1、学 案 装 订 线 宇 宙 的 未 来导 学 案 编写人： 审核人： 审批人： 教学目标1.能读懂本演讲的内容。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。 教学重难点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。 一、 文学常识1.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
2、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。2背景知识 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。汉语“宇宙”一词出现较早。 中国古代的宇宙学说，有浑天说、盖天说、宣夜说等。 在西方，古希腊人也有多种宇宙学说。公元前600年左
3、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。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。3、 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，
4、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
5、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(课文中涉及到)。二、初读课文1、生字恍hung惚 尴尬gng 混沌hndn 坍tn缩 迄q今 沮j丧 告罄qng 不可逾y越 模棱lng两可 2、用一句话简要地说出本文讲了什么。 3概括内容 理清思路三、思考探究1.根据作者的论述，我们目前所能看
6、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? 2.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。试分析下面三个例句的表达效果。 “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。”“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
7、的时间。”“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。”四、阅读下面的文字，完成后面题目。 即便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。这是因为物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质。这表明方程可能是不稳定的：在某一时刻对系统作非常微小的改变，系统的未来行为很快会变得完全不同。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。 在不稳定或混沌的系统中，一般地存在一个时间尺度，初始状态下的小改变在这个时间尺度将增长到
8、两倍。在地球大气的情形下，这个时间尺度是5天的数量级，大约为空气绕地球吹一圈的时间。人们可以在5天之内作相当准确的天气预报，但是要做更长远得多的天气预报，就既需要大气现状的准确知识，又需要一种不可逾越的复杂计算。我们除了给出季度平均值以外，没有办法对6个月以后作具体的天气预报。 我们还知道制约化学和生物的基本定律，这样在原则上，我们应能确定大脑如何工作。但是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。这样，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。科学不能预言人类社会的未来或者甚至它有没有未来。其危险在于，我们毁坏或消灭环境的能力的增长比利用这
9、种能力的智慧的增长快得太多了。 宇宙的其他地方对于地球上发生的任何事物根本不在乎。绕着太阳公转的行星的运动似乎最终会变成混沌，尽管其时间尺度很长。这表明随着时间流逝，任何预言的误差将越来越大。在一段时间之后，就不可能预言运动的细节。我们能相当地肯定，地球在相当长的时间内不会和金星相撞。但是我们不能肯定，在轨道上的微小扰动会不会积累起来，引起在十几亿年后发生这种碰撞。太阳和其他恒星绕着银河系的运动，以及银河系绕着其局部星系团的运动也是混沌的。我们观测到，其他星系正离开我们运动而去，而且它们离开我们越远，就离开得越快。这意味着我们周围的宇宙正在膨胀：不同星系间的距离随时间而增加。 1.作者在第1段
