學步驟

趣味匯入：

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?那麼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(StephenHawking)1942年1月8日生於牛津，那一天剛好是伽利略逝世三百年。可能因為他出生在第二次世界大戰的時代，所以小時候對模型特別著迷。他十幾歲時不但喜歡做模型飛機和輪船，還和學友製作了很多不同種類的戰爭遊戲，反映出他研究和操控事物的渴望。這種渴望驅使他攻讀博士學位，並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。學士畢業後他轉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後最傑出的物理學家。霍金1942年出生於英國牛津，先後就讀於牛津大學和劍橋大學，學習數學、物理學和宇宙學。1963年，霍金經診斷得了肌萎縮性側索硬化症。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;患者通常因併發肺炎或窒息而死亡。不過，患者的思維能力包括記憶能力不受影響。醫生告訴霍金他最多隻能活兩年。在經歷了一段短暫的失望和沮喪後，霍金又開始了他的宇宙學研究。霍金後來在相對論、“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。霍金被確診患病已三十多年，但他仍孜孜於宇宙起源的理論研究，仍在為大統一理論而耕耘不已。霍金現任劍橋大學盧卡斯數學教授，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。如--斯蒂芬霍金的工作是令人驚歎的，可是有著如此偉大發現的人，卻是一個身患肌萎縮症的病人，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，於是抓緊時間，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。)

關於宇宙的未來

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?又向哪裡去?

斯蒂芬霍金教授寫的《時間簡史》給了我們這樣的回答：

我們現在生活的宇宙有自己的歷史起點，它大約誕生於150億年前，那時，宇宙只是一個點，不佔有空間，也沒有時間的概念。在這一點發生了大爆炸，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髮生複雜的反應，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。

50億年前，太陽形成。

大約在距今46億年前，地球形成。

也許在膨脹到一定程度後，宇宙開始收縮，可能會收縮成一個點，一個不佔有空間的點。到那時，時間結束。到底會不會這樣，現在還說不定。

大爆炸之前是怎麼回事，不知道。永遠也無法知道。フ餼褪譴蟊炸宇宙的基本理論。

文體瞭解

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表的講話文稿。演講稿是進行演講的依據，是對演講內容和形式的規範和提示，它體現著演講的目的和手段，演講的內容和形式。演講稿是人們在工作和社會生活中經常使用的一種文體。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，使他們信服並在思想感情上產生共鳴。

題解：

在中文裡，“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麼。

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。(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麼。看來同學們的領悟能力還不錯。那下面我們來分析文章。把文章分成幾個部分，然後逐一進行分析。

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，這起到了什麼作用?你認為這是跑題了還是還是與話題有關聯?

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，屬於反面落筆，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。作者敢於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：前者是有科學根據的，是運用天體物理學理論進行的科學推測，科學預言;而後者是沒有科學根據可言的。--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註定就是荒.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麼說“即便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”?為什麼第十自然段又說“儘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出一種稱作混沌的性質”“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，初始態的非常小的改變會導致非常不同的結果”。

3.閱讀第11--13自然段，思考為什麼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)預言宇宙未來的關鍵是什麼?

答：關鍵在於宇宙的平均密度是多少。

(2)根據作者的論述，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”呢。宇宙中存在暗物質的證據是什麼?

答：“一個證據來自於螺旋星系”，“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”。“另一個證據來自於星系團”，“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”。

(3)作者又舉了哪兩種假說，說明現在的宇宙密度可能就在臨界狀態?

作者為了說明現在的宇宙密度可能就在臨界狀態，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.最後一段是總結。文中最後一句：“兩方下賭注，以保萬無一失”，表現了作者什麼樣的語言風格?文章中類似的語句還有哪些?

