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2019-2020年高中語文 4.13《宇宙的未來》說課稿 新人教版必修5 ●點擊學(xué)習(xí)目標(biāo) ▲ 知能目標(biāo)1、 通過閱讀方法，能讀懂本演講錄的基本內(nèi)容，把握基本觀點。 2、 學(xué)習(xí)本文生動、幽默的演講風(fēng)格。3. 感受科學(xué)精神，增進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)▲ 情感目標(biāo)1．品讀文中描述的有關(guān)宇宙未來的預(yù)測，從而引發(fā)對宇宙探索的興趣。 2．培養(yǎng)科學(xué)思辨能力和愛科學(xué)、論科學(xué)的熱情。 3．感受演講語言的幽默生動帶來的親和力和輕松感。 ▲ 重點難點1、提煉本文的要點，增強(qiáng)概括能力。  2、探究本文的內(nèi)涵，增強(qiáng)分析能力。3．準(zhǔn)確地感知和理解文中重要語句?！袼⑿轮R庫存 知識庫存 1、關(guān)于作者 芬.霍金，是本世紀(jì)享有國際盛譽(yù)的偉人之一，現(xiàn)年60多歲，出生于伽利略逝世周年紀(jì)念日，劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)及理論物理學(xué)系教授，當(dāng)代最重要的廣義相對論和宇宙論家。70年代他與彭羅斯一道證明了著名的奇性定理，為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。他因此被譽(yù)為繼愛因斯坦之后世界上最著名的科學(xué)思想家和最杰出的理論物理學(xué)家”。他還證明了黑洞的面積定理。他擔(dān)任的職務(wù)是劍橋大學(xué)有史以來最為崇高的教授職務(wù)，那是牛頓和狄拉克擔(dān)任過的盧卡遜數(shù)學(xué)教授。他擁有幾個榮譽(yù)學(xué)位，是皇家學(xué)會會員。他因患盧伽雷氏癥（肌萎縮性側(cè)索硬化癥），禁錮在一張輪椅上達(dá)20年之久，他卻身殘志不殘，使之化為優(yōu)勢，克服了殘廢之患而成為國際物理界的超新星。他不能寫，甚至口齒不清，但他超越了相對論、量子力學(xué)、大爆炸等理論而邁入創(chuàng)造宇宙的“幾何之舞”。盡管他那么無助地坐在輪椅上，他的思想?yún)s出色地遨游到廣袤的時空，解開了宇宙之謎。 霍金教授也是現(xiàn)代科普小說家，他的代表作是1988年撰寫的《時間簡史》，這是一篇優(yōu)秀的天文科普小說。作者想象豐富，構(gòu)思奇妙，語言優(yōu)美，字字珠璣，更讓人咋驚世界之外，未來之變，是這樣的神奇和美妙。這本書至今累計發(fā)行量已達(dá)2500萬冊，被譯成近 40種語言。1992年耗資350萬英鎊的同名電影問世?；艚饒孕抨P(guān)于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用數(shù)學(xué)來表達(dá)，世人應(yīng)當(dāng)可以通過電影——這一視聽媒介來了解他那深奧莫測的學(xué)說。本書是關(guān)于探索時間本質(zhì)和宇宙最前沿的通俗讀物，是一本當(dāng)代有關(guān)宇宙科學(xué)思想最重要的經(jīng)典著作，它改變了人類對宇宙的觀念。本書一出版 即在全世界引起巨大反響?！稌r間簡史》對我們這些喜用言語表達(dá)甚于方程表達(dá)的讀者而言是一本里程碑式的佳書。它長于一個對人類思想有接觸貢獻(xiàn)者之手，這是一本對知識無限追求之作，是對時空本質(zhì)之謎不懈探討之作。 2．中西古代對宇宙的關(guān)注與研究 中國古代的宇宙學(xué)說，有渾天說、蓋天說、宣夜說等。渾天說認(rèn)為，“渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居于天內(nèi)，天大而地小。天表里有水，天之包地，猶殼之裹黃。天地各乘氣而立，載水而浮?！?《張衡渾儀注》) 蓋天說認(rèn)為，“天似蓋笠，地法覆盤”(《晉書天文志》)，天地都是穹形的，如同一個同心的球穹，相距八萬里。宣夜說認(rèn)為，“天了無質(zhì)，仰而瞻之，高遠(yuǎn)無極，眼瞀精絕，故蒼蒼然也?！?《晉書天文志》)就是說“天”不是一個固體的“天穹”，不過充滿了無邊無際的氣體，日月星辰都在這氣體中浮動。 在西方，古希臘人也有多種宇宙學(xué)說。公元前600年左右，住在米利都的古希臘哲學(xué)家泰利斯認(rèn)為地球是一個圓盤，漂浮在一片汪洋中。