10、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”?原因错误的一项（ ） A、物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质。 B、方程可能是不稳定的。 C、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。 D、我们只是对宇宙的有关定律有所了解，缺乏深入地研究。 2.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说法错误的一项（ ） A、.作者是有科学根据的，是运用天体物理学理论进行的科学推测，科学预言。 B、巫师、宗教预言家是没有科学根据可言的。 C、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。 D、
11、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，就本质来说，没有区别，因为人类社会的未来根本就是无法预言的。 3、本文在论述过程中，常常用一些生动的修辞方法来说明事理。下列说法不正确的一项（ ）A、“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。” 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”。 B、“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
12、样地讲，它是完全不同的生命。” 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。 C、“宇宙的其他地方对于地球上发生的任何事物根本不在乎。”用拟人说明在一段时间之后，就不可能预言运动的细节。 D、“在地球大气的情形下，这个时间尺度是5天的数量级，大约为空气绕地球吹一圈的时间。”用拟人形象说明人们没有办法对具体的天气预报作出准确的预报。 4.根据全文的内容下列说法错误的一项（ ） A、对宇宙未来的预言，关键是要弄清宇宙的平均密度是多少。 B、作者认为宇宙的未来会有两种可能：“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
13、缩。” C、我们周围的宇宙正在膨胀，但不同星系间的距离随时间而缩小。 D、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。 五、阅读下面文字，完成第14题人类正面临着全球变暖的挑战，联合国的一份报告向我们描述了气候变化产生的灾难性后果，森林消失和沙漠扩大，将使非洲成为受影响最广的地区：热带流行的疟疾和寄生虫病将向北蔓延，使欧洲出现流行病，地中海地区由于严重缺水会半沙漠化，滑雪运动在欧洲将荡然无存；在英国，肆虐的冬季风暴将变得司空见惯，东部的某些地方可能变得过于干早而无法种植各类作物。另外，一些河流水量将大大减
14、少甚至干涸，饮用水源遭到破坏，昔日绕道而行的台风将频频袭击日本，致使短时间内大量降水，洪水泛滥，山体滑坡，交通中断。而最为严重的影响，将是地球上数以万计的人由于海岸线受到侵蚀、海岸被淹没和农业生产遭破坏而被迫离开家园。 最新的一项研究表明，到本世纪末，地球平均气温将比现在升高3 。这一预测是以近年来地球气温升高的现象和温室效应为依据的。温室效应，在物理学上是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏对流等热交换而产生的保温效应。大气层中的二氧化碳是主要的温室气体，它可以减少地表热量向空间散失，使大气层保持一定的热能。二氧化碳在大气层中的含量直接影响着地表气温，当大气层中的二氧化碳增加时，地表气温就相应
15、升高。科学家认为，大气中的二氧化碳在地球环境的演化中起了极其重要的作用，如果没有大气层的保温作用，全球气温将为一40，而现在全球平均气温为16。科学家们预言，人类如不采取果断和必要的措施，到2030年，大气中二氧化碳的含量将比1850年工业革命时增加一倍。 导致大气层中二氧化碳含量上升的原因是显而易见的。工业革命开始以后，化石燃料（煤炭、石油、天然气）的燃烧越来越大，使大气中二氧化碳的浓度不断增加。同时，雷击、虫害、砍伐造成的森林火灾、草地衰退和森林破坏也使能够吸收二氧化碳的绿色植物遭到破坏。所以，要控制全球变暖，必须改变能源结构，大力植树造林。有科学家指出，只有以核燃料代替化石燃料，才能从根
16、本上防止温室效应的加剧。 气候是人类赖以生存的条件，全球气候变暖是人类自身活动所造成的灾难。我们必须树立全球共同性的大气环境观念，为自身的生存和发展，爱护头顶的这片蓝天。 1、下列对“温室效应”这一概念的理解，准确的一项是（ ） A、指由于与外界缺乏对流等热交换，能够接受阳光的一定的密闭空间中所产生的一种保温效应。 B、指二氧化碳等温室气体剧增后，又与外界缺乏对流等热交换，从而使地表气温相应升高的效应。 C、.指在接受阳光的密闭空间中能够影响地表气温的二氧化碳含量增加，使地表气温相应升高的效应。 D、指大气层中主要的温室气体，通过减少地表热量向空间散失，在特定密闭空间中产生的保温效应。 2、根