答：表現了作者幽默的語言風格，也表明了作者嚴謹的科學態度。

總體感知

體會這篇演講詞幽默風趣的預言特點。

作為一篇關於宇宙未來的演講詞，本文的大量篇幅是較為嚴肅的科學話題，運用了好多專業術語，容易使人感到沉悶。但是霍金的聰明之處在於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演講，讓人能夠在一種輕鬆愉快的氣氛中認真聽下去。這樣的語言是很多的。

文中表現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，為何世界的終結會使人願意用股票來換錢，假定你在世界末日什麼也帶不走的話。

(將假設的情景置於句末，起強調作用。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。)

(2)第五段：據說，1844年是第二次迴歸的開始，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，有利於創設愉快輕鬆的氛圍，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字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。

(用比喻說明了我們目前還不知道“制約宇宙的有關定律”。即便知道了，它的“物理方程的解”也會出現混沌的性質，不可能有確解。作者之所以這麼說，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：其危險在於，我們毀壞或消滅環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。

(說理時不忘調侃，使行文生動活潑。)

(6)十六段：然而，我比其他預言者更佔便宜。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資訊：宇宙“至少在一百億年內不會停止膨脹”，同時也以幽默的語氣說明宇宙坍塌時間遠在人類滅絕之後，不必為此恐慌。)

(7)最後一段：“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，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鬆愉悅的氣氛，又大大增加了自己與聽眾的親和力。

疑難探究

1.作者關於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，如果平均密度小於某個臨界值，它就會永遠膨脹。如果平均密度大於臨界值，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，不至於使這些星系或星系團飛散開去。

(3)如果宇宙繼續膨脹下去，五十億年後，太陽將耗盡它的核燃料，變成一顆白矮星。在大約一百億年後，具有太陽質量的恆星將變成白矮星或中子星，具有更大質量的恆星會變成黑洞。

(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”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後。

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，或許會有不同的結論，不同的發現。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。

《宇宙的未來》 教學設計3

教材分析：

本文是英國理論物理學家霍金1991年1月在劍橋大學的一次講演錄。霍金運用天體物理理論，對宇宙的未來作了科學的預測，得出宇宙或膨脹或坍縮取決於宇宙的平均密度的結論。文章涉及很多關於宇宙學的知識，但演講者卻從巫師和宗教預言談起，通過嚴密的語言和生動的比喻等，將深奧的科學問題講得深入淺出，這是教學中應重點關注的。

學情分析：

學生高一時學過《宇宙的邊疆》一文，對順利學習本文已有了一定的知識積累和閱讀經驗；尤其是孩子們對未知世界有著強烈的好奇心和探索欲，這是教學時可資開發的寶貴資源。

教學目標：

1、理清文章思路，概括內容要點，理解文中重要資訊的內涵。

2、學習、欣賞本文嚴密的語言和生動的比喻，能夠加以靈活運用。

3、瞭解關於宇宙學的基本知識，激發探索未知世界的興趣，培養科學精神，提高思辨能力。

教學方法：

自主學習、合作探究為主，點撥引導為輔，配合適當練習。

教學用具：

多媒體教學課件。

課時安排：

1課時。

教學程式：

一、匯入新課。

投影幻燈1：

屍佼《屍子》：上下四方曰宇，往古來今曰宙。

屈原《天問》：遂古之初，誰傳道之？上下未行，何由考之？……九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰知其數？

帕斯卡爾：人是一根能思想的葦草。

板書課題：宇宙的未來

學生簡介霍金，老師適當補充、強調：人類自古而今對宇宙的不斷追問與求索。

問題1：如果選擇註釋①霍金簡介中的兩個詞或短語來描述你所知道的霍金你會選擇哪兩個？

投影幻燈2：

當代的愛因斯坦

身殘志堅

要點：霍金輝煌的科學成就與堅強的意志品質。

設計意圖：激趣，培養準確整合資訊能力。

二、自主學習。學生速讀課文，解決下列問題。

1、 投影幻燈3：

根據課文有關內容將下列空缺處補充完整。

本文是霍金1991年1月在劍橋大學的一次講演錄。這篇演講從 和

的預言說起，然後過渡到自己對 的科學預言，結構嚴謹，重點突出。作者預測宇宙或將 ，或將 ，這取決於

，而現在 ，所以兩種結果都可能發生。

2、投影幻燈4：

思考：

（1）作者認為“科學預言也許並不比那些巫師或預言家更可靠些”，又說“我們

認為可以做可靠的預言”，兩者是否矛盾？為什麼？

（2）作者最後說“兩方下注，以確保萬無一失”，這和巫師、宗教預言有何

不同？

學生獨立思考，然後與同學交流，不同理解可以討論。老師點撥思路、方法，對“微波背景”“平均密度”“暗物質”“黑洞”“人擇原理”等重要資訊可以發動學生明確或給以提示，幫助理解，對於學生提出的疑難問題要妥善處理。