他的弟子阿那克西曼德認(rèn)為天空是包圍地球的一個球?qū)?，恒星在?nèi)層，太陽和月亮在外層。畢達(dá)哥拉斯認(rèn)為，地球、月亮、太陽、行星和恒星都在一個同心球上圍繞中央作為旋轉(zhuǎn)。托勒密總結(jié)了古希臘的天文學(xué)成就，著《天文學(xué)大成》，認(rèn)為地為球形，靜止不動，處于宇宙的中心，其他天體圍繞地球運行，創(chuàng)立了“地心說”，統(tǒng)治西方天文學(xué)界一千四百多年，直到波蘭天文學(xué)家哥白尼在16世紀(jì)發(fā)表《天體運行論》，創(chuàng)立日心說。17世紀(jì)，意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家伽利略親手制造天文望遠(yuǎn)鏡，開拓了人們的天文視野。德國天文學(xué)家開普勒提出了行星運動的三大定律，英國物理學(xué)家牛頓用力學(xué)的引力原理解釋開普勒的行星運動定律，創(chuàng)立了天體力學(xué)。 3． 宇宙大爆炸理論簡介： 現(xiàn)代宇宙學(xué)最有影響的學(xué)說是大爆炸宇宙學(xué)。大爆炸宇宙學(xué)認(rèn)為，宇宙早期溫度極高(在100億度以上)，物質(zhì)密度極大。在那里，物質(zhì)被壓縮成一個奇點，時間和空間都毫無意義。大約200億年前，發(fā)生“爆炸”，溫度逐漸冷卻，形成各種各樣的恒星體系，也就是我們今天所能觀測到的宇宙。 宇宙大爆炸學(xué)說是逐漸形成的。20世紀(jì)初，愛因斯坦的相對論改變了科學(xué)家研究宇宙的方法。1927年，比利時天文學(xué)家勒梅特第一個提出了動態(tài)宇宙模型，認(rèn)為宇宙是從一種“原始原子”不斷分裂、膨脹形成的。他推測：如果宇宙中物質(zhì)的質(zhì)量小于某個臨界值，宇宙就會繼續(xù)膨脹下去，成為“開放的宇宙”；反之，就會坍縮，成為“閉合的宇宙”。1948年，出生在俄國的美籍物理學(xué)家伽莫夫發(fā)展了這一理論，提出了“大爆炸”學(xué)說。 大爆炸學(xué)說得到了以下天文觀測的支持。(1)河外星系有系統(tǒng)地譜線紅移(課文中涉及到)。1917年，美國天文學(xué)家斯里弗發(fā)現(xiàn)河外星系譜線有系統(tǒng)地向紅端移動，表明這些遙遠(yuǎn)的天體正在離我們遠(yuǎn)去。1929年，美國天文學(xué)家哈勃發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的星系都有紅移現(xiàn)象。星系距離越遠(yuǎn)，紅移越大。這種紅移與距離之間的線性關(guān)系，稱為哈勃定律。(2)在各種不同的天體上，氦的密度相近，大都是30%。根據(jù)大爆炸理論，早期宇宙溫度很高，所以產(chǎn)生氦的效率也很高。(3)測定各種天體的年齡，均小于200億年。(4)宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)(課文中涉及到)。 4黑洞解答究竟什么是黑洞?黑洞是由具有極大質(zhì)量的超巨星在塌陷時所形成的，恒星的核心在本身重量的影響下非?？焖俚氖湛s，并釋放出強(qiáng)勁的暴發(fā)能量，如果核心物質(zhì)大得使塌陷無限地繼續(xù)下去，便產(chǎn)生了黑洞，在重力巨大的擠壓下，所留下的物質(zhì)有難以想像的高密度。由于黑洞的質(zhì)量非常大，使得它們具有強(qiáng)大的重力場，這些力量大的連光線也無法逃出它的手掌心，這也就是為什么它要叫做黑洞的原因了，在它的邊界內(nèi)你看不到任何東西。 “黑洞”，顧名思義就是一個漆黑的洞。因其引力過強(qiáng)，以至于連自己發(fā)出的光線都無法由其中逃脫而出。就連光線由外射入 ，也像射入無底洞。然而大質(zhì)量塌縮的恒星是如何到達(dá)此情境的呢?試想一物體于一塌縮星的表面，隨著恒星塌落而凝縮，不停的靠向中心，重力愈來愈強(qiáng)。(天體的重力離中心愈近愈大)而恒星愈收縮，要離開它的表面速度要求愈大。當(dāng)恒星塌縮到到光速時，已幾乎無任何物體可逃脫而出。而塌縮到光速都無法逃出時，任何物體都不可能再從黑洞中出來。當(dāng)恒星塌縮到此一境界時，這時黑洞所呈現(xiàn)的半徑就稱為「史瓦西半徑」。假設(shè)地球也做如此的塌縮，那此時地球的史瓦西半徑就為一厘米寬。但恒星并非一定凝縮到此程度才形成不可逃脫的表面。質(zhì)量愈大，其史瓦西半徑內(nèi)的物質(zhì)密度愈小。如質(zhì)量是太陽一億倍的，縮到水的密度便達(dá)到史瓦西半徑了。 　　