17、据原文，全球气候变暖带来的影响最严重的一项是（ ） A. 河流水量减少甚至干涸，饮用水源遭到破坏，导致不少地区沙漠扩大，疾病流行。 B.肆虐的冬季风暴将变得司空见惯，一些地区会因为过于干早而无法种植各类作物。 C.数以百万计的人因海岸线受侵蚀、海岸被淹没和农业生产遭破坏而被迫离开家园。 D.台风频频袭击，致使短时间内大量降水，洪水泛滥，城市淹没，山体滑坡，交通中断。 3、下列对“全球气候变暖是人类自身活动所造成的灾难”这句话的理解，不正确的一项是（ ） A.世界各国迟迟不采取果断和必要的措施，不改变能源结构和大力植树造林，以致大气层的温室效应越来越严重。 B.1850年工业革命以来，大量开采和
18、燃烧煤炭、石油、天然气等化石燃料的结果，大大增加了大气层中温室气体的含量。 C由于人类无限制的破坏，地球上大片森林和草地急剧消失，沙漠进一步扩大，使得地表气温也随之不断升高。 D.因雷击和虫害而造成的森林火灾、草地衰退，导致能够吸收二氧化碳的植被日益减少，而人类对此却束手无策。 4、根据原文所提供的信息，以下推断不正确的一项是（ ） A、 非洲是受全球变暖影响最广的地区，人类如果能从根本上防止温室效应的加剧，那么非洲因此而受益的面积也将最广。 B、一旦人类能够控制大气层中二氧化碳的含量，从根本上防止温室效应加剧，那么滑雪运动在欧洲将能继续，台风将远离日本。 C、为避免增加大气层中二氧化碳的含量
19、，一些科学家主张用核燃料代替化石燃料，可见使用核燃料不会产生二氧化碳。 D、假如大气层中二氧化碳的浓度持续降低，全球气温就有可能持续降低，人类也许将面临另一场全球变冷的挑战。 、六、阅读下面文字，完成第58题人类总是依据自身的利益评价外部事物，将之分成优劣好坏，而大自然则有另一套行为规范与准则。现在人们闻之色变的沙尘暴，即由于强烈的风将大量沙尘卷起，造成空气混浊，能见度小于千米的风沙天气现象，其实古已有之。它本是雕塑大地外貌的自然力之一，是大自然的一项工程，并且在全球生态平衡中占有一席之地。 在地质史上，风力对草原带的风化物质进行筛选分类：风搬不动的粗大砾石，留在原地形成砾石壁滩，颗粒适中的粗
20、砂和细砂被吹移到附近就地聚集成沙漠，颗粒微小的粉粒细土和微尘，则被强上升气流扬上天空，作中长距离的输送。我国黄土高原的黄土层就是沙尘经数百万年堆积而成的，华夏文明就是在这块沙尘累积的黄土地上诞生和发展起来的。澳大利亚的沙尘乘着南半球的西风掠过塔斯曼海，使新西兰火山岛上的土壤更为肥活，因而被称作“澳大利亚出口的珍贵产品”。从非洲内陆吹向地中海的强风帮助古罗马人使用帆般从埃及运回小麦，但也将撒哈拉大沙漠的沙尘带到意大利、西班牙和法国。沙尘暴固然使空气中的可吸入颗粒物增加，然而由于沙尘含有碱性，又可中和大气中的酸性物质，减缓酸雨的发生。 风是地球上空的传送带，它将大陆的沙尘吹向海洋，又将海洋的水汽吹
21、向大陆。沙尘与水汽相遇，便能结合为云，最终化作降水。可见，沙尘不仅在土壤的分布与补充上扮演着重要角色，而且在全球的水循环上也扮演着重要角色。可以说，沙尘也是决定全球生态平衡的因子。 然而近百年来，沙尘暴却已成为影响人类生产生活的一大灾害。构成我国沙尘暴的物质材料，多来自干早、半干旱的草原区。在人为活动的干预下，特别是由于森林大量砍伐，土地过度开垦，工厂盲目建设，排放不加控制，结果造成生态巨变：原来有沙漠的地方沙漠扩大了；没有沙漠的地方沙漠产生了；内陆河流程缩短，水量减少，沼泽地消失；河流两岸的绿色走廊枯萎死亡。这样，来自大西北的沙尘暴，一路上还源源获得裸地上新的沙尘源的补充，而且混入了工矿企业
22、排放的有害成分和来自草原上牲畜类便中的病菌病毒。总之，在受到人为因素的干扰后，自然界的风性速度已远远大于土壤的生成速度，一连串的灾害也就由此产生。 歌德说过：“大自然是不会犯错误的，错误永远是人犯下的。”这或许能给我们某种启示。 5、下列对沙尘暴的解释，最准确的一项是（ ） A. 沙尘暴是由于风将大量沙尘卷起，使空气混浊，能见度小于千米的风沙天气现象。 B.沙尘暴是雕塑大地外貌的自然力之一，是大自然保持全球生态平衡的一项工程。 C.从地质史上看，沙尘暴是风力对草原带的风化物质进行筛选分类的结果。 D.沙尘暴是那些颗粒适中的粗砂和细砂被大风吹移到附近就地聚集成沙漠形成的。 6、下列对“沙尘也是决
23、定全球生态平衡的因子”这句话的理解，错误的一项是（ ） A.沙尘这种天气现象古已有之，它在地球生态平衡中起着一定的作用。 B.沙尘逐渐积聚形成沙尘暴，在全球范围内起了保持生态平衡的作用。 C.沙尘含有碱性，能使大气中的酸性物质得到平衡，从而减缓酸雨的发生。 D.沙尘不仅在土壤的分布与补充上，而且在全球水循环上也扮演着重要角色。 7、下列对沙尘暴灾害加剧的原因，表述不正确的一项是（） A. 强上升气流把颗粒微小的粉沙细土和微尘扬上天空，作中长距离的输送。 B.森林大量砍伐，土地过度开垦，工厂盲目建设，排放不加控制，造成生态巨变。 C.沙尘暴中混人了工矿企业排放的有害成分和来自牲畜粪便中的病菌病毒。 D.在受到人为因素的千扰后，自然界的风蚀速度已经远远大于土壤的生成速度。 8、根据原文所提供的信息，以下推断正确的一项是（） A. 沙尘暴曾给新西兰、意大利、法国等国家带来好处，因而必将被人类所利用。B.风将大陆的沙尘吹向海洋，又将海洋的水汽吹向大陆，这将会使海平面逐渐升高。 C.既然是人为因素加剧了沙尘暴的危害，人类也就完全有能力减少这种灾害的发生。D.大自然是不会犯错误的，因此人类应当顺应大自然，不要企图去改变大自然。
