《宇宙的未来》教案。

俗话说，凡事预则立，不预则废。作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，帮助高中教师提高自己的教学质量。所以你在写高中教案时要注意些什么呢？下面的内容是小编为大家整理的《宇宙的未来》教案，希望对您的工作和生活有所帮助。

《宇宙的未来》教案
教学目标
一、知识教育目标
1．了解有关宇宙学的一些知识；
2．了解演讲稿的一些特点。
二、能力培养目标
1．学习举办科普讲座，以提高讲座的科学性、规范性；
2．通过和本单元前面的课文进行比较，提高比较阅读的能力。
三、德育渗透目标
通过本文的学习，激发学生对宇宙奥秘的探索热情。
四、美育渗透目标
引导学生体会这篇讲演幽默的语言风格，提高自己的思维和语言表达能力。
重点、难点、疑点及解决办法
重点：
1．了解有关宇宙学的一些知识；
2．了解演讲稿的一些特点。
难点：
1．学习举办科普讲座，以提高讲座的科学性、规范性；
2．通过和本单元前面的课文进行比较，提高比较阅读的能力。
课时安排
1课时
教学步骤
一、明确目标
1．了解有关宇宙学的一些知识；
2．了解演讲稿的一些特点。
3．通过和本单元前面的课文进行比较，提高比较阅读的能力。
二、整体感知
1．导入新课
在当今世界的自然科学领域，能够和爱因斯坦比肩的人物恐怕应当首推史蒂芬霍金了，他不但做出了辉煌的科学成就，其坚强的意志品质也深深地感染着我们，我们今天就来学习他的一篇演说辞《宇宙的未来》（板书课题）。
仰望灿烂的星空，我们会肃然起敬，产生无穷无尽的联想和想像。从古到今，人们对于宇宙的猜测和探索从来也没有停止过。如屈原在《天问》里就发出了一系列的探问：“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？……九天之际，安放安属？隅隈多有，谁知其数？天何所沓？十二焉分？日月安属？列星安陈？出自汤谷，次于蒙汜，自明及晦，所行几里？”中国古代的宇宙学有浑天说、盖天说、宣夜说等，西方有日心说、地心说等。然而直到20世纪诞生现代宇宙学，人们对宇宙的认识才有了根本性的突破。本文作者是当代著名的理论物理学家，他以“宇宙的未来”这样玄而又玄的话题在剑桥大学作讲演，对我们认识宇宙有哪些启示呢？
2．作者简介
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。
三、重点、难点的学习与目标达成过程
1．感知课文，明确本文的整体写作思路。
在讲演的开头，作者就指出，预言将来是非常困难的，预言宇宙的将来尤其困难。虽然如此，科学家对此仍然满怀信心。
课文第2段，作者却话题一转，考察起预言的历史。提及预言，人们会不由自主地想到古代的巫术。女巫用“毒药或火山溢出的气体”把自己“弄得精神恍惚”，不过是为了增加一点儿神秘色彩，“而真正的技巧在于解释”。近代宗教预言也是这样，不断用新的解释来掩饰预言的失败，如“首先要数出获救者名单”等。那么，科学家的预言是不是也像古代的预言家一样是一时的“骗术”呢？作者指出，“科学预言也许并不比那些巫师或预言家的更可靠些”，比如对天气预报、对“极端条件下物体的精确的定律”，以及对大脑的工作机制等，都还缺乏准确的判断。但是，“宇宙在非常大的尺度下的未来”，还是可以预言的。
宇宙中的局部运动也许会出现混沌状态，但宇宙在大尺度上是可以预测的。宇宙正在高速膨胀，其他星系正在飞速离我们远去。宇宙微波背景辐射证明了宇宙的膨胀大体上“是平滑的而非混沌的”，因为如果宇宙的膨胀率和平均密度不均匀，来自宇宙各个方向的宇宙微波背景辐射温度就不会如此一致。“这表明，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。”
从目前的情况看，宇宙中星系之间的距离在增大，但是星系之间的引力吸引有可能降低膨胀率。“如果宇宙的密度大于某个临界值，引力吸引将最终使膨胀停止并使宇宙开始重新收缩。宇宙就会坍缩到一个大挤压。”“大挤压”和“大爆炸”前的状态相似，“具有无限密度”，“物理定律在这种状态下失效”。
这样，预言宇宙的未来，“关键问题在于：平均密度是多少？如果它比临界值小，宇宙就将永远膨胀。但是如果它比临界值大，宇宙就会坍缩”。
但是，计算宇宙的平均密度并不容易。把我们现在能看到的恒星质量加起来，还不到临界值的百分之一；即使加上“气体云的质量”，最多达到临界值的百分之一。但是，我们能不能据此得出宇宙将永远膨胀下去的结论呢？还不能。因为宇宙中还存在许多暗物质，这些暗物质我们肉眼看不见，不能直接观测到。黑洞就是这类暗物质，它是超大恒星死亡的产物。霍金对黑洞的解释是：“空间一时间的一个区域，因为那儿的引力是如此之强，以至于任何东西甚至光都不能从该处逃逸出来。”（见《时间简史》一书所附《小辞典》）我们虽然看不见黑洞的存在，但可以通过观察螺旋星系和星系团来判断它们的存在：能使大质量的星系或星系团绕之旋转的东西，其质量一定比这些星系和星系团大得多。
作者指出，根据现在的观测研究，将这些暗物质估算在内，“仍然只达到要使宇宙重新坍缩的临界质量的百分之十左右”。于是有人择原理和暴涨理论为之说，前者假设有多个宇宙共存，而我们所能理解的只是身处其中的一个；后者认为宇宙可能采取一种非常规的方式突变，从一个微小的尺度很快达到临界状态。
归根到底，宇宙的未来只有两种命运：继续膨胀，或可能收缩。这取决于宇宙现有的密度，所以，科学家在没有称算出宇宙的重量之前，不得不承认“宇宙实际上是处在刀锋上”，所以要继承巫师或预言家的传统：“两方下赌注，以保万无一失。”
2．研读课文，讨论问题。
（1）作者是怎样探讨“宇宙的未来”的？
【明确】作者先从古代的巫术和近代的宗教预言谈起，引出话题，说明从科学的角度谈论宇宙的未来是非常严肃的事，科学有别于宗教的地方是它的求实精神。探讨宇宙是继续膨胀还是有可能收缩是这篇讲演的主体部分，计算宇宙的密度又是这一主体部分的关键，有关宇宙中物质密度临界值的探讨，则把问题引向深入。最后，介绍两种新的理论——人择原理和暴涨理论，则体现了科学界最新的探索。作者从可见物质谈到暗物质，从成熟的理论谈到科学的假说，把问题讲得透彻明白。最后没有做出一个明确的预言，恰恰说明了他严谨的科学态度。
（2）怎样理解本文的一些相关论述？
【明确】这是一篇科学讲演，涉及较为复杂的背景知识。这些知识和讲演的主题是密切相关的，如果不作必要的交待，讲演的内容就会显得抽象和单薄。如，谈到天气预报、大脑工作原理都具有混沌性质，来反衬宇宙在大尺度上是“平滑而非混沌”的；如，谈到恒星的死亡（归宿）引出黑洞，为宇宙中暗物质的存在寻找理论支持；如，谈到现存宇宙对初始密度的极度敏感，引出了“人择原理”等等。这些相关的论述，或从对立面凸显观点，或从纵深面强化观点，使论证丰富多彩。
（3）这篇讲演在语言上具有怎样的特点？
【明确】讲演是面对面的交流，这种交流又是单向度的，如果不注意讲演的语言艺术，就达不到最佳的表达效果。这篇讲演，除了推理严谨外，语言幽默也是其突出的特点。幽默的语言创造出一种轻松愉快的气氛，更具有亲和力，使所阐发的事理更容易为听众接受。如，谈到轮赌盘的旋转具有混沌性质，作者说即使是物理学家也不能计算出它“出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财”，这就生动地说明了什么是混沌现象；如，文章最后一句话：“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。”兼有讽刺与幽默，对宇宙未来命运的判断采取了审慎态度。
布置作业
完成“研讨与练习一、二”。

