關於宇宙的未來説課稿

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，提高比較閲讀的能力。

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，提高比較閲讀的能力。

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，提高比較閲讀的能力。

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説辭《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説、蓋天説、宣夜説等，西方有日心説、地心説等。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啟示呢？

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；説話會越來越困難，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。

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”，不過是為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”，因為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温度就不會如此一致。“這表明，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。”

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。因為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，因為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。