语文:4.16《宇宙的未来》学案(旧人教必修5)
语文:4.16《宇宙的未来》学案(旧人教必修5)第2页

  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