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宇宙的未来

宇宙的未来

一、内容及其解析
本节课要学的内容《宇宙的未来》指的是著名量子物理学家霍金的自然科学小论文，是一篇科学论文，其核心是对宇宙的未来进行科学预测的主要观点和推论。学生已经在本单元学过这类文章，本节课的内容只是前两课的巩固。因为它关系到学生的科学探索精神的培养和高考作文素材的积累，所以它在本学科中处于一般地位，有培养学生科学探索精神和积累写作素材的作用。教学的重点是理解文章主要的观点和推论，理解霍金对科学的执着态度，感受作者的科学精神，增进自己的科学素养。其中解决重点的关键是要让学生找出体现观点和推论的句子，并由此理清思路，把握作品的主旨。
二、目标及其解析
1、目标定位：A.理解文章主要的观点和推论。
B.把握文章幽默、风趣的语言特点。
C.理解霍金对科学的执着态度。
D.感受作者的科学精神，增进自己的科学素养。
2、目标解析：A.理解就是要用理性的心态、辩证的思维去思考、推断作者的观点，认识作者追求科学的态度。
B.把握就是要在品味作品语言的基础上掌握其风格特点，学会比喻论证等论证方法，并能运用于写作之中。
C.感受就是要感觉到作者从事科学研究的极端困难，并受到鼓舞。
三、问题诊断及其分析
在本节课的教学中，学生可能遇到的困难是本文专业性强，欧化语言明显，阅读起来非常吃力，难读、难懂。产生这一困难的原因是高考试卷上的科技说明文、科技论文只有三四段，考生读起来已经非常吃力，而这里却有整整26段，是前者的六七倍。要解决这一困难，一方面要让学生充分阅读，自主探究，但同时也要积极发挥教师的引导作用，将学生由浅入深地引导下去。其中关键是要告诉学生运用不求甚解的读书方法，化繁为简。
四、教学支持条件分析
为了加深学生对宇宙的感性认识和对宇宙大爆炸的了解，本节课准备使用多媒体，播放太阳系模型、有关宇宙整体情况的视频资料、霍金演讲视频资料。
五、教学过程设计
（一）导入
在当今世界的自然科学领域，能够和爱因斯坦比肩的人物恐怕应当首推史蒂芬霍金了，他不但做出了辉煌的科学成就，其坚强的意志品质也深深地感染着我们，我们今天就来学习他的一篇演说辞《宇宙的未来》（板书课题）。
仰望灿烂的星空，我们会肃然起敬，产生无穷无尽的联想和想像。从古到今，人们对于宇宙的猜测和探索从来也没有停止过。如屈原在《天问》里就发出了一系列的探问：“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？……九天之际，安放安属？隅隈多有，谁知其数？天何所沓？十二焉分？日月安属？列星安陈？出自汤谷，次于蒙汜，自明及晦，所行几里？”中国古代的宇宙学有浑天说、盖天说、宣夜说等，西方有日心说、地心说等。然而直到20世纪诞生现代宇宙学，人们对宇宙的认识才有了根本性的突破。本文作者是当代著名的理论物理学家，他以“宇宙的未来”这样玄而又玄的话题在剑桥大学作讲演，对我们认识宇宙有哪些启示呢？
（二）作者介绍
斯蒂芬.霍金，是本世纪享有国际盛誉的伟人之一，现年60多岁，出生于伽利略逝世周年纪念日，剑桥大学应用数学及理论物理学系教授，当代最重要的广义相对论和宇宙论家。70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理，为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家”。他还证明了黑洞的面积定理。他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务，那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊数学教授。他拥有几个荣誉学位，是皇家学会会员。他因患卢伽雷氏症（肌萎缩性侧索硬化症），禁锢在一张轮椅上达20年之久，他却身残志不残，使之化为优势，克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。他不能写，甚至口齿不清，但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。尽管他那么无助地坐在轮椅上，他的思想却出色地遨游到广袤的时空，解开了宇宙之谜。
霍金教授也是现代科普小说家，他的代表作是1988年撰写的《时间简史》，这是一篇优秀的天文科普小说。作者想象丰富，构思奇妙，语言优美，字字珠玑，更让人咋惊世界之外，未来之变，是这样的神奇和美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册，被译成近40种语言。1992年耗资350万英镑的同名电影问世。霍金坚信关于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用数学来表达，世人应当可以通过电影——这一视听媒介来了解他那深奥莫测的学说。本书是关于探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物，是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著作，它改变了人类对宇宙的观念。本书一出版即在全世界引起巨大反响。《时间简史》对我们这些喜用言语表达甚于方程表达的读者而言是一本里程碑式的佳书。它长于一个对人类思想有接触贡献者之手，这是一本对知识无限追求之作，是对时空本质之谜不懈探讨之作。
（三）正音识字辨义
1、识读字音
恍huǎng惚尴尬gāngà混饨hùndùn坍tān缩迄qì今沮jǔ丧
告罄qìng不可逾yú越臭名昭zhāo著模棱léng两可
2、字形辨析
沮：沮丧棱：模棱两可沌：混沌辐：辐射
咀：咀嚼凌：凌云壮志炖：清炖幅：幅员
3、分辨词义
限制制约
限制：①规定范围，不许超过；②规定的范围。
制约：甲事物本身的存在和变化以乙事物的存在和变化为条件，则甲事物为乙事物所制约。
效果结果
效果：①由某种力量、做法或因素产生的结果（多指好的）；②指演出时人工制造的风雨声、枪炮声（音响交果）和日出、下雪（光影效果）等。
结果：在一定阶段，事物发展所达到的最后状态。
寻求寻觅
