青蒿素:人類征服疾病的一小步*一名物理學(xué)家的教育歷程學(xué)習(xí)任務(wù)群實(shí)用性閱讀與交流單元人文主題探索與創(chuàng)新認(rèn)識(shí)人類科學(xué)探索與創(chuàng)新的意義,發(fā)現(xiàn)人類文明演進(jìn)的足跡,體會(huì)人文之美與理性的價(jià)值,激發(fā)探索意識(shí)、創(chuàng)造激情和理性精神。學(xué)科素養(yǎng)目標(biāo)1.學(xué)習(xí)知識(shí)性讀物的閱讀方法,發(fā)展科學(xué)思維,培養(yǎng)科學(xué)精神。2.把握關(guān)鍵概念和術(shù)語(yǔ),理解主要內(nèi)容,理清文章思路。3.分析作者闡釋說(shuō)明、邏輯推理的方法,體會(huì)文章語(yǔ)言嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確的特點(diǎn)。4.運(yùn)用所學(xué)知識(shí),探究實(shí)際問(wèn)題,形成自己的見(jiàn)解,學(xué)寫(xiě)事理說(shuō)明文。青蒿素:人類征服疾病的一小步*一名物理學(xué)家的教育歷程目錄索引

復(fù)合文本比較鑒賞課青蒿素:人類征服疾病的一小步以屠呦呦研究員為代表的一代代中醫(yī)人才,辛勤耕耘,屢建功勛,為發(fā)展中醫(yī)藥事業(yè)、造福人類健康作出了重要貢獻(xiàn)?！?xí)近平學(xué)習(xí)活動(dòng)一知人論世梳理積累資源助讀作者簡(jiǎn)介

一株濟(jì)世草,一顆報(bào)國(guó)心——屠呦呦簡(jiǎn)介屠呦呦,女,藥學(xué)家。1930年生于浙江寧波,1955年畢業(yè)于北京醫(yī)學(xué)院(今北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部)。畢業(yè)后曾接受兩年半中醫(yī)培訓(xùn),并一直在衛(wèi)生部中醫(yī)研究院(現(xiàn)為中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院)工作,其間晉升為碩士生導(dǎo)師、博士生導(dǎo)師。為中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院首席科學(xué)家、終身研究員兼首席研究員,青蒿素研究開(kāi)發(fā)中心主任,2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者。作品背景發(fā)現(xiàn)治療瘧疾的“東方神藥”根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),自2000年起,撒哈拉以南非洲地區(qū)約2.4億人口受益于青蒿素聯(lián)合療法,約150萬(wàn)人因該療法避免了瘧疾導(dǎo)致的死亡。因此,很多非洲民眾尊稱其為“東方神藥”。青蒿素曾被世界衛(wèi)生組織稱作是“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”。2011年,中國(guó)科學(xué)家屠呦呦獲得拉斯克臨床醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)。本文根據(jù)屠呦呦接受拉斯克獎(jiǎng)時(shí)的演講及同年發(fā)表于《自然醫(yī)學(xué)》雜志的論文編寫(xiě)而成。相關(guān)常識(shí)拉斯克醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)拉斯克醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)是美國(guó)最具聲望的生物醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)。1946年,由被譽(yù)為“現(xiàn)代廣告之父”的美國(guó)廣告經(jīng)理人、慈善家阿爾伯特·拉斯克(AlbertLasker)及其夫人共同創(chuàng)立,旨在表彰在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域作出突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家、醫(yī)生和公共服務(wù)人員?；A(chǔ)梳理1.讀準(zhǔn)字音

suǐkuínüèbèizhǒuyǎnjiǎnɡānzhèngzhēngshèngchéngshuàilǜzhéshé2.寫(xiě)對(duì)字形

詞

語(yǔ)易錯(cuò)字詞語(yǔ)易錯(cuò)字nüè疾

青hāo

nüè待

船gāo

膠náng

qiǎng基

nǎng日

jìng骨

瘧

虐

囊

曩

蒿篙羥脛pī霜

活血化yū

pí鄰

yū泥

福zhǐ

滄海一sù

zhǐ高氣揚(yáng)

