《宇宙的未來》第二課時教案

作爲一名辛苦耕耘的教育工作者，時常會需要準備好教案，教案是備課向課堂教學轉化的關節點。我們應該怎麼寫教案呢？下面是小編爲大家整理的《宇宙的未來》第二課時教案，希望能夠幫助到大家。

《宇宙的未來》第二課時教案 1

【教學目標】

一、知識教育目標

1.瞭解有關宇宙學的一些知識；

2.瞭解演講稿的一些特點。

二、能力培養目標

1.學習舉辦科普講座，以提高講座的科學性、規範性；

2.通過和本單元前面的課文進行比較，提高比較閱讀的能力。

三、德育滲透目標

通過本文的學習，激發學生對宇宙奧祕的探索熱情。

四、美育滲透目標

引導學生體會這篇講演幽默的語言風格，提高自己的思維和語言表達能力。

【重點、難點、疑點及解決辦法】

重點：

1.瞭解有關宇宙學的一些知識；

2.瞭解演講稿的一些特點。

難點：

1.學習舉辦科普講座，以提高講座的科學性、規範性；

2.通過和本單元前面的課文進行比較，提高比較閱讀的能力。

【課時安排】

1課時

【教學步驟】

一、明確目標

1.瞭解有關宇宙學的一些知識；

2.瞭解演講稿的一些特點。

3.通過和本單元前面的課文進行比較，提高比較閱讀的能力。

二、整體感知

1.導入新課

在當今世界的自然科學領域，能夠和愛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成就，其堅強的意志品質也深深地感染着我們，我們今天就來學習他的一篇演說辭《宇宙的未來》（板書課題）。

仰望燦爛的星空，我們會肅然起敬，產生無窮無盡的聯想和想像。從古到今，人們對於宇宙的猜測和探索從來也沒有停止過。如屈原在《天問》裏就發出了一系列的探問："遂古之初，誰傳道之？上下未形，何由考之？……九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰知其數？天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？出自湯谷，次於濛汜，自明及晦，所行幾裏？"中國古代的宇宙學有渾天說、蓋天說、宣夜說等，西方有日心說、地心說等。然而直到20世紀誕生現代宇宙學，人們對宇宙的認識才有了根本性的突破。本文作者是當代著名的理論物理學家，他以"宇宙的未來"這樣玄而又玄的話題在劍橋大學作講演，對我們認識宇宙有哪些啓示呢？

2.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。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，仍在爲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。

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。

在講演的開頭，作者就指出，預言將來是非常困難的，預言宇宙的將來尤其困難。雖然如此，科學家對此仍然滿懷信心。

課文第2段，作者卻話題一轉，考察起預言的歷史。提及預言，人們會不由自主地想到古代的巫術。女巫用"毒藥或火山溢出的氣體"把自己"弄得精神恍惚"，不過是爲了增加一點兒神祕色彩，"而真正的技巧在於解釋"。近代宗教預言也是這樣，不斷用新的解釋來掩飾預言的失敗，如"首先要數出獲救者名單"等。那麼，科學家的預言是不是也像古代的預言家一樣是一時的"騙術"呢？作者指出，"科學預言也許並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"，還是可以預言的`。

宇宙中的局部運動也許會出現混沌狀態，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"，因爲如果宇宙的膨脹率和平均密度不均勻，來自宇宙各個方向的宇宙微波背景輻射溫度就不會如此一致。"

這表明，宇宙的行爲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。"

從目前的情況看，宇宙中星系之間的距離在增大，但是星系之間的引力吸引有可能降低膨脹率。"如果宇宙的密度大於某個臨界值，引力吸引將最終使膨脹停止並使宇宙開始重新收縮。宇宙就會坍縮到一個大擠壓。""大擠壓"和"大爆炸"前的狀態相似，"具有無限密度"，"物理定律在這種狀態下失效"。

這樣，預言宇宙的未來，"關鍵問題在於：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，宇宙就會坍縮"。