寻求：寻找追求。寻觅：寻找。
探究探索
探究：探索研究，探询追究。探索：多方寻求答案，解决疑问。
（4）理解词义
咒语：信仰某些宗教的人以为念着可以除灾或降灾的语句，或者是希望人不顺利的话。
崩溃：完全破坏；垮台。
辐射：①从中心向各个方向沿着直线伸展出去；②热的传播方式的一种，从热源沿直线向四周发散出去。
坍缩：指山坡、河岸、建筑物或堆积的东西倒下来。
混沌：我国传说中指宇宙形成以前模糊一团的景象。
尴尬：（神色、态度）不自然。
倚重：倚靠，器重。
告罄：指能源枯竭。
黑洞：一种特殊的天体，是时间—空间的一个区域。它的基本特征是有一个封闭的视界。由于引力过于强大，就连光也不能从中逃逸出来，所以黑洞是看不见的。
模棱两可：指不表示明确的态度或没有明确的主张。模棱，含糊，不明确；两可，可以这样，也可以那样。
感恩戴德：感激别人的恩惠和好处。戴，尊奉，推崇。
（四）宇宙学说简介
1、中国古代对宇宙的关注与研究
中国古代的宇宙学说，有浑天说、盖天说、宣夜说等。浑天说认为，“浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡子中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。天地各乘气而立，载水而浮。”(《张衡浑仪注》)盖天说认为，“天似盖笠，地法覆盘”(《晋书天文志》)，天地都是穹形的，如同一个同心的球穹，相距八万里。宣夜说认为，“天了无质，仰而瞻之，高远无极，眼瞀精绝，故苍苍然也。”(《晋书天文志》)就是说“天”不是一个固体的“天穹”，不过充满了无边无际的气体，日月星辰都在这气体中浮动。
在西方，古希腊人也有多种宇宙学说。公元前600年左右，住在米利都的古希腊哲学家泰利斯认为地球是一个圆盘，漂浮在一片汪洋中。他的弟子阿那克西曼德认为天空是包围地球的一个球层，恒星在内层，太阳和月亮在外层。毕达哥拉斯认为，地球、月亮、太阳、行星和恒星都在一个同心球上围绕中央作为旋转。托勒密总结了古希腊的天文学成就，著《天文学大成》，认为地为球形，静止不动，处于宇宙的中心，其他天体围绕地球运行，创立了“地心说”，统治西方天文学界一千四百多年，直到波兰天文学家哥白尼在16世纪发表《天体运行论》，创立日心说。17世纪，意大利物理学家和天文学家伽利略亲手制造天文望远镜，开拓了人们的天文视野。德国天文学家开普勒提出了行星运动的三大定律，英国物理学家牛顿用力学的引力原理解释开普勒的行星运动定律，创立了天体力学。
2、宇宙大爆炸理论简介
现代宇宙学最有影响的学说是大爆炸宇宙学。大爆炸宇宙学认为，宇宙早期温度极高(在100亿度以上)，物质密度极大。在那里，物质被压缩成一个奇点，时间和空间都毫无意义。大约200亿年前，发生“爆炸”，温度逐渐冷却，形成各种各样的恒星体系，也就是我们今天所能观测到的宇宙。
宇宙大爆炸学说是逐渐形成的。20世纪初，爱因斯坦的相对论改变了科学家研究宇宙的方法。1927年，比利时天文学家勒梅特第一个提出了动态宇宙模型，认为宇宙是从一种“原始原子”不断分裂、膨胀形成的。他推测：如果宇宙中物质的质量小于某个临界值，宇宙就会继续膨胀下去，成为“开放的宇宙”；反之，就会坍缩，成为“闭合的宇宙”。1948年，出生在俄国的美籍物理学家伽莫夫发展了这一理论，提出了“大爆炸”学说。
大爆炸学说得到了以下天文观测的支持。(1)河外星系有系统地谱线红移(课文中涉及到)。1917年，美国天文学家斯里弗发现河外星系谱线有系统地向红端移动，表明这些遥远的天体正在离我们远去。1929年，美国天文学家哈勃发现，几乎所有的星系都有红移现象。星系距离越远，红移越大。这种红移与距离之间的线性关系，称为哈勃定律。(2)在各种不同的天体上，氦的密度相近，大都是30%。根据大爆炸理论，早期宇宙温度很高，所以产生氦的效率也很高。(3)测定各种天体的年龄，均小于200亿年。(4)宇宙微波背景辐射的发现。
3、黑洞解答
究竟什么是黑洞?黑洞是由具有极大质量的超巨星在塌陷时所形成的，恒星的核心在本身重量的影响下非常快速的收缩，并释放出强劲的暴发能量，如果核心物质大得使塌陷无限地继续下去，便产生了黑洞，在重力巨大的挤压下，所留下的物质有难以想像的高密度。由于黑洞的质量非常大，使得它们具有强大的重力场，这些力量大的连光线也无法逃出它的手掌心，这也就是为什么它要叫做黑洞的原因了，在它的边界內你看不到任何东西。
“黑洞”，顾名思义就是一个漆黑的洞。因其引力过强，以至于连自己发出的光线都无法由其中逃脫而出。就连光线由外射入，也像射入无底洞。然而大质量塌缩的恒星是如何到达此情境的呢?试想一物体于一塌缩星的表面，随著恒星塌落而凝缩，不停的靠向中心，重力愈来愈强。(天体的重力离中心愈近愈大)而恒星愈收缩，要离开它的表面速度要求愈大。当恒星塌缩到到光速时，已几乎无任何物体可逃脫而出。而塌缩到光速都无法逃出时，任何物体都不可能再从黑洞中出来。当恒星塌缩到此一境界时，这时黑洞所呈现的半径就称为「史瓦西半径」。假设地球也做如此的塌缩，那此时地球的史瓦西半径就为一厘米宽。但恒星并非一定凝缩到此程度才形成不可逃脫的表面。质量愈大，其史瓦西半径內的物质密度愈小。如质量是太阳一亿倍的，缩到水的密度便达到史瓦西半径了。
黑洞是一去不复返的深渊，但在靠近黑洞时，由于时间的延滞，会发生许多奇妙的事。黑洞旅行者穿越事界，按他的计时系统来說，只是很短的时间，但对远方的观测者来說，其结果却是恰恰相反。他看见愈近事界，宇航员的身影愈薄，接近事界愈缓慢。火箭无限靠近事界，但总不能到达。外界的人看事界亦为如此，也是越塌缩越缓慢，形状也越朦胧，塌缩星就像是渐渐凝住了，所以以前把这现象叫做「塌缩星凝止」。凝止的界面就称为「凝止界面」(Staticlimit)。而当塌缩接近事界时，星光迅速黯淡。对于是太阳质量十倍的星，就在凝止那一剎那，在百万分之四秒內全部化为乌有。所以我们无从得知黑洞是如何形成的。然而黑洞周围的时空弯曲的性质，对人的寿命有特殊影响。它周围的时间进度缓慢，也许这可以做为一种变时机制，勇敢涉足于事界边缘也许可以不老不死。但在黑洞的边缘要求很大的加速度。愈靠近黑洞，要求的加速度越大，时间延滞也越厉害。