火中取lì

砒

毗

祉

趾

栗

瘀淤粟3.掌握詞語(yǔ)(1)精髓:比喻事物最重要、最好的部分。(2)肆虐:任意殘殺或迫害;起破壞作用。(3)相悖:相違背、相反。(4)振奮人心:使人們的情緒、精神振作奮發(fā)。(5)福祉:福氣,幸福。4.詞語(yǔ)辨析領(lǐng)悟·感悟領(lǐng)悟:領(lǐng)會(huì);理解。感悟:有感觸而明白。相同點(diǎn):兩者都有“理解”“明白”的意思。不同點(diǎn):“領(lǐng)悟”一般要接名詞;“感悟”可以作不及物動(dòng)詞,后面可以不加名詞。“領(lǐng)悟”側(cè)重明白道理,“感悟”側(cè)重感情上的變化。例句①?gòu)乃羞@些觀點(diǎn)中我們可以________到他們卓越的思想。

②這件事給了我深刻的________,讓我明白奮斗的意義。

領(lǐng)悟

感悟

繁衍·繁殖

繁衍:使生物數(shù)量逐漸增多;某種生命及生命系統(tǒng)的生育、連接和延續(xù)過(guò)程。繁殖:生殖,是生物個(gè)體產(chǎn)生后代的方式。相同點(diǎn):兩者都有“生物個(gè)體增加”的意思。不同點(diǎn):“繁殖”指生物產(chǎn)生新的個(gè)體,以傳代養(yǎng)殖;“繁衍”指繁殖、衍生,使其逐漸增多增廣。“繁殖”是生物學(xué)術(shù)語(yǔ),使用不如“繁衍”廣。例句③一代代中醫(yī)人不懈努力,保證了中華民族的________生息。

④畜牧業(yè)的收益主要來(lái)源于種群的________。

繁衍

繁殖

5.成語(yǔ)積累

“藥”字一族成語(yǔ)(1)靈丹妙藥:靈驗(yàn)有效、能治百病的奇藥。比喻能解決一切問(wèn)題的有效方法。(2)無(wú)可救藥:病已重到無(wú)法用藥醫(yī)治的程度。比喻已經(jīng)到了無(wú)法挽救的地步。(3)良藥苦口:比喻衷心的勸告,尖銳的批評(píng),聽(tīng)起來(lái)覺(jué)得不舒服,但對(duì)改正缺點(diǎn)錯(cuò)誤很有好處。(4)對(duì)癥下藥:比喻針對(duì)具體情況決定解決問(wèn)題的辦法。(5)采蘭贈(zèng)藥:比喻男女互贈(zèng)禮物,表示相愛(ài)。學(xué)習(xí)活動(dòng)二精讀課文理解鑒賞文本研讀1.根據(jù)文章內(nèi)容,結(jié)合下面的提示,繪制青蒿素發(fā)展歷程簡(jiǎn)表。

提示

①屠呦呦領(lǐng)導(dǎo)抗瘧藥研究工作

②分離提純,找到青蒿素(關(guān)鍵)

③確定青蒿素分子立體結(jié)構(gòu)并發(fā)表成果

④青蒿素成為一類新藥2.在青蒿素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中,中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)藥學(xué)起了怎樣的作用?提示

從中草藥中尋找具有抗瘧療效的成分,是經(jīng)過(guò)各種失敗的嘗試之后,最終確定的研究思路。在研究陷入困境的時(shí)候,葛洪的《肘后備急方》給研究工作提供了轉(zhuǎn)折的契機(jī),正是該書(shū)中的一句話,讓屠呦呦找到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果很難重復(fù)的癥結(jié)所在,最終得到了具有抗瘧效果的青蒿提取物。此外,中藥青蒿還為青蒿素的提取提供了原材料。從青蒿提取物到青蒿素的研發(fā)歷程相當(dāng)快速,這是運(yùn)用中醫(yī)藥智慧的結(jié)果。3.文章標(biāo)題為《青蒿素:人類征服疾病的一小步》,我們知道,青蒿素是人類的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn),作者為什么說(shuō)青蒿素的發(fā)現(xiàn)只是人類征服疾病的“一小步”?提示

此處用詞準(zhǔn)確而嚴(yán)謹(jǐn)。就人類征服疾病的整體而言,這確實(shí)是“一小步”,因?yàn)檫@只是解決了眾多疾病之一;“一小步”也可見(jiàn)屠呦呦并沒(méi)有因這個(gè)重大發(fā)現(xiàn)而驕傲自滿,這表現(xiàn)了作者的謙遜品質(zhì)。4.請(qǐng)對(duì)以下句子中的加點(diǎn)詞進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。(1)又方,青蒿一握,以水二升漬,絞取汁,盡服之。提示