投影幻燈5：

微波背景(相同）→平均密度（相同） →（可以預言）

暗物質（引力） → （小）→膨脹（大）坍縮

設計意圖：理清思路，突出重點，培養獨立思考精神。

三、合作探究。

投影幻燈6：

說說加點詞語的作用，體會作者嚴密的語言，探究怎樣使語言表達更加嚴密。

1、 它會是一部對未來預言的歷史，幾乎所有這些預言都是大錯特錯的。

2、 那些定律在理解宇宙如何起始方面很重要，但是它不影響宇宙的未來演化，除非直到宇宙坍縮成一種高密度的狀態。

學生先獨立思考，然後小組內交流，探究怎樣可以使語言表達更加嚴密。老師指導，明確方法：加個限制或加個條件等。

板書：嚴密

投影幻燈7：

試給下列詞語加上適當的內容，使表達更加嚴密。

1、 一個好教練就是一支好球隊。

2、 沒有打不好的比賽，只有不合格的教練。

3、 進攻是最好的防守。

設計意圖：體會科學語言的嚴密性，提高語言表達能力。

投影幻燈8：

賞析下列語句，說說在表現手法上有何的相同點，探究其在表達上的作用。

1、 如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。

2、 對我們而言，時空是顯得四維的，而在M理論是十維或者十一維的，這是怎麼回事呢？為什麼我們不能觀察到另外的六或七維呢？這個問題的傳統的，也是迄今仍被普遍接受的答案是，額外維全部被捲曲到一個小尺度的空間中，餘下四維幾乎是平坦的。它就像人的一根頭髮，如果你從遠處看它，它就顯得像是一維的線。但是如果你在放大鏡下看它，你就看到了它的粗細，頭髮的的確確是三維的。在時空的`情形下，足夠高倍數的放大鏡應能揭示出彎卷的額外維數，如果它存在的話。

（霍金《膜的新奇世界》）

學生思考討論上述語句的含義，探究比喻的重要作用。老師點撥，明確，適當參與討論，指導學生了解並體會霍金科學語言的形象性特點。鼓勵學生在文中找出其他的例子加以賞析。板書：生動

設計意圖：體會生動形象的語言在科普作品中的重要作用，激發閱讀霍金、走近霍金的興趣。

四、課堂小結。

投影幻燈9：

1、 已知的事物是有限的，未知的事物是無窮的；我站立在茫茫無邊神祕莫測的汪洋中的一個小島上，繼續開拓是我們每一個人的職責。（英·赫胥黎）

2、 20xx年，76年公轉一圈的哈雷彗星再次如約迴歸，它看到的人類社會將是一個更加崇尚科學的世界。（美·《為全體美國人的科學：達到科學、數學和技術脫盲的20xx計劃報告書》）

學生交流學習本課的感受。老師適當補充：科學的傳承與創新。若時間緊可以略。

投影幻燈10：

1、 道生一，一生二，二生三，三生萬物。

（老子《道德經》第42章）

2、有物混成，先天地生。寂兮寥兮，獨立不改，周行而不殆，可以為天下母。吾不知其名，字之曰道，強為之名曰大。大曰逝，逝曰遠，遠曰反。

（老子《道德經》第25章）

要點：人類若要真正瞭解宇宙，除了靠自然科學的發展，還應從2500年前中國的老子那裡尋找智慧。

設計意圖：培養科學精神，使本課教學主旨得以昇華。

2、 作業安排。

見課後“研討與練習”三。

附：板書設計

宇宙的未來

霍金

嚴密的語言 生動的比喻

科學精神

教學反思：

本課教學以屍子屈子始，至老子終，中間不斷穿插著人類對自身和宇宙的追問與求索以及霍金的堅強意志與樂觀心態，人文精神與科學精神一以貫之，是個不錯的思路，這一點對於上課的一個文科班而言尤其重要，效果很好。另外，教學本文不是去進行科學研究，而是作為一節語文課來上，重視了資訊獲取與整合以及語言表達，這一點自己也較為滿意。但內容還是有些“滿”，若能再精簡一些效果會更好，如提高篩選和整合資訊能力或語言表達能力，宜重點突出其中一個，而另一個可以抓住幾個重點語段，以練習（選擇題）形式以練代講。

