必修五《宇宙的未来》导学案(有答案)

高二语文yw---2013---02---01

必修五《宇宙的未来》导学案[教师专用]

编写人：何雪姣 审核人：雷华锋 编写时间：20130228 班级:______ 组别:______ 组名:_______ 姓名:_____

【学习目标】

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】

1．了解有关宇宙学的一些知识； 了解演讲稿的一些特点。 2．学习举办科普讲座，以提高讲座的科学性、规范性；通过和本单元前面的课文进行比较，提高比较阅读的能力。 【知识链接】 1、了解背景

中国是最早进行天文观测的国家之一，在殷商甲骨文里，就有许多天文观测记录。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。大表里有水，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：天地都是穹形的，如同一个同心的球穹。宣夜说认为：“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，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火旋转。托勒密认为地为球形，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。 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。

2、走近作者 史蒂芬·霍金，是继爱因斯坦之后最杰出的物理学家，21世纪享有国际盛誉的伟人之一。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。

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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。

有人称霍金为“轮椅上的勇士”，他是一个大脑，一个神话，一位科学的巨人。他的宇宙学著作《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。

在当今世界的自然科学领域，能够和爱因斯坦比肩的人物，恐怕应当首推霍金了，他不但取得了辉煌的科学成就，他那坚强的意志也深深的感动了我们。 【学法指导】 1、清理写作思路：

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

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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、本文特色 （1）生动的导引

这篇科技论文是演讲辞，具有演讲的特点。预言宇宙的未来，虽然是一个严肃的科学话题。但如果就事论事，很容易枯燥乏味。演讲需要激起听众的兴趣。演讲者从古代的巫术和近代的宗教预言谈起，既增加了趣味性，又深化了讲演的主题──在与巫术的对比中，更显出了科学的求实精神。

（2）严谨的推理

作为一篇科学演讲，其最终目的是让人信服。本文严谨的推理，增强了说服力。宇宙虽然复杂，但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是决定其命运的关键，然而，确定这一点非常不易。演讲者从可见物质谈到暗物质，从成熟的理论谈到科学假说，把问题讲得透彻明白。没有作出一个明确的预言，也说明了演讲者严谨的科学态度。

（3）幽默的语言

演讲是面对面的交流，这种交流是单向的，如果不注意演讲的语言艺术，就达不到最佳的表达效果。这篇演讲语言幽默，创造出一种轻松愉快的气氛，使所论述的问题更易于为听众接受。如，文中有一段话说：“我比其他的末日预言者更占便宜。即使宇宙将要坍缩，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。”以揭示自己“自私”的心理表示幽默，同时传达出重要的信息：宇宙“至少在一百亿年内不会停止膨胀”。

【学习过程】 【课前学习】

一、自主学习：基础知识自查。

1、演讲稿这种应用文体有三个特点，是_______，_______，_______。在表达方式上这种问题一般以________________为主？

【答案】1深刻性。 2、口语性 3、鼓动性。以记叙为主。

2、给下列加点的字注音。 模棱（mó léng ） 精神恍惚（huǎng hū） 隘（ài）道 拯（zhěng）救 ．．．．．． 尴尬（gān gà ） 股票下泻（xiè ） 坍（tān）缩 迄（qì）今为止 ．．．．．

3、下列词语中没有错别字的一组是（ ）

A．别出心裁 映入眼帘 赞叹不已 如烟似雾 B．明察秋毫 幅圆广阔 轻而易举 瞬息万变 C．瞻养父母 归根到底 晶莹透明 模棱两可 D．推陈出新 疏疏朗朗 因地治宜 臭名昭著 【答案】A (B幅员C赡养D 制宜)

二、合作学习：初读课文，感知文意。 1、整体感知课文，理清课文层次。 【明确】全篇讲演录共26段。

第1段，开门见山，直揭主题，总起全文。

第2～5段，写巫师、牧师、宗教狂热者等非科学家们对未来的妄测，反衬科学家观测的可靠性。

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第6～10段，说在非常大的尺度下，科学家可以对宇宙作可靠的预言。

第11～13段，根据宏观上各个方向上的宇宙微波背景辐射的温度极其接近的原理，作出未来宇宙正在平滑均匀地膨胀的推测。

第14～16段，从另一个角度说明宇宙未来是坍缩还是膨胀，要看它的密度是大于还是小于临界值，而预言宇宙的未来，关键是要弄清宇宙的平均密度是多少，这是本文探讨的核心。 第17～18段，说明宇宙中存在许多暗物质，因此不能根据可见天体的质量判断宇宙的平均密度。

第19～23段，推测宇宙将会先继续无限膨胀而最终会坍缩。 第24～25段，阐释宇宙膨胀和坍缩的原因。

第26段，总结全文，再次阐明对宇宙未来的观点。

2、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。”

【课中展示】

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、霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点？ 【明确】主要有以下一些观点：

a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。 b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。

c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。

d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。

e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。

3、对宇宙的未来，作者以为是可以预测呢，还是不可以预测?

【明确】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。”

4、怎样理解本文的一些相关背景知识的论述？

【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

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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。

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。比如，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；再如，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。

6、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。

【课后巩固】

1．下列词语中，加点字的读音全都正确的一组是 A．包扎(zā) 殷红(yān) 损兵折将(zhé) 还看今朝(hái) B．劲敌(jìng) 答理(dá) 转弯抹角(mò) 悄无声息(qiǎo) C．阡陌(mò) 膝盖(qī) 舐犊情深(shì) 刚愎自用(bì) D．镌刻(juān) 恪守(kè) 迄今为止(qì) 煽风点火(shàn)

【参考答案】A解析：本题要注意常见多音字,形似字的读音。侧重两个方面：一是容易读错的字，包括形近而音不同的字和声旁已不代表读音的字，二是多音多义字，音随义移， B答理应为dā；C膝盖应为xī；D煽风点火应该是shān。

2.下列各组词语中，有错别字的一组是

A．嗔怪 博弈 清澈见底鞭辟入里 B．夜宵 边陲 涣然冰释稳操胜券 C．遒劲 晋升 搬师回朝返璞归真 D．诀窍 蓬松 不谋而合崭露头角 【参考答案】C解析：【试题分析】“搬师回朝”应为“班师回朝”。

【备考提示】本题重点在于辨别容易混淆的形近词。如果怀疑某个是别字，可以写出几个同音字来比较,可以写出几个形似字来比较。通过分析形声字的形旁来推导这个字的含意，再放到这个词语中去判定是否相符。对于独体字或形声字中的形旁已失去表意功能的形声字可以通过分析词语的语法结构来确定它是不是别字，还可以通过对整个词语的理解,来寻找不合语境的别字。要注重平时的积累。

3.下列语句中，加点词语使用不恰当的一项是

A．去凤凰，是在一个细雨绵绵的日子，凤凰的美便弥漫在这烟雨中，湘西的千年文化也在这烟雨迷蒙中荡漾开来。

B．网络热词不仅以独特的方式即时反映了社会现实生活，而且还表现了人们思想观念

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