黑洞是一去不復(fù)返的深淵，但在靠近黑洞時，由于時間的延滯，會發(fā)生許多奇妙的事。黑洞旅行者穿越事界，按他的計時系統(tǒng)來說，只是很短的時間，但對遠(yuǎn)方的觀測者來說，其結(jié)果卻是恰恰相反。他看見愈近事界，宇航員的身影愈薄，接近事界愈緩慢?；鸺裏o限靠近事界，但總不能到達(dá)。外界的人看事界亦為如此，也是越塌縮越緩慢，形狀也越朦朧，塌縮星就像是漸漸凝住了，所以以前把這現(xiàn)象叫做「塌縮星凝止」。凝止的界面就稱為「凝止界面」(Static limit)。而當(dāng)塌縮接近事界時，星光迅速黯淡。對于是太陽質(zhì)量十倍的星，就在凝止那一剎那，在百萬分之四秒內(nèi)全部化為烏有。所以我們無從得知黑洞是如何形成的。然而黑洞周圍的時空彎曲的性質(zhì)，對人的壽命有特殊影響。它周圍的時間進(jìn)度緩慢，也許這可以做為一種變時機(jī)制，勇敢涉足于事界邊緣也許可以不老不死。但在黑洞的邊緣要求很大的加速度。愈靠近黑洞，要求的加速度越大，時間延滯也越厲害。 理論上，黑洞的質(zhì)量并沒有多大或多小的限制。任何大小的質(zhì)量如果被壓縮到足夠高的密度，在理論上都有可能形成黑洞。我們認(rèn)為大多數(shù)實際存在的黑洞是有大質(zhì)量的恒星死亡后產(chǎn)生的，所以我們認(rèn)為那些黑洞和那些大質(zhì)量的恒星一樣重。一個恒星級黑洞的典型質(zhì)量差不多是太陽的十倍，或者說是10^(30)千克。天文學(xué)家們也認(rèn)為許多星系的中心都有質(zhì)量巨大的黑洞。它們的質(zhì)量大約是太陽的一百萬倍，或者說是10^(36)千克。 5．字形辨析 ●探究互動平臺 【整體把握】 1、課文談的內(nèi)容要點是什么？ 　※①科學(xué)家有信心預(yù)言未來。②巫師的預(yù)言模棱兩可，宗教的預(yù)言屢測屢敗。③物理方程、制約大腦的方程具有混沌性，因此我們不能預(yù)言人類；而宇宙的行為在非常大尺度下卻是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來。④宇宙的未來有兩種可能，一是繼續(xù)膨脹下去，二是收縮以至坍縮成一個點。是膨脹還是坍縮，取決于宇宙的平均密度。⑤宇宙現(xiàn)在的密度非常接近于把坍縮和膨脹區(qū)分開來的臨界點上，所以兩種可能都會發(fā)生。 2、這篇演講稿的結(jié)構(gòu)思路怎樣？　※這篇演講，從古代巫師的預(yù)言，談到近代宗教的預(yù)言，然后過渡到自己對宇宙未來的預(yù)言，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，重點突出。作者運用天體物理學(xué)理論，對宇宙未來作出了兩種預(yù)測，一是繼續(xù)膨脹下去；二是收縮以至坍縮成一個點。是膨脹還是收縮，取決于宇宙的平均密度?！叭绻扰R界值小，宇宙就將永遠(yuǎn)膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮，而時間就會在大擠壓處終結(jié)?！笨伞艾F(xiàn)在密度似乎非常接近于把坍縮和無限膨脹區(qū)分開來的臨界密度”，所以兩種結(jié)果都有可能。 【內(nèi)容探究】1.作者在第8段中為什么說“即使知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來”?為什么第10段又說“盡管我們知道制約人類行為的方程，但在實際上我們不能預(yù)言它”?明確：“因為物理方程的解會呈現(xiàn)出一種稱作混沌的性質(zhì)”，“方程可能是不穩(wěn)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)的非常小的改變會導(dǎo)致非常不同的結(jié)果”。 2、為什么科學(xué)“不能預(yù)言人類社會的未來”，卻“可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來”? 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單的，而不是混沌的，因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來”。 3.作者對宇宙的未來的預(yù)言與巫師、宗教預(yù)言家對人類社會未來的預(yù)言有何不同? 明確：前者是有科學(xué)根據(jù)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(yù)言；而后者是沒有科學(xué)根據(jù)可言的?！鋵?