“漬”,浸泡的意思,浸泡可以讓細(xì)胞膨大、吸水,更有利于絞取汁。“絞”,握住條狀物的兩端同時(shí)向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng),使受到擠壓;擰。兩個(gè)字的運(yùn)用,體現(xiàn)了用詞嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。(2)如今,青蒿素聯(lián)合療法在全世界廣泛應(yīng)用,這一療法極大地減輕了瘧疾的癥狀,拯救了許多人的生命,特別是非洲孩子們的生命。提示

“廣泛”表示青蒿素聯(lián)合療法在全世界的應(yīng)用范圍之廣,也反映了人們對(duì)這一療法的認(rèn)可程度之大;“減輕”是作者留有余地的說(shuō)法,避免了說(shuō)辭的絕對(duì)化,這使用詞更加準(zhǔn)確而嚴(yán)密。思路整合*一名物理學(xué)家的教育歷程有些人通過(guò)個(gè)人所得、個(gè)人關(guān)系或個(gè)人經(jīng)歷尋求生命的意義。然而,在我看來(lái),有幸得到能領(lǐng)悟自然最終奧秘的智慧,才賦予生命充分的意義?！觼?lái)道雄學(xué)習(xí)活動(dòng)一知人論世梳理積累資源助讀作者簡(jiǎn)介

理論物理學(xué)家加來(lái)道雄簡(jiǎn)介加來(lái)道雄,日裔美國(guó)理論物理學(xué)家。1947年出生于美國(guó)加利福尼亞州圣何塞。在超弦理論方面有重大貢獻(xiàn),是其早期奠基人之一。同時(shí)是著名的科普作家,曾撰寫(xiě)多部科普作品,并參與多種科學(xué)節(jié)目的制作。作品代表作品有《量子場(chǎng)論現(xiàn)代導(dǎo)引》《不可思議的物理》《超越時(shí)空——通過(guò)平行宇宙、時(shí)間卷曲和第十維度的科學(xué)之旅》《愛(ài)因斯坦的宇宙》等。作品背景多維空間設(shè)想宇宙科學(xué)一直吸引著世人的目光。從古希臘到現(xiàn)在,許多科學(xué)家進(jìn)行了有益的探索,也形成了許多關(guān)于世界構(gòu)成的理論。20世紀(jì),愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論,把人類探索世界奧秘的步伐向前推進(jìn)了一大步,然而他不能解釋所有現(xiàn)象。隨著科學(xué)的快速發(fā)展,又產(chǎn)生了解釋微觀世界規(guī)律的量子理論,但量子理論也不能解決宇宙和粒子的組成及運(yùn)動(dòng)規(guī)律等問(wèn)題。于是物理學(xué)的發(fā)展上升到多維空間理論上來(lái),當(dāng)今科學(xué)界把探求“關(guān)于一切的理論”作為目標(biāo),但還沒(méi)有真正出現(xiàn)這種理論。然而世界總有其本源,宇宙總有其組成的最小單位。這強(qiáng)烈地吸引著科學(xué)家去不懈追求,甚至窮盡畢生精力試圖完成這項(xiàng)最偉大的“工程”,加來(lái)道雄就是這樣一位理論物理學(xué)家。他的《超越時(shí)空》一書(shū)記述了超空間的早期歷史,從理論上探討通過(guò)超空間穿越時(shí)空的可能性以及何時(shí)方能實(shí)際利用超空間理論所具有的潛在威力。本文就選自這部書(shū),通過(guò)介紹對(duì)自己成長(zhǎng)起了重大作用的兩件童年趣事,回顧了自己成為“一名物理學(xué)家的教育歷程”。相關(guān)常識(shí)統(tǒng)一場(chǎng)論根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)知識(shí),將我們的宇宙結(jié)合起來(lái)的力有四種:萬(wàn)有引力、電磁力、強(qiáng)力和弱力。物理學(xué)家運(yùn)用量子力學(xué),已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來(lái)(物理學(xué)家楊振寧和他的學(xué)生米爾斯提出楊—米爾斯理論,解決了這一問(wèn)題,被稱為“標(biāo)準(zhǔn)模型”。但是這一理論因?yàn)橛?jì)算繁復(fù)無(wú)比而讓人頭疼),但是引力仍然游離在外。愛(ài)因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一,建立一個(gè)大統(tǒng)一的理論,最終也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)?；A(chǔ)梳理1.讀準(zhǔn)字音

zhuànzōngyānxǐzhēngzhèngchōngchòngpáobàoliàngliáng2.寫(xiě)對(duì)字形

詞

語(yǔ)易錯(cuò)字

詞語(yǔ)易錯(cuò)字驚chà

怪dàn

叱zhà

垂xián

xiá想

sā手人寰

閑xiá

chè換

zhà欄

cí場(chǎng)