理论上，黑洞的质量并没有多大或多小的限制。任何大小的质量如果被压缩到足够高的密度，在理论上都有可能形成黑洞。我们认为大多数实际存在的黑洞是有大质量的恒星死亡后产生的，所以我们认为那些黑洞和那些大质量的恒星一样重。一个恒星级黑洞的典型质量差不多是太阳的十倍，或者说是10^(30)千克。天文学家们也认为许多星系的中心都有质量巨大的黑洞。它们的质量大约是太阳的一百万倍，或者说是10^(36)千克。
（五）整体感知
请同学们为《宇宙的未来》的自然段标上序号。共是多少段？（26段）
问题1：《宇宙的未来》这篇文章很长而且其中牵涉到许多陌生的内容。然而，它回答的却是一个古老而又引人的问题，即“宇宙从哪里来，又将到哪里去”。那么，作者的思路是怎样的？（宇宙的未来是可以预言的—怎样预言宇宙的未来—宇宙的未来结果如何）
霍金在《宇宙的琴弦》的序言中提供了一种对付这种文章的阅读方法——某些内容读不懂不要理它，放过它继续往前读，你会发现你是可以大致将全篇文章读懂的——而对大多数的人来说，大致读懂就足够了。现在，就让我们运用一次五柳先生的阅读方法——“好读书，不求甚解”来解决《宇宙的未来》。
A.1至6自然段说了什么？请用一句话概括。（预言宇宙的未来非常困难，然而，在非常大的尺度下，宇宙的未来又是可以预言的）
B.1至6自然段有什么样的内容和语气？（霍金先说明预言未来在古代是先知或者女巫的事情。这些人的预言基本上是胡说，利用模棱两可的语言糊弄他人。然后，他语气一转说，宇宙的未来是一定的条件是可以预言的。他的语气给人幽默和轻松的感觉）
C.第七自然段的内容是什么？（在过去的三百年中，我们基本上发现了制约在所有正常条件下物体的科学定律）
D.那么，第八自然段呢？（虽然如此，我们还是不能预言遥远的未来，因为宇宙中存在一种混沌：在某一时刻对系统作非常微小的改变，系统的未来很快就会变得完全不同）
E.第九自然段呢？（在不稳定和混沌状态中，一般在存在一个时间尺度。天气预报的时间尺度是五天）这一自然段的关键词是什么？（时间尺度）为什么？（因为这个时间尺度在后来预言宇宙未来中是一个重要的指标）
F.第十自然段讲了什么？（讲对大脑的预言、对社会生活的预言是难的，因其是混沌的
G.第十一自然段呢？（回到宇宙的预言上来，讲了一种宇宙现象——所有星球都在离我们远去）这一段的关键词是什么？（关键词没有直接出现，就是天文物理上所谓之“红移”）有哪位同学知道什么叫“红移”？（“红移”是美国天文学家哈勃发现的一种宇宙的规律。当一个物体在远离我们而去时，它的光谱会向红端移动。哈勃发现，所有星球的光谱都有红移的现象，这就证明宇宙是处于一种膨胀的状态中，这是宇宙爆炸说的主要观测证据）
H.十二自然段的关键词是什么？（宇宙微波背景辐射）
问题1：宇宙微波背景辐射的意义是什么？（宇宙微波背景辐射是宇宙爆炸说的另一重要观测证据。是热的早期宇宙的残余）它的特点呢？（从任何方向上来的辐射量几乎都是相等的，差别不到十万分之一）
问题2：霍金为什么要在这里讲红移和宇宙微波背景辐射以及它们的这些特点？这些特点有什么共同的指向？霍金从中得出了什么结论？这些结论和预言宇宙的未来又有什么关系？
明确：红移和宇宙背景微波辐射说明，宇宙在极大尺度下是简单的而不是混沌的。所以是可以预言的。这就是霍金在第一层所讲的预言宇宙未来的一定的条件。
问题3：到现在为止，霍金预言了宇宙的未来吗？（没有）那么，他讲了什么呢？
明确：他讲了两层意思。一是预言宇宙的未来要有一定的条件。二是这个条件就是在非常大的尺度下；因为在非常大的尺度下，宇宙是简单的而不是混沌的。
问题4：那么霍金给我们预言了什么呢？
A.阅读十四自然段，并且找出其中的关键词。（宇宙平均密度的临界值）
B.临界值就是事物或者事件将要发生变化而还没有发生的变化的数值。霍金讲的这个宇宙平均密度的临界值是什么事情的临界值？（宇宙继续膨胀还是停止膨胀并转向收缩的临界值）
C.十五自然段中，霍金讲，宇宙平均密度决定宇宙的膨胀和收缩，其理论依据是什么？（是牛顿的万有引力：物质越大，引力越强。宇宙的平均密度越高，引力也就越强，宇宙就会收缩；反之，平均密度小于临界值，宇宙的引力较小，不足以改变膨胀，宇宙就将膨胀下去）
D.为什么霍金在演讲中不提牛顿的万有引力？（这次演讲是在牛津大学进行的，这些内容对于听众都是常识，根本不用讲）
E.那么这个事关宇宙未来命运的平均密度到底是多少，霍金说了没有？（没有）霍金为什么不说？（这个数字对听众而言没有太大的价值）不过关于宇宙的平均密度，霍金还是讲了一些内容。看看是什么内容？（讲了科学家如何估算宇宙的平均密度）
F.如何估算的？估算了哪些物质？
明确：首先是恒星的质量，这个不到宇宙平均密度的百分之一；然后是暗物质的质量，加上还是不到宇宙平均密度的百分之十。他认为在星系以外，还有我们没有观测到的物质。
G.什么是暗物质？（看不到的物质）那么科学家怎么知道它们的存在，又是凭什么估算他们的质量的呢？（万有引力。根据螺旋星系里物质的旋转速度及所需要的引力测算的）
H.第19自然段、20自然段和21自然段讲太阳的未来，讲黑洞的演变，这些和宇宙的未来有什么关系？（这些是宇宙未来演变的局部变化，而且可能对我们人类产生重大的影响）
I.22自然段霍金在讲什么？（讲一种猜测）23自然段呢？（在推理）24自然段呢？（提出了人择原理）
J.什么是人择原理？从原文中找出主要内容并复述。（宇宙之所以是这种样子，是因为否则的话，我们就不会在这里观测它）
K.霍金说“其思想是，可能存在许多具有不同密度的宇宙”，什么意思？
明确：意思是：可能存在有许多不同密度的宇宙，然而，只有在我们所在的这个临界密度被界定得很好的宇宙中，才产生了智慧生命来诘问“为什么宇宙恰恰是这么接近临界密度”。
L.这些内容属于对宇宙未来的预言吗？（不属于。而是在讲述科学家的迷茫）
M.那么，哪些段落是霍金为我们做的宇宙未来的预言？霍金的预言是在哪一自然段结束的？他为我们预言了什么样的未来？回头看看。
明确：从14自然段开始。结束于第22自然段。他预言宇宙可能继续膨胀也可能停止膨胀并开始收缩。不过决定宇宙继续膨胀还是开始收缩的宇宙平均密度的临界值他不知道。
N关于宇宙平均密度的临界值以及它对宇宙未来的影响，霍金还是告诉了一个非常关键的信息，这个信息是什么？（是我们现在这个宇宙的平均密度非常接近于临界密度）
O.哪位同学能总结全文。作者什么思路？全文分为几层？预言了什么内容？