但是，計算宇宙的平均密度並不容易。把我們現在能看到的恆星質量加起來，還不到臨界值的百分之一；即使加上"氣體雲的質量"，最多達到臨界值的百分之一。但是，我們能不能據此得出宇宙將永遠膨脹下去的結論呢？還不能。因爲宇宙中還存在許多暗物質，這些暗物質我們肉眼看不見，不能直接觀測到。黑洞就是這類暗物質，它是超大恆星死亡的產物。霍金對黑洞的解釋是："空間一時間的一個區域，因爲那兒的引力是如此之強，以至於任何東西甚至光都不能從該處逃逸出來。"（見《時間簡史》一書所附《小辭典》）我們雖然看不見黑洞的存在，但可以通過觀察螺旋星系和星系團來判斷它們的存在：能使大質量的星系或星系團繞之旋轉的東西，其質量一定比這些星系和星系團大得多。

作者指出，根據現在的觀測研究，將這些暗物質估算在內，"仍然只達到要使宇宙重新坍縮的臨界質量的百分之十左右"。於是有人擇原理和暴漲理論爲之說，前者假設有多個宇宙共存，而我們所能理解的只是身處其中的一個；後者認爲宇宙可能採取一種非常規的方式突變，從一個微小的尺度很快達到臨界狀態。

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，以保萬無一失。"

2.研讀課文，討論問題。

（1）作者是怎樣探討"宇宙的未來"的？

【明確】作者先從古代的巫術和近代的宗教預言談起，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。探討宇宙是繼續膨脹還是有可能收縮是這篇講演的主體部分，計算宇宙的密度又是這一主體部分的關鍵，有關宇宙中物質密度臨界值的探討，則把問題引向深入。最後，介紹兩種新的理論--人擇原理和暴漲理論，則體現了科學界最新的探索。作者從可見物質談到暗物質，從成熟的理論談到科學的假說，把問題講得透徹明白。最後沒有做出一個明確的預言，恰恰說明了他嚴謹的科學態度。

（2）怎樣理解本文的一些相關論述？

【明確】這是一篇科學講演，涉及較爲複雜的背景知識。這些知識和講演的主題是密切相關的，如果不作必要的交待，講演的內容就會顯得抽象和單薄。如，談到天氣預報、大腦工作原理都具有混沌性質，來反襯宇宙在大尺度上是"平滑而非混沌"的；如，談到恆星的死亡（歸宿）引出黑洞，爲宇宙中暗物質的存在尋找理論支持；如，談到現存宇宙對初始密度的極度敏感，引出了"

（3）這篇講演在語言上具有怎樣的特點？

【明確】講演是面對面的交流，這種交流又是單向度的，如果不注意講演的語言藝術，就達不到最佳的表達效果。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爲聽衆接受。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，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。

佈置作業

完成"研討與練習一、二"。

《宇宙的未來》第二課時教案 2

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着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，理解文中重要信息的內涵。

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、合作探究爲主，點撥引導爲輔，配合適當練習。

教學用具：

多媒體教學課件。

課時安排：

1課時。

教學程序：

一、導入新課。

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，培養準確整合信息能力。

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）作者認爲“科學預言也許並不比那些巫師或預言家更可靠些”，又說“我們認爲可以做可靠的預言”，兩者是否矛盾？爲什麼？

（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”等重要信息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？爲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、 2061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·《爲全體美國人的科學：達到科學、數學和技術脫盲的2061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，可以爲天下母。吾不知其名，字之曰道，強爲之名曰大。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年前中國的老子那裏尋找智慧。

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，中間不斷穿插着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，而是作爲一節語文課來上，重視了信息獲取與整合以及語言表達，這一點自己也較爲滿意。但內容還是有些“滿”，若能再精簡一些效果會更好，如提高篩選和整合信息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》第二課時教案 3

【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

巫師的預言模棱兩可

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

宇宙的行爲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，爲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，是爲了引出話題，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，因爲方程是混沌的，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、作者認爲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爲聽衆接受。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：