蹣shān

鸕cí

鶿

詫咤遐暇柵跚誕涎撒撤磁3.掌握詞語(yǔ)(1)杜撰:沒(méi)有根據(jù)地編造;虛構(gòu)。(2)畏葸:害怕,畏懼。(3)截然不同:形容兩件事物區(qū)別明顯,一點(diǎn)相同的地方也沒(méi)有,完全不一樣。(4)自以為是:認(rèn)為自己的看法和做法都正確,不接受別人的意見(jiàn)。(5)刨根究底:比喻追究底細(xì)。(6)在所不辭:決不推辭(多用在冒險(xiǎn)、不怕困難方面)。4.詞語(yǔ)辨析五彩斑斕·五彩繽紛·五光十色五彩斑斕:形容顏色多,指多種顏色錯(cuò)雜而繁多耀眼。五彩繽紛:形容色彩繁多而艷麗。五光十色:形容色彩鮮艷,式樣繁多。相同點(diǎn):都表示色彩豐富。不同點(diǎn):“五彩斑斕”側(cè)重“多而雜”,“五彩繽紛”側(cè)重“多而艷麗”,“五光十色”多用于形容發(fā)光的東西。例句①航拍初冬的瘦西湖風(fēng)景區(qū),五亭橋、白塔等建筑鑲嵌在各色花草樹(shù)木中,與________________的樹(shù)葉構(gòu)成了一幅幅美麗的初冬美景,令游人陶醉其中。

②重慶市南川區(qū)山王坪喀斯特國(guó)家生態(tài)公園內(nèi)茂盛的森林________________,顯得格外壯觀。

③24日晚,長(zhǎng)沙梅溪湖________________的燈光映襯著湖面,夜色十分迷人,前來(lái)參加會(huì)議的嘉賓紛紛拍照留念。

五彩斑斕

五彩繽紛

五光十色

5.成語(yǔ)積累

“研”字一族成語(yǔ)(1)研核是非:研究考核什么是對(duì),什么是錯(cuò)。(2)研幾析理:研究分析精微的義理。幾,細(xì)微。(3)研精覃思:精心研究,深入思考。研,研究;精,細(xì)密;覃,深入;思,思考。(4)研精究微:研究精深微妙之理。(5)砥志研思:專心致志,深思鉆研。學(xué)習(xí)活動(dòng)二精讀課文理解鑒賞文本研讀1.“鯉魚(yú)‘科學(xué)家’”對(duì)“世界”的認(rèn)識(shí)是怎樣的?提示

①“水池之外看不見(jiàn)的世界沒(méi)有科學(xué)意義”。②“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動(dòng)而困惑不解”——它們以神秘的“力”來(lái)掩蓋自己的無(wú)知。③“鯉魚(yú)‘科學(xué)家’”的“消失”和“重現(xiàn)”——它們認(rèn)為是“奇跡”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因。④“鯉魚(yú)‘科學(xué)家’”的“傳奇故事”,真實(shí)地證明另一個(gè)世界的存在,而大多數(shù)魚(yú)卻認(rèn)為這完全是“胡說(shuō)八道”,荒謬絕倫,違背它們的“自然規(guī)律”。2.作者講述“鯉魚(yú)‘科學(xué)家’”的故事,意味深長(zhǎng)。請(qǐng)根據(jù)你的理解,完成下表。童年趣事在舊金山日本茶園觀察鯉魚(yú),產(chǎn)生遐想敘事要素環(huán)境主人公情節(jié)池塘鯉魚(yú)、鯉魚(yú)“科學(xué)家”解釋暴雨下睡蓮的運(yùn)動(dòng)一個(gè)鯉魚(yú)“科學(xué)家”被抓出水面又放回隱喻①③⑤⑦科學(xué)思考②④⑥⑧提示

①“我們”生活的宇宙(四維空間)

②客觀上存在另外一個(gè)“宇宙”?

③“我們”(人類及人類中的科學(xué)研究者)

④人類認(rèn)識(shí)的局限性?(只承認(rèn)“看得見(jiàn)摸得著”的世界,不承認(rèn)“看不見(jiàn)”的世界)

⑤“我們”無(wú)法合理解釋多維空間的運(yùn)動(dòng)而故弄玄虛

⑥已有的一些科學(xué)概念和解釋或許是荒謬的?