明确：全文分为五层。第一层说预言未来是非常困难的，然而在一定的条件下对宇宙的未来进行预言是可能的。第二层讲预言宇宙的未来需要在非常大的尺度下；因为在非常大的尺度下，宇宙是简单的。第三层讲宇宙现在正在膨胀并且可能继续膨胀也可能停止膨胀并开始收缩，关键是宇宙的平均密度。第四层讲我们现在对宇宙的平均密度还没有清楚的认识，只知道我们现在的宇宙的平均密度非常接近于膨胀和收缩和临界密度。第五层是总结，说宇宙的未来可能继续膨胀也可能停止膨胀并开始收缩。
小结：《宇宙的未来》是一篇非常前沿，同时也非常难懂的文章。所以，我的教学设计就是引导大家将这篇课文的思路贯通，内容读懂，我们将这篇长长的26段几万文字的文章化成几行来复述。在作文修改中老师用过这一方法。深刻就是简单，简单就是深刻。我们在这里实现了简单，也就表明了理解。
（六）语言品味
问题5：这篇讲演在语言上具有怎样的特点？
【明确】讲演是面对面的交流，这种交流又是单向度的，如果不注意讲演的语言艺术，就达不到最佳的表达效果。这篇讲演，除了推理严谨外，语言幽默也是其突出的特点。幽默的语言创造出一种轻松愉快的气氛，更具有亲和力，使所阐发的事理更容易为听众接受。如，谈到轮赌盘的旋转具有混沌性质，作者说即使是物理学家也不能计算出它“出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财”，这就生动地说明了什么是混沌现象；如，文章最后一句话：“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。”兼有讽刺与幽默，对宇宙未来命运的判断采取了审慎态度。
A.本文在论述过程中，常常用一些生动的比喻来说明事理。下列两个比喻句各自说明了什么道理?
??①“例如，如果你稍微改变一下你旋转轮赌盘的方式，就会改变出来的数字。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。”
??明确：用这个比喻生动地说明了“即使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”。
??②“这有一点像是再投胎。如果有人声称一个新生的婴儿是和某一死者等同，如果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任何特征或记忆，这种声称有什么意义呢?人们可以同样地讲，它是完全不同的生命。”
??明确：用这个比喻形象地说明宇宙在大挤压处终结后，并不是任何发生在“之后”的事件都是另一个相分离的宇宙的部分。
??(解说：此题旨在引导学生领会、学习作者善于用比喻来说理的技巧。)
B.这篇文章语言幽默风趣，在说明科学道理的同时，创造出一种轻松愉快的气氛，体现了演讲词的特点。试举出三个例子，分析其表达效果。
??明确：
??例如：①“……这些日期使股票市场下泻。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。”这句话让人在笑声中悟到人类自身的某些缺陷和某些思维误区。
②“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。”这句话幽默中含着揶揄和讽刺，揭露了宗教预言师的荒谬，表现了对方屡测屡败却又想方设法自圆其说的尴尬与可笑。
③“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。”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。
??(解说：此题旨在引导学生领会并学习作者幽默风趣的演讲风格。)
（七）感受精神
问题6：霍金的中国学生吴忠超教授这样介绍史蒂芬霍金：在相对论和引力论领域，霍金是继爱因斯坦之后最伟大的代表人物。他的第一项工作是和彭罗斯一起证明了广义相对论的奇性定理；第二项工作是创立了黑洞物理理论，其中有黑洞的无毛定理和黑洞视界面积增加定理；第三项工作是研究极早期宇宙和宇宙的创生，其量子宇宙学使人们单独地从科学定律即能预言出宇宙中的一切。而他所有这些成就都是在他患卢伽雷病(肌肉萎缩性侧面硬化病)后的40年间所做的。在科学史上有许多残疾科学家，但是像霍金这样残疾到这种程度的则绝无仅有——21岁就患病，几十年被禁锢在特制的轮椅上，全身只有三个手指能活动，不能讲话，与人交谈要靠计算机合成语言，有了新的想法也只能通过三个手指“敲击”进语言合成器里保存……可就是这样一个重度残疾的人，却把研究的目标直指浩瀚的宇宙。
??在《果壳中的宇宙》一书中，霍金引用了莎士比亚戏剧《哈姆雷特》里一句充满诗意的台词：“我即使被关在果壳里，仍自以为是无限空间之王!”这句台词形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人们亲眼看到了“果壳”中的那个挑战命运的不屈的灵魂。他曾说：“只要有智慧和精神在，没有什么能打倒自己。身体的健康固然重要，心灵的健康也会给你无穷的力量。”在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是贝特朗罗素，一位不知疲倦的思想家、哲学家和科学家。
??那么你呢？你怎么看待霍金？十年前，一家青少年调查机构调查出我国中学生最崇拜的人物是歌星刘德华、影星刘晓庆、球星贝利，“三星高照”。你又怎样看待这一现象？
??(解说：科学和人文是教育的两大内容，学习本文可以增进学生的科学素养，因此设计了上题；而从作者霍金的身上，还能感受到高尚的人格魅力，因而设计了本题。霍金的朋友曾这样感慨：“可以相信，当他所热爱的东西都失去时，他不仅坚强地活着，而且伟大地活着，那么他所带给我们的不仅仅是科学的智慧，还有人类最可贵的精神。”教师可介绍霍金的生平，介绍霍金2002年8月来华刮起的“霍金旋风”，让学生产生积极的情感体验，学习霍金战胜自我、挑战极限、追求科学的顽强品质。对于“三星高照”的现象，能够引发学生的深入思考，并作出较为正确的评价，比如这样评价：这一现象的出现，既有中学生自身价值取向的问题，也有新闻媒体的误导问题。要让学生意识到，只有在正确的价值取向引导下，个人才能体现出最大的人生价值，社会才能快速向前发展。)
总结：霍金精神将永远照耀人类的探索之路！