《宇宙的未來》 教學設計4

【教學目標】

1、瞭解作者及相關背景；

2、學習本文生動、幽默的演講風格；

3、感受科學精神？激發學生對宇宙奧祕的探索熱情。

【教學重點】

提煉本文的要點，增強學生分析概括能力。

【教學難點】

探究本文的內涵，提高學生探究問題的能力。

【學習過程】

一、預習

1、作者簡介：

史蒂芬霍金是繼阿爾伯特愛因斯坦之後最傑出的物理學家。霍金1942年出生於英國牛津，先後就讀於牛津大學和劍橋大學，學習數學、物理學和宇宙學。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。霍金現任劍橋大學盧卡斯數學教授，這也是牛頓爵士曾擔任過的職位。

霍金的作品

（1）《時間簡史：從大爆炸到黑洞》

（2）《時間簡史續篇》

（3）《霍金講演錄——黑洞、嬰兒宇宙及其他》

（4）《時空本性》

（5）《果殼中的宇宙》

2、寫作背景

《黑洞、嬰兒宇宙及其他》由霍金1976-1992年間所寫文章和演講稿共13篇結集而成。討論了虛時間、有黑洞引起的嬰兒宇宙的誕生以及科學家尋求完全統一理論的努力，並對自由意志、生活價值和死亡作出了獨到的見解。

本文是史蒂芬霍金1991年1月在劍橋大學的一次演講錄。

二、互動

（一）整體感知理清思路

1、用一句話簡要概括本文內容。

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、文章較長，內容豐富，試根據提示理清文章思路結構。

科學家有信心預言未來一→科學預言，更可靠些

巫師的預言模稜兩可

一→其預言不可靠、荒謬

宗教的預言屢測屢敗

物理方程的方程具有混沌性

一→不能預言人類的未來

制約大腦的方程具有混沌性

宇宙的行為大尺度下簡單不混沌一→可以預言宇宙的未來

繼續膨脹下去

宇宙的未來有兩種可能一→取決於宇宙的平均密度

收縮以至坍縮成一點

（二）合作探究具體研討

1、歸納霍金對宇宙未來的預言的主要觀點

明確：

（1）宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關，如果平均密度小於某個臨界值，它就會永遠膨脹。如果平均密度大於臨界值，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，不至於使這些星系或星系團飛散開去。

（3）如果宇宙繼續膨脹下去，五十億年後，太陽將耗盡它的核燃料，變成一顆白矮星。在大約一百億年後，具有太陽質量的恆星將變成白矮星或中子星，具有更大質量的恆星會變成黑洞。

（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”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後。

2、文章內容是談對宇宙未來的預測，為什麼開篇卻談巫師預言的尷尬、宗教預言的失敗？

明確：作者先從古代的巫術和近代的宗教預言談起，是為了引出話題，說明從科學的角度談論宇宙的未來是非常嚴肅的事，科學有別於宗教的地方是它的求實精神，前者是有科學根據的，是運用天體物理學理論進行的科學推測，科學預言；而後者是沒有科學根據可言的。——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註定就是荒唐的。

3、作者認為宇宙的未來會是怎樣的？

明確：歸根到底，宇宙的未來只有兩種命運：繼續膨脹，或可能收縮。這取決於宇宙現有的密度，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：“兩方下賭注，以保萬無一失。

4、這篇演講詞的語言有何特點？

明確：這篇講演，除了推理嚴謹外，語言幽默也是其突出的特點。幽默的語言創造出一種輕鬆愉快的氣氛，更具有親和力，使所闡發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“出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財”，這就生動地說明了什麼是混沌現象；如，文章最後一句話：“所以我正是繼承那些巫師或預言者的良好傳統，兩方下賭注，以保萬無一失。”兼有諷刺與幽默，對宇宙未來命運的判斷採取了審慎態度。另外，這也是使用了生動形象的比喻來說明事理的，它使深邃的物理學、宇宙學知識變得通俗易懂，增添了演講的趣味性和吸引力。

三、反饋

1、小結：

2、隨堂檢測：