⑦極個(gè)別的人認(rèn)為存在另外的“宇宙”,但不被大多數(shù)人承認(rèn)

⑧這個(gè)“宇宙”的規(guī)律不適合另一個(gè)“宇宙”?不能用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證的世界就不存在?3.課文中講述的作者閱讀多維空間歷險(xiǎn)故事和統(tǒng)一場(chǎng)理論書(shū)籍兩小段內(nèi)容,對(duì)“教育歷程”的敘述有什么作用?提示

課文講述的重點(diǎn)是童年趣事和建立實(shí)驗(yàn)室,這些事例已經(jīng)把“教育歷程”完整地勾畫(huà)出來(lái)。而夾雜在其中的兩個(gè)小事例,主要起補(bǔ)充和銜接的作用。歷險(xiǎn)故事加深作者對(duì)高維空間的想象,激發(fā)興趣;而閱讀統(tǒng)一場(chǎng)理論書(shū)籍,既表現(xiàn)高中階段作者求知的熱情,也銜接起由理論到實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程。4.作者說(shuō):“我決定要對(duì)這一秘密刨根究底,縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭?！痹谧髡咝闹小袄碚撐锢韺W(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人?提示

理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的,受實(shí)驗(yàn)條件的限制,自己的學(xué)說(shuō)很難得到實(shí)驗(yàn)的證明,甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞,必須有奉獻(xiàn)精神?！霸谒晦o”意味著“理論物理學(xué)家”道路的艱辛。思路整合復(fù)合文本比較鑒賞課綜合探究任務(wù)探究一

探究科學(xué)精神

科學(xué)精神是科學(xué)的靈魂,以求實(shí)和創(chuàng)新為核心訴求,是現(xiàn)實(shí)可能性和主觀能動(dòng)性的結(jié)合。屠呦呦和她的同事們,達(dá)到了這樣一個(gè)高度:所致力于的本職工作,是能夠改變歷史的。加來(lái)道雄童年時(shí)代的“那物”“那人”“那事”,不僅引領(lǐng)他成為著名的理論物理學(xué)家,也讓我們從“教育歷程”中領(lǐng)悟到:想象力、興趣和實(shí)踐不僅僅是一名科學(xué)家應(yīng)具備的科學(xué)精神,而且也是每一個(gè)有志于成為某一研究領(lǐng)域人才的人應(yīng)具備的最基本的素養(yǎng)。1.科學(xué)工作枯燥,但也有其樂(lè)趣。你認(rèn)為屠呦呦和加來(lái)道雄有哪些苦和樂(lè)?請(qǐng)完成下表。人物科學(xué)研究之苦科學(xué)研究之樂(lè)共同點(diǎn)屠呦呦①屠呦呦熱衷于中草藥的研究,發(fā)現(xiàn)了青蒿素的治瘧作用,拯救了成千上萬(wàn)患者,科學(xué)研究雖然艱辛,卻有一種自豪感和使命感想象力、興趣、實(shí)踐精神加來(lái)道雄高中時(shí)代本應(yīng)享受青春年華的加來(lái)道雄,不辭辛勞,冒著風(fēng)險(xiǎn),自己動(dòng)手建造電子感應(yīng)加速器②提示

①在第一階段,屠呦呦團(tuán)隊(duì)搜集了2

000個(gè)方藥,挑選出可能具有抗瘧作用的640個(gè)方藥,從其中的200個(gè)方藥中提取了380余種提取物進(jìn)行測(cè)試,然而進(jìn)展甚微

②加來(lái)道雄貪婪地閱讀關(guān)于高維世界的歷險(xiǎn)故事,沉迷于愛(ài)因斯坦未完成的理論,癡迷于原子對(duì)撞機(jī)的建造,從中獲得求知和成功的快樂(lè)2.屠呦呦與加來(lái)道雄都獲得了卓越的科學(xué)成就,他們兩人為什么能取得科學(xué)上的成就呢?他們都有哪些科學(xué)思維與科學(xué)精神?提示