《宇宙的未来》教案设计

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【自读导言】

自读要求

1.能读懂本演讲录的内容。2.学习本文生动、幽默的演讲风格。

3.感受科学精神，增进科学素养。

(解说：本文虽说是演讲录，但其实就是一篇科技论文，加上语言的欧化风格，要读懂全文并不容易，所以设置了第一个要求；生动、幽默是霍金的演讲风格，是其演讲独具魅力的原因之一，因此设置了第二个要求；本文是传播科学知识的演讲录，需要让学生从中感受到科学精神，增进科学素养，因此设置了第三个要求。)

自读重难点

1.提炼本文的要点，增强概括能力。

2.探究本文的内涵，增强分析能力。

(解说：这两点按本单元的学习重点设计，顺应编辑的教材编排意图。)

【自读程序】

总的原则是：多次自读，逐层领悟，逐个落实学习重点。具体如下：

1.初读，总体感知。

结合注释，通读全文，总体感知。

读后能用一句话简要地说出本文讲了什么。

明确：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。

2.再读，提炼要点。

要求比上一次读得细一些，边读边给课文分段，明确作者讲了几层意思，并提炼出要点。提炼要点的方法是：或者摘录文中的语句，或者用自己的语言组织。

明确：

要点依次为：①科学家有信心预言未来。②巫师的预言模棱两可，宗教的预言屡测屡败。③物理方程、制约大脑的方程具有混沌性，因此我们不能预言人类；而宇宙的行为在非常大尺度下却是简单的，而不是混沌的，因此我们可以预言宇宙遥远的未来。④宇宙的未来有两种可能，一是继续膨胀下去，二是收缩以至坍缩成一个点。是膨胀还是坍缩，取决于宇宙的平均密度。⑤宇宙现在的密度非常接近于把坍缩和膨胀区分开来的临界点上，所以两种可能都会发生。

3.三读，探究内涵。

要求比上一次读得更深入，能对某些语句的内涵进行分析，也能对作者的某个观点进行评析，或者对作者的整个科学思想进行阐述分析。

4.交流讨论。

交流讨论可以在前三步之后综合进行，也可以在每一步(初读、再读、三读)之后分别进行。对总体感知的情况、提炼要点的情况、探究内涵的情况依次进行交流讨论。可以先在小组(前后桌为一组)内进行，然后每个小组选一人参与全班交流。

(解说：本自读程序力图体现学生的自读、自得、互动。让学生自主发展，自我提高。)

【自读点拨】

本文是史蒂芬霍金1991年1月在剑桥大学的一次演讲录。

这篇演讲，从古代巫师的预言，谈到近代宗教的预言，然后过渡到自己对宇宙未来的预言，结构严谨，重点突出。作者运用天体物理学理论，对宇宙未来作出了两种预测，一是继续膨胀下去；二是收缩以至坍缩成一个点。是膨胀还是收缩，取决于宇宙的平均密度。如果它比临界值小，宇宙就将永远膨胀。但是如果它比临界值大，宇宙就会坍缩，而时间就会在大挤压处终结。可现在密度似乎非常接近于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度，所以两种结果都有可能。

本文专业性强，欧化语言明显，阅读起来非常吃力，难读、难懂。高考试卷上的科技说明文、科技论文只有三四段，考生读起来已经非常吃力，而这里却有整整26段，是前者的六七倍。所以教学本文时一方面要让学生充分阅读，自主探究，但同时也要积极发挥教师的引导作用，将学生由浅入深地引导下去。

在引导过程中，可以将以下问题灵活地插入上面的自读程序中。(特别是发现学生在探究内涵不够深入时。)

1.作者在第8段中为什么说即使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10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?

明确：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。

2.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?

明确：因为前者是混沌的，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。

3.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。

4.对宇宙未来的预言，关键是要弄清宇宙的什么问题?

明确：对宇宙未来的预言，其关键问题在于：平均密度是多少。

5.作者认为宇宙的未来会是怎样的?

明确：会有两种可能：如果它比临界值小，宇宙就将永远膨胀，但是如果它比临界值大，宇宙就会坍缩。

(解说：设计这些题目旨在让教师引导学生探究文章的内涵，由表及里，将自读引向深入、准确。)

【自读思考】

1.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。宇宙中存在暗物质的证据是什么?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?

明确：宇宙中存在暗物质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。

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，另一种是极早期宇宙的暴涨理论。

(解说：此题旨在引导学生探究文章的内涵。同样是探究文章的内涵，上面五个问题是宏观的，环环相扣，步步深入，这一个则是微观、细碎的，所以单独列在自读思考中。)

2.本文在论述过程中，常常用一些生动的比喻来说明事理。下列两个比喻句各自说明了什么道理?

①例如，如果你稍微改变一下你旋转轮赌盘的方式，就会改变出来的数字。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。

明确：用这个比喻生动地说明了即使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。

②这有一点像是再投胎。如果有人声称一个新生的婴儿是和某一死者等同，如果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任何特征或记忆，这种声称有什么意义呢?人们可以同样地讲，它是完全不同的生命。

明确：用这个比喻形象地说明宇宙在大挤压处终结后，并不是任何发生在之后的事件都是另一个相分离的宇宙的部分。

(解说：此题旨在引导学生领会、学习作者善于用比喻来说理的技巧。)

3.这篇文章语言幽默风趣，在说明科学道理的同时，创造出一种轻松愉快的气氛，体现了演讲词的特点。试举出三个例子，分析其表达效果。

明确：

例如：①这些日期使股票市场下泻。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。这句话让人在笑声中悟到人类自身的某些缺陷和某些思维误区。②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。这句话幽默中含着揶揄和讽刺，揭露了宗教预言师的荒谬，表现了对方屡测屡败却又想方设法自圆其说的尴尬与可笑。③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。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。

(解说：此题旨在引导学生领会并学习作者幽默风趣的演讲风格。)

4.下面这段话引自霍金2002年8月15日在浙江大学的公众演讲《膜的新奇世界》，读后请用其中的原句提炼本段的要点，并同课文做比较阅读，说说霍金在介绍深奥理论时喜欢采用什么方式来让听众听明白?

按照我的意见，膜世界启始的更远为吸引人的解释是，它作为真空中的起伏而自发产生。膜的产生有点像沸腾水中蒸气泡的形成。水液体中包含亿万个H2O分子，它们在最靠近的邻居之间耦合，并且挤在一起。当水被加热上去，分子运动得更加快，并且相互弹开。这些碰撞偶然赋予分子如此高的速度，使得它们中的一群能摆脱它们的键，形成热水围绕着的蒸气小泡泡。泡泡将以随机的方式长大或缩小，这时液体中来的更多的分子参与到蒸气中去，或者相反的过程。大多数小蒸气泡将会重新塌缩成液体，但是有一些会长大到一定的临界尺度，超过该尺度泡泡几乎肯定会继续成长。我们在沸腾时观察到的正是这些巨大的膨胀的泡泡。

明确：这是迁移运用题。体现本段要点的句子是膜的产生有点像沸腾水中蒸气泡的形成。作者喜欢用比喻的方式将深奥的理论说得通俗易懂。

5.课文中霍金对宇宙未来的预言，你怎么看?老师鼓励学生发表有创见的观点，只要态度科学，能自圆其说即可。

(解说：设计该题旨在引导学生独立思考，培养独立的人格，同时也培养独立的科学精神。学生可以畅所欲言，比如认为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，因此也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来假设，或许会有不同的结论，不同的发现。所以青少年对霍金的观点可以学习，可以接受，但不能迷信，不能束缚自己的思维。)

6.霍金的中国学生吴忠超教授这样介绍史蒂芬霍金：在相对论和引力论领域，霍金是继爱因斯坦之后最伟大的代表人物。他的第一项工作是和彭罗斯一起证明了广义相对论的奇性定理；第二项工作是创立了黑洞物理理论，其中有黑洞的无毛定理和黑洞视界面积增加定理；第三项工作是研究极早期宇宙和宇宙的创生，其量子宇宙学使人们单独地从科学定律即能预言出宇宙中的一切。而他所有这些成就都是在他患卢伽雷病(肌肉萎缩性侧面硬化病)后的40年间所做的。在科学史上有许多残疾科学家，但是像霍金这样残疾到这种程度的则绝无仅有21岁就患病，几十年被禁锢在特制的轮椅上，全身只有三个手指能活动，不能讲话，与人交谈要靠计算机合成语言，有了新的想法也只能通过三个手指敲击进语言合成器里保存可就是这样一个重度残疾的人，却把研究的目标直指浩瀚的宇宙。

在《果壳中的宇宙》一书中，霍金引用了莎士比亚戏剧《哈姆雷特》里一句充满诗意的台词：我即使被关在果壳里，仍自以为是无限空间之王!这句台词形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人们亲眼看到了果壳中的那个挑战命运的不屈的灵魂。他曾说：只要有智慧和精神在，没有什么能打倒自己。身体的健康固然重要，心灵的健康也会给你无穷的力量。在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是贝特朗罗素，一位不知疲倦的思想家、哲学家和科学家。

那么你呢?你怎么看待霍金?十年前，一家青少年调查机构调查出我国中学生最崇拜的人物是歌星刘德华、影星刘晓庆、球星贝利，三星高照。你又怎样看待这一现象?