，從上面的題目就可知道，人類社會的未來根本就是無法預(yù)言的，因為方程是混沌的，所以巫師、宗教預(yù)言家對人類社會的預(yù)言注定就是荒唐的。 4.對宇宙未來的預(yù)言，關(guān)鍵是要弄清宇宙的什么問題? 明確：“對宇宙未來的預(yù)言，其關(guān)鍵問題在于：平均密度是多少?！? 5.作者認(rèn)為宇宙的未來會是怎樣的?明確：會有兩種可能：“如果它比臨界值小，宇宙就將永遠(yuǎn)膨脹，但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮?！? 6.根據(jù)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(jù)是什么?作者又舉了哪兩種假說，說明現(xiàn)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)“一個證據(jù)來自于螺旋星系”，“必須存在某種看不見的物質(zhì)形式，其引力吸引足以把這些旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住”；“另一個證據(jù)來自于星系團(tuán)”，“要不是引力吸引把星系抓到一起，這些星系團(tuán)就會飛散開去……所以，在星系團(tuán)中我們觀測到的星系以外必須存在額外的暗物質(zhì)”。作者為了說明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)，列舉了兩種假說，“一種是所謂的人擇原理”，另一種是“極早期宇宙的暴漲理論”。 7.試舉出三個例子，分析本文演講語言的表達(dá)效果。 明確：例如：①“……這些日期使股票市場下瀉。雖然它使我百思不解，為何世界的終結(jié)會使人愿意用股票來換錢，假定你在世界末日什么也帶不走的話?！边@句話讓人在笑聲中悟到人類自身的某些缺陷和某些思維誤區(qū)。②“據(jù)說，1844年是第二次回歸的開始，但是首先要數(shù)出獲救者名單。只有數(shù)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(shù)人名看來要花很長的時間?！边@句話幽默中含著揶揄和諷刺，揭露了宗教預(yù)言師的荒謬，表現(xiàn)了對方屢測屢敗卻又想方設(shè)法自圓其說的尷尬與可笑。③“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(yù)言者的良好傳統(tǒng)，兩方下賭注，以保萬無一失?！甭牨娒髦髡咦龅氖强茖W(xué)的預(yù)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(yù)測，二是順勢又對他們進(jìn)行嘲諷。這種智慧的表達(dá)既帶來了輕松愉悅的氣氛，又大大增加了自己與聽眾的親和力。 8、霍金對宇宙未來的預(yù)言主要有哪些觀點？ 　　明確：（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臨界值，它就會永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結(jié)。 　?。?）在螺旋星系和星系團(tuán)中應(yīng)該存在有某種看不見的暗物質(zhì)，它的引力吸引足以把高速旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住，不至于使這些星系或星系團(tuán)飛散開去。 　?。?）如果宇宙繼續(xù)膨脹下去，五十億年后，太陽將耗盡它的核燃料，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)量的恒星會變成黑洞。 　?。?）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(fā)”掉。 　?。?）在星系或星系團(tuán)之外，應(yīng)該存在有足夠的暗物質(zhì)，這些暗物質(zhì)能使密度達(dá)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后。 【特色析要】這篇演講稿有什么特色？ 1生動的導(dǎo)引這篇科技論文是演講辭，具有演講的特點。預(yù)言宇宙的未來，雖然是一個嚴(yán)肅的科學(xué)話題。但如果就事論事，很容易枯燥乏味。演講需要激起聽眾的興趣。演講者從古代的巫術(shù)和近代的宗教預(yù)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)的求實精神。 2嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评碜鳛橐黄茖W(xué)演講，其最終目的是讓人信服。本文嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?，增?qiáng)了說服力。宇宙雖然復(fù)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，確定這一點非常不易。演講者從可見物質(zhì)談到暗物質(zhì)，從成熟的理論談到科學(xué)假說，把問題講得透徹明白。沒有作出一個明確的預(yù)言，也說明了演講者嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 3幽默的語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言藝術(shù)，就達(dá)不到最佳的表達(dá)效果。這篇演講語言幽默，創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，使所論述的問題更易于為聽眾接受。如，文中有一段話說：“我比其他的末日預(yù)言者更占便宜。即使宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預(yù)言，它至少在一百億年內(nèi)不會停止膨脹。我預(yù)料那時自己不會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?，同時傳達(dá)出重要的信息：宇宙“至少在一百億年內(nèi)不會停止膨脹”。 相關(guān)鏈接※霍金的生平是非常富有傳奇性的，在科學(xué)成就上，他是有史以來最杰出的科學(xué)家之一?；艚鸬闹鬟€有《時間簡史續(xù)編》、《霍金講演錄——黑洞、嬰兒宇宙及其他》，《時空本性》、《未來的魅力》等?！袊亲钤邕M(jìn)行天文觀測的國家之一，在殷商甲骨文里，就有許多天文觀測記錄。漢語“宇宙”一詞出現(xiàn)較早。戰(zhàn)國時期的尸佼在《尸子》中就說：“上下四方曰宇，往古來今曰宙?！睎|漢的高誘在《淮南子原道訓(xùn)》注中也說：“四方上下曰宇，古往今來曰宙?！? ※實際上有兩種不同的大爆炸宇宙論模型。按第一種模型，宇宙將永遠(yuǎn)膨脹下去。按第二種模型，宇宙最后將重新收縮。在這兩種模型中，使宇宙趨向再收縮的引力都是由初始爆炸的力抗衡著，后者在永遠(yuǎn)膨脹的模型中相對較強(qiáng)，而在注定要再收縮的模型中相對較弱。 ※根據(jù)愛因斯坦相對論而言，光速是所有物體速度的極限，幾乎沒有任何物體的速度會超過光速。 ※黑洞中的物體毫無辦法的向下落，亦即絕對不停止的沖向黑洞中心。在外界不斷向時間的一方流逝，在事界卻變?yōu)椴粩嗟南蛑行淖呷?，舍此別無他途。 點 睛 聚 焦※邊讀邊給課文分段，明確作者講了幾層意思，并提煉出要點。提煉要點的方法是：或者摘錄文中的語句，或者用自己的語言組織。 ※在講演的開頭，作者就指出，預(yù)言將來是非常困難的，預(yù)言宇宙的將來尤其困難。但科學(xué)家仍然有信心。為下文作鋪墊?！牻庹f：設(shè)計這些問題旨在引導(dǎo)讀者探究文章的內(nèi)涵，由表及里，將自讀引向深入、準(zhǔn)確。 ※此題旨在引導(dǎo)你探究文章的內(nèi)涵。同樣是探究文章的內(nèi)涵，上面五個問題是宏觀的，環(huán)環(huán)相扣，步步深入，這一個則是微觀、細(xì)碎的， ※這篇文章語言幽默風(fēng)趣，在說明科學(xué)道理的同時，創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，體現(xiàn)了演講詞的特點。 ※作者的觀點概括為：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臨界值，它就會永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結(jié)。事實上，現(xiàn)在的密度似乎非常接近與把坍縮和無限膨脹區(qū)分開來的臨界密度。但宇宙的未來是膨脹還是坍縮，仍尚難定論?！陉U明科學(xué)道理的時候，作者用了一些人們熟知的事例，有助于我們理解文章的觀點。如：“例如，如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)賭盤的方式，就會改變出來的數(shù)字。你在實際上不可能預(yù)言出來的數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財?！?