屠呦呦成功的原因:①熱愛(ài)中醫(yī)藥;②能運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù);③不畏艱辛;④善于發(fā)現(xiàn);⑤借助團(tuán)隊(duì)的力量。加來(lái)道雄成功的原因:①具有探索精神;②保持好奇心;③不畏艱辛;④將想法付諸行動(dòng),行動(dòng)能力強(qiáng)。屠呦呦與加來(lái)道雄都具有探索精神,不畏艱辛,不怕失敗。屠呦呦有科學(xué)的求異思維,加來(lái)道雄則能夠?qū)⑾胂罅εc科學(xué)結(jié)合。任務(wù)探究二

探究文本特色

《青蒿素:人類征服疾病的一小步》和《一名物理學(xué)家的教育歷程》這兩篇具有自傳性質(zhì)的文章,分別記述了作者在科學(xué)探索過(guò)程中的重要經(jīng)歷,因其寫(xiě)作目的不同,在語(yǔ)言表達(dá)、寫(xiě)作手法和文章結(jié)構(gòu)上也呈現(xiàn)出各自的特點(diǎn)。1.兩篇文章各自寫(xiě)了哪些內(nèi)容?又是如何把這些內(nèi)容組合起來(lái)的?請(qǐng)完成下列表格。文本內(nèi)容要點(diǎn)組合方式說(shuō)理方法和邏輯《青蒿素:人類征服疾病的一小步》從獲獎(jiǎng)感言、青蒿素的發(fā)現(xiàn)到中醫(yī)藥學(xué)的貢獻(xiàn)。小標(biāo)題即內(nèi)容。①1.歷時(shí)性(時(shí)間順序)闡述從“青蒿”到“青蒿素”再到“青蒿素藥物”研發(fā)的全過(guò)程。2.演講稿互動(dòng)性、展望性的表達(dá)使闡述、說(shuō)理不失生動(dòng)和個(gè)人情味。3.小標(biāo)題闡述內(nèi)容。4.運(yùn)用第一人稱。5.列數(shù)字?！兑幻锢韺W(xué)家的教育歷程》②以“科學(xué)精神”為核心組合1.運(yùn)用第一人稱,主次得當(dāng)?shù)仃U述自己成為一名物理學(xué)家的歷程,活潑生動(dòng)的闡述背后蘊(yùn)藏著科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)。2.運(yùn)用想象、類比、比喻等手法,通俗易懂地呈現(xiàn)深?yuàn)W的物理概念。3.列數(shù)字。提示

①按照“事物發(fā)展脈絡(luò)”組合

②兩件趣事:觀察與猜想。一次實(shí)驗(yàn):加速器實(shí)驗(yàn)。2.兩篇文章雖然同為具有自傳性質(zhì)的文章,但在語(yǔ)言上有著明顯的不同,請(qǐng)簡(jiǎn)要概括各自的語(yǔ)言特點(diǎn),并嘗試探究其中的原因。文本語(yǔ)言特點(diǎn)原因探究《青蒿素:人類征服疾病的一小步》嚴(yán)謹(jǐn)、樸實(shí)、準(zhǔn)確①《一名物理學(xué)家的教育歷程》②文章注重面向大眾宣傳科學(xué),期望引發(fā)大眾對(duì)科學(xué)的興趣,作者本人又是經(jīng)歷過(guò)高等教育的人,思想活躍,常常出現(xiàn)在電視上,所以會(huì)有活潑生動(dòng)的講故事風(fēng)格出現(xiàn)。提示

①文章是由獲獎(jiǎng)感言和論文改寫(xiě)的合篇,偏重研究歷程內(nèi)容編選,意在宣傳普及屠呦呦探索研究的科學(xué)精神(目的);屠呦呦受任于瘧疾肆虐之時(shí),一生投身鉆研,獲獎(jiǎng)感言和所選論文都平實(shí)謙和。②生動(dòng)活潑、富有趣味、想象力豐富主題閱讀從一到無(wú)窮大:科學(xué)中的事實(shí)和臆測(cè)

《從一到無(wú)窮大:科學(xué)中的事實(shí)和臆測(cè)》是當(dāng)今世界上有影響力的科普經(jīng)典名著之一。作品以生動(dòng)的語(yǔ)言介紹了20世紀(jì)以來(lái)科學(xué)中的一些重大進(jìn)展。先漫談一些基本的數(shù)學(xué)知識(shí),然后用一些有趣的比喻,闡述了愛(ài)因斯坦的相對(duì)論和四維時(shí)空結(jié)構(gòu),并討論了人類在認(rèn)識(shí)微觀世界(如基本粒子、基因)和宏觀世界(如星系等)方面的成就。喬治·伽莫夫(1904—1968,George