(解说：科学和人文是教育的两大内容，学习本文可以增进学生的科学素养，因此设计了上题；而从作者霍金的身上，还能感受到高尚的人格魅力，因而设计了本题。霍金的朋友曾这样感慨：可以相信，当他所热爱的东西都失去时，他不仅坚强地活着，而且伟大地活着，那么他所带给我们的不仅仅是科学的智慧，还有人类最可贵的精神。教师可介绍霍金的生平，介绍霍金2002年8月来华刮起的霍金旋风，让学生产生积极的情感体验，学习霍金战胜自我、挑战极限、追求科学的顽强品质。对于三星高照的现象，能够引发学生的深入思考，并作出较为正确的评价，比如这样评价：这一现象的出现，既有中学生自身价值取向的问题，也有新闻媒体的误导问题。要让学生意识到，只有在正确的价值取向引导下，个人才能体现出最大的人生价值，社会才能快速向前发展。)

【课外作业】

1.仿照本文幽默风趣的语言风格，写一个演讲片段，题目是《霍金明星我》。

2.阅读霍金的名著《时间简史》、《果壳中的宇宙》(2002年8月霍金在浙江大学的公众演讲《膜的新奇世界》就选自其中)。

(解说：两个题目，一读一写，由课文深化、拓展开去。教师给定一个完成的时间，然后在全班交流，将学习气氛推向高潮。)

《宇宙的未来》备课资料

一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责，高中教师要准备好教案，这是每个高中教师都不可缺少的。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课，使高中教师有一个简单易懂的教学思路。你知道怎么写具体的高中教案内容吗？小编为此仔细地整理了以下内容《《宇宙的未来》备课资料》，相信您能找到对自己有用的内容。

［导学新概念］
??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。
《时间简史》出版于1988年，《宇宙的未来》是斯蒂芬·霍金1991年在剑桥大学的一次讲演录。本文重点是谈作者对宇宙的未来作出的科学预言，阅读时要准确地筛选出这些预言的观点和支撑这些观点的材料。同时，还应该体会这篇讲演在语言上的幽默特点。
［资料显示屏］
《时间简史》出版（1988年）后，剑桥的应用数学和理论物理系的气氛有了微妙的变化，不断有世界各地的报刊的记者要求访问霍金，在以后的两年时间里，电视台工作人员不时地占用大楼，他们要为这位世界上最著名的科学家拍一部有关他生活的记录片。在不同的国家用不同的语言反复讲述同一故事：霍金如何凭着自己的勇敢克服了身体的残疾成为科学的巨人和新闻媒介的英雄。一批又一批的新闻记者访问了霍金在西尔弗大街那凌乱的办公室，并和这位公众新近的英雄度过激动人心的时刻。
——《斯蒂芬·霍金的科学生涯》（英）
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》。
——《少年版世界名人传记·霍金传》
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。
——洪伟
［教学设计ABC］
　?设计A
一、导语设计
　?1．可以从普通人对我们赖以生存的地球的关注导入，引出科学家对无限广阔的宇宙的关注，从而引出霍金的《宇宙的未来》。（这样导入意在强调科学家的责任感）
2?可以从阅读科技论文和科技说明文的目的（了解观点，获取知识）导入，直截了当地切入本文的基本观点。（这样导入意在突出科技论文的阅读方法）
以上两种导入都要直接切入文章的主体部分，不必分析全文结构。
二、过程设计
　?1?过程：学生阅读、讨论、交流，教师指导、点拨、归纳。
2?方法：学生——自由讨论式，教师——点拨引导式。
　?3?归纳：霍金对宇宙未来的预言主要有以下一些观点：
（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。
4?体会这篇演讲词幽默风趣的语言特点。
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，例如：“幸运的是，数人名看来要花很长的时间。”“你在实际上不可能预测出来数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。”“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。我预料那时自己不会留在世上被证明是错的。”“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。”
设计B
一、导语设计
　?同设计A
二、过程设计
　?1?初读课文，找出一些关键词语，把握文章大意。
从标题和开头都可以看出文章要谈的是对宇宙未来的预测，初读文章就应该找出与这一预测有剐的关键词语，最重要的应该有两个：“膨胀”与“坍缩”，然后进一步找到与这两个词相剐联的其他关键词：“平均密度”和“暗物质”，即可基本把握文章大意。
2⒈细读课文，弄清这些关键词语之间的关系，把握作者的观点。
作者的观点是：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，唆就会永远膨胀。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。事实上，现在的密度似乎非常接近与把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度。但宇宙的未来是膨胀还是坍缩，仍尚难定论。
3?抓住生动的比喻，理解作者的观点。
在阐明科学道理的时候，作者用了一些人们熟知的事例，有助于我们理解文章的观点。如：“例如，如果你稍微改变一下你旋转赌盘的方式，就会改变出来的数字。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。”
设计C
在学生读完文章大致清楚所写内容之后，可设计几个问题，做较为深入的分析。
　?1?文章内容是谈对宇宙未来的预测，为什么开篇却谈巫师预言的尴尬、宗教预言的失败?
2?作者说将宇宙中的暗物质考虑在内，也远远达不到宇宙重新坍缩的临界密度，据此则可预言宇宙会继续无限地膨胀下去，为什么后文又说宇宙最终可能会坍缩?
3?对宇宙的未来，作者以为是可以预测呢，还是不可以预测?
讨论分析清楚这些问题，就可较为准确地把握观点。