Gamow)是世界著名物理學(xué)家和天文學(xué)家,也是一位杰出的科普作家。他興趣廣泛,曾在核物理研究中取得出色成績(jī),并與勒梅特一起最早提出了天體物理學(xué)的“大爆炸”理論,還首先提出了生物學(xué)的“遺傳密碼”理論。文本閱讀從四維幾何學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā),一切運(yùn)動(dòng)物體的普遍收縮是很容易解釋的:這是時(shí)空坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)使物體的四維長(zhǎng)度在空間坐標(biāo)上的投影發(fā)生了改變。從運(yùn)動(dòng)著的系統(tǒng)上觀察事件時(shí),一定要用空間軸和時(shí)間軸都旋轉(zhuǎn)一定角度的坐標(biāo)系來(lái)描述,旋轉(zhuǎn)角度的大小取決于運(yùn)動(dòng)速度。因此,如果說(shuō)在靜止系統(tǒng)中,四維距離是百分之百地投影在空間軸上的,那么,在新的坐標(biāo)軸上,空間投影就總是要變短一些。需要記住的一個(gè)要點(diǎn)是:長(zhǎng)度的縮短僅僅和兩個(gè)系統(tǒng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)有關(guān)。如果有一個(gè)物體相對(duì)于第二個(gè)系統(tǒng)是靜止的,那么,它在新空間軸上的投影是用長(zhǎng)度不變的平行線表示的,而它在原空間軸上的投影則縮短同樣的倍數(shù)。因此,判定兩個(gè)坐標(biāo)系中哪一個(gè)是“真正”在運(yùn)動(dòng)的想法,非但是不必要的,也是沒(méi)有物理意義的,起作用的僅僅是它們?cè)谙鄬?duì)運(yùn)動(dòng)這一點(diǎn)。所以,如果有兩艘屬于某“星際交通公司”的載人飛船,以高速在地球和土星間的往返途中相遇,每一艘飛船上的乘客透過(guò)舷窗都會(huì)看到另一艘飛船的長(zhǎng)度顯著變短了;而對(duì)他們自己乘坐的這一艘,卻發(fā)覺(jué)不出有什么變化。因此,爭(zhēng)論哪一艘飛船“真正”縮短是沒(méi)有用的,事實(shí)上,無(wú)論哪一艘,在另一艘飛船上的乘客們看來(lái)都是縮短了的,而從它自己的乘客的角度來(lái)看卻是不變的。一切運(yùn)動(dòng)物體普遍收縮,運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度在速度接近光速時(shí)才有顯著改變。四維時(shí)空的理論還能使我們明白,為什么運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度在速度接近光速時(shí)才有顯著改變。這是因?yàn)?時(shí)空坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)角度的大小是由運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)所通過(guò)的距離與相應(yīng)的時(shí)間的比值決定的。如果距離用米表示,時(shí)間用秒表示,這個(gè)比值恰恰就是常用的速度,單位為米/秒。在四維系統(tǒng)中,時(shí)間間隔是用常見(jiàn)的時(shí)間單位乘以光速,而決定旋轉(zhuǎn)角度大小的比值又是運(yùn)動(dòng)速度(米/秒)除以光速(同樣的單位),因此,只有當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度接近光速時(shí),旋轉(zhuǎn)角度的變化以及這種變化對(duì)距離測(cè)量結(jié)果的影響才會(huì)變得顯著。時(shí)空坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn),不僅影響了長(zhǎng)度,而且改變了時(shí)間間隔。可以證明由于四個(gè)坐標(biāo)具有特殊的虛數(shù)本質(zhì),當(dāng)空間距離變短的時(shí)候,時(shí)間間隔會(huì)增大。如果在一輛高速行駛的汽車?yán)锇卜乓恢荤?它會(huì)比安放在地面上的同樣一只鐘走得慢些,嘀嗒聲的間隔會(huì)加長(zhǎng)。時(shí)鐘走得慢如同長(zhǎng)度的縮短一樣,也是一個(gè)普遍的效應(yīng),只與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。因此,最新式的手表也好,你祖父的老式大座鐘也好,沙漏也好,只要運(yùn)動(dòng)速度相同,它們走得快慢的程度就會(huì)一樣。這種效應(yīng)當(dāng)然并不只限于我們稱之為“鐘”和“表”的專門機(jī)械,實(shí)際上,一切物理的、化學(xué)的、生理的過(guò)程都以同樣的程度放慢下來(lái)。因此,如果你在快速飛行的飛船上吃早飯,可用不著擔(dān)心因腕上戴的手表走得太慢而把雞蛋煮老了,因?yàn)殡u蛋內(nèi)部的變化也相應(yīng)地變慢了。所以,如果平時(shí)你總是吃“五分鐘煮蛋”,那么,現(xiàn)在你仍然可以看著表把它煮上五分鐘。這里我們有意用飛船而不是用火車餐車作為例子,這是因?yàn)闀r(shí)間的伸長(zhǎng)也如同空間的收縮一樣,只有當(dāng)運(yùn)動(dòng)接近光速時(shí)才變得較為明顯。不過(guò)有一點(diǎn)不同,這個(gè)倍數(shù)在時(shí)間伸長(zhǎng)時(shí)是除數(shù),在空間收縮時(shí)是乘數(shù)。如果一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)得非常之快,其長(zhǎng)度減小一半,那么,時(shí)間間隔卻會(huì)延長(zhǎng)一倍。

運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中時(shí)間變慢這個(gè)情況,為星際旅行提供了一個(gè)有趣的現(xiàn)象。假定你打算到天狼星——距離我們9光年的行星——上去,于是,你坐上了幾乎有光速那么快的飛船。你大概會(huì)認(rèn)為,往返一趟至少要18年,因此打算攜帶大量食物。不過(guò),如果你乘坐的飛船確實(shí)有近于光速的速度,那么,這種小心就是完全多余的了。事實(shí)上,如果飛船的速度達(dá)到光速的99.999

999

99%,你的手表、心臟、呼吸、消化和思維都將減慢7萬(wàn)倍,因此從地球到天狼星往返一趟所花費(fèi)的18年(從留在地球上的人看來(lái))在你看來(lái)只不過(guò)是幾小時(shí)而已。如果你吃過(guò)早飯便從地球出發(fā),那么,當(dāng)降落在天狼星某一行星的表面上時(shí),正好可以吃午飯。要是你的時(shí)間很緊,吃過(guò)午飯后馬上返航,就可以趕回地球上吃晚飯。不過(guò),如果你忘了相對(duì)論原理,那你到家時(shí)準(zhǔn)得大吃一驚,因?yàn)槟愕挠H友會(huì)認(rèn)為你一定還在宇宙空間中的什么地方,因而已經(jīng)自顧自地吃過(guò)6

570頓晚飯了!地球上的18年,對(duì)你這個(gè)近于光速的旅客來(lái)說(shuō),只不過(guò)是一天而已。那么,如果運(yùn)動(dòng)得比光還快呢?這里又有一首有關(guān)相對(duì)論的打油詩(shī):年輕女郎名伯蕾,神行有術(shù)光難追;愛(ài)因斯坦來(lái)指點(diǎn),今日出游昨夜歸。說(shuō)真的,如果速度接近光速可使時(shí)間變慢,那么超過(guò)光速可不就能把時(shí)間倒轉(zhuǎn)了嗎!還有,由于畢達(dá)哥拉斯根式中代數(shù)符號(hào)的改變,時(shí)間坐標(biāo)會(huì)變?yōu)閷?shí)數(shù),這就變成了空間距離;同時(shí)在超光速的系統(tǒng)中,所有長(zhǎng)度都通過(guò)零而變?yōu)樘摂?shù),這就變成了時(shí)間間隔。如果這些是可能的,那么,那個(gè)愛(ài)因斯坦變尺為鐘的戲法就變成可能發(fā)生的事情了。他只要能想辦法獲得超光速,就可以變這種戲法了。不過(guò),我們的這個(gè)物理世界,雖然是夠顛三倒四的,卻還不是這種顛倒法。這種魔術(shù)式的變化是完全不可能實(shí)現(xiàn)的。這可以用一句話簡(jiǎn)單地加以概括,這就是:沒(méi)有任何物體能以光速或超光速運(yùn)動(dòng)。這一條基本自然律的物理學(xué)基礎(chǔ)在于:有大量的直接實(shí)驗(yàn)證明,運(yùn)動(dòng)物體反抗它本身進(jìn)一步加速的慣性質(zhì)量,在運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)會(huì)無(wú)限增大。因此,如果一顆左輪手槍子彈的速度達(dá)到光速的99.999

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99%,那么它對(duì)于進(jìn)一步加速的阻力(即慣性質(zhì)量)相當(dāng)于一枚12英寸的炮彈;如果達(dá)到99.999

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