《宇宙的未来》教学设计

宇宙的未来

【教学目标】
一、知识教育目标
1．了解有关宇宙学的一些知识；
2．了解演讲稿的一些特点。
二、能力培养目标
1．学习举办科普讲座，以提高讲座的科学性、规范性；
2．通过和本单元前面的课文进行比较，提高比较阅读的能力。
三、德育渗透目标
通过本文的学习，激发学生对宇宙奥秘的探索热情。
四、美育渗透目标
引导学生体会这篇讲演幽默的语言风格，提高自己的思维和语言表达能力。
【重点、难点、疑点及解决办法】
重点：
1．了解有关宇宙学的一些知识；
2．了解演讲稿的一些特点。
难点：
1．学习举办科普讲座，以提高讲座的科学性、规范性；
2．通过和本单元前面的课文进行比较，提高比较阅读的能力。
【课时安排】1课时
【教学步骤】
一、明确目标
1．了解有关宇宙学的一些知识；
2．了解演讲稿的一些特点。
3．通过和本单元前面的课文进行比较，提高比较阅读的能力。
二、整体感知
1．导入新课
在当今世界的自然科学领域，能够和爱因斯坦比肩的人物恐怕应当首推史蒂芬·霍金了，他不但做出了辉煌的科学成就，其坚强的意志品质也深深地感染着我们，我们今天就来学习他的一篇演说辞《宇宙的未来》（板书课题）。
仰望灿烂的星空，我们会肃然起敬，产生无穷无尽的联想和想像。从古到今，人们对于宇宙的猜测和探索从来也没有停止过。如屈原在《天问》里就发出了一系列的探问：遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？……九天之际，安放安属？隅隈多有，谁知其数？天何所沓？十二焉分？日月安属？列星安陈？出自汤谷，次于蒙汜，自明及晦，所行几里？中国古代的宇宙学有浑天说、盖天说、宣夜说等，西方有日心说、地心说等。然而直到20世纪诞生现代宇宙学，人们对宇宙的认识才有了根本性的突破。本文作者是当代著名的理论物理学家，他以宇宙的未来这样玄而又玄的话题在剑桥大学作讲演，对我们认识宇宙有哪些启示呢？
2．作者简介
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。
三、重点、难点的学习与目标达成过程
1．感知课文，明确本文的整体写作思路。
在讲演的开头，作者就指出，预言将来是非常困难的，预言宇宙的将来尤其困难。虽然如此，科学家对此仍然满怀信心。
课文第2段，作者却话题一转，考察起预言的历史。提及预言，人们会不由自主地想到古代的巫术。女巫用毒药或火山溢出的气体把自己弄得精神恍惚，不过是为了增加一点儿神秘色彩，而真正的技巧在于解释。近代宗教预言也是这样，不断用新的解释来掩饰预言的失败，如首先要数出获救者名单等。那么，科学家的预言是不是也像古代的预言家一样是一时的骗术呢？作者指出，科学预言也许并不比那些巫师或预言家的更可靠些，比如对天气预报、对极端条件下物体的精确的定律，以及对大脑的工作机制等，都还缺乏准确的判断。但是，宇宙在非常大的尺度下的未来，还是可以预言的。
宇宙中的局部运动也许会出现混沌状态，但宇宙在大尺度上是可以预测的。宇宙正在高速膨胀，其他星系正在飞速离我们远去。宇宙微波背景辐射证明了宇宙的膨胀大体上是平滑的而非混沌的，因为如果宇宙的膨胀率和平均密度不均匀，来自宇宙各个方向的宇宙微波背景辐射温度就不会如此一致。这表明，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。
从目前的情况看，宇宙中星系之间的距离在增大，但是星系之间的引力吸引有可能降低膨胀率。如果宇宙的密度大于某个临界值，引力吸引将最终使膨胀停止并使宇宙开始重新收缩。宇宙就会坍缩到一个大挤压。大挤压和大爆炸前的状态相似，具有无限密度，物理定律在这种状态下失效。
这样，预言宇宙的未来，关键问题在于：平均密度是多少？如果它比临界值小，宇宙就将永远膨胀。但是如果它比临界值大，宇宙就会坍缩。
但是，计算宇宙的平均密度并不容易。把我们现在能看到的恒星质量加起来，还不到临界值的百分之一；即使加上气体云的质量，最多达到临界值的百分之一。但是，我们能不能据此得出宇宙将永远膨胀下去的结论呢？还不能。因为宇宙中还存在许多暗物质，这些暗物质我们肉眼看不见，不能直接观测到。黑洞就是这类暗物质，它是超大恒星死亡的产物。霍金对黑洞的解释是：空间一时间的一个区域，因为那儿的引力是如此之强，以至于任何东西甚至光都不能从该处逃逸出来。（见《时间简史》一书所附《小辞典》）我们虽然看不见黑洞的存在，但可以通过观察螺旋星系和星系团来判断它们的存在：能使大质量的星系或星系团绕之旋转的东西，其质量一定比这些星系和星系团大得多。
作者指出，根据现在的观测研究，将这些暗物质估算在内，仍然只达到要使宇宙重新坍缩的临界质量的百分之十左右。于是有人择原理和暴涨理论为之说，前者假设有多个宇宙共存，而我们所能理解的只是身处其中的一个；后者认为宇宙可能采取一种非常规的方式突变，从一个微小的尺度很快达到临界状态。
归根到底，宇宙的未来只有两种命运：继续膨胀，或可能收缩。这取决于宇宙现有的密度，所以，科学家在没有称算出宇宙的重量之前，不得不承认宇宙实际上是处在刀锋上，所以要继承巫师或预言家的传统：两方下赌注，以保万无一失。
2．研读课文，讨论问题。
（1）作者是怎样探讨宇宙的未来的？
【明确】作者先从古代的巫术和近代的宗教预言谈起，引出话题，说明从科学的角度谈论宇宙的未来是非常严肃的事，科学有别于宗教的地方是它的求实精神。探讨宇宙是继续膨胀还是有可能收缩是这篇讲演的主体部分，计算宇宙的密度又是这一主体部分的关键，有关宇宙中物质密度临界值的探讨，则把问题引向深入。最后，介绍两种新的理论--人择原理和暴涨理论，则体现了科学界最新的探索。作者从可见物质谈到暗物质，从成熟的理论谈到科学的假说，把问题讲得透彻明白。最后没有做出一个明确的预言，恰恰说明了他严谨的科学态度。
（2）怎样理解本文的一些相关论述？
【明确】这是一篇科学讲演，涉及较为复杂的背景知识。这些知识和讲演的主题是密切相关的，如果不作必要的交待，讲演的内容就会显得抽象和单薄。如，谈到天气预报、大脑工作原理都具有混沌性质，来反衬宇宙在大尺度上是平滑而非混沌的；如，谈到恒星的死亡（归宿）引出黑洞，为宇宙中暗物质的存在寻找理论支持；如，谈到现存宇宙对初始密度的极度敏感，引出了人择原理等等。这些相关的论述，或从对立面凸显观点，或从纵深面强化观点，使论证丰富多彩。
（3）这篇讲演在语言上具有怎样的特点？
【明确】讲演是面对面的交流，这种交流又是单向度的，如果不注意讲演的语言艺术，就达不到最佳的表达效果。这篇讲演，除了推理严谨外，语言幽默也是其突出的特点。幽默的语言创造出一种轻松愉快的气氛，更具有亲和力，使所阐发的事理更容易为听众接受。如，谈到轮赌盘的旋转具有混沌性质，作者说即使是物理学家也不能计算出它出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财，这就生动地说明了什么是混沌现象；如，文章最后一句话：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。兼有讽刺与幽默，对宇宙未来命运的判断采取了审慎态度。
布置作业
完成研讨与练习一、二。