【时间空间之旅】《时间和空间的旅行》学案

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学习要点
1.根据课文理解“空间旅行”“时间旅行”“时间膨胀”等概念，积累有关科学知识；
2.整体把握文章思想内容，抓住关键语句，准确、迅速地筛选、提取有价值的信息，进行思维训练；
3.引发学生想象与联想，激发学生热爱科学、勇于探索的兴趣与热情。
课文解读
写作背景简介
　　阿尔伯特•爱因斯坦的《论运动物体的电动力学》，提出了根本不同于传统观念的空间、时间理论，这被他后来称为“狭义相对论”。狭义相对论不仅引起了时空观的革命，也带来了整个物理学的革命。爱因斯坦建立了统一的物理理论即洛伦兹变换，通过这种变换，他推导出运动的尺子要缩短；运动的钟要变慢；任何物体的运动速度都不能超过光速。爱因斯坦继而又写了一篇完整的总结性论文《广义相对论的基础》。广义相对论以它思想的深湛、丰富和形式的完整、美丽而令人赞叹，在更深一层意义上否定了牛顿的绝对时空观。
　　爱因斯坦去世后，宇宙学研究的重任就落在了史蒂芬•霍金身上。他试图把相对论和量子力学结合起来，展示给人类一幅新的宇宙图像。霍金80年代中期完成了重要著作--《时间简史--从大爆炸到黑洞》，在有关宇宙学时空观的研究方面又获得了成功。
　　巴里•齐然尔曼、戴维•齐然尔曼著的《火星，我的第二家园》运用爱因斯坦、史蒂芬•霍金宇宙相对论的时空观，推断出“空间旅行”和“时间旅行”，从而带领我们进行了科学畅想。
本文的层次结构分析
　　全文以小标题的形式分成了四大块，内容概括醒目。前后按内在的逻辑先后顺序贯穿排列。文章第一句话“让我们在地球通向宇宙中的任何行星、恒星和星系的宇宙高速公路上开始我们的旅行”领起全篇，以下按距离地球远近依次介绍。由“到其他行星上旅行”写到“到其他恒星上旅行”，又由于距离的遥远，就涉及到一个速度问题，所以作者接着介绍了“加快速度”方面的知识，而还因为有人的寿命问题，作者紧接着又介绍了“时间膨胀”。这样按内在严密的逻辑性逐步写来，内容多而有序，层次条理分明。
　　文章内容的过渡衔接非常好。
　　如在介绍飞行器的速度时，他说，“很显然，时速60英里的速度，不能进行星际旅行。好在我们有时速更快的飞行器。”便很自然地过渡到了“更快的飞行器”。如在第二节《到其他恒星上去》的结尾时，他说，“这个距离实在让人吃惊。我们能够在有生之年到达银河系中最近的恒星吗？”其后，便进入第三节《加快速度》。应该让学生体会到文章的过渡衔接对于文章的结构有着如此奇妙的作用。
本文介绍了哪些知识
　　在“空间旅行”部分，作者介绍了地球与其他行星、恒星之间的距离，及到这些星球所需要的速度和对应的时间。重点介绍了“加快速度”及产生加速度的方法。其中作者对这些方法进行了大胆的设想，如核裂变，核聚变，物质——反物质发动机等。使读者感受到星际旅行的现实性，可能性和艰巨性。
　　在“时间旅行”部分，作者主要介绍了时间膨胀现象。所谓时间膨胀，指当运动物体接近光速时发生的相对于运动物体的时钟，化学反应和生物过程减慢的现象。同时作者又根据理论大胆推测介绍了人类可以回归过去的有关知识，使读者对神秘的宇宙产生种种奇思妙想，并对科学心仪神往。123
本文是如何体现科普文章的知识性和趣味性的
　　准确的知识介绍和丰富大胆的想象是本文的一大特点。作者在介绍时间和空间旅行的知识时，列出了一些确切的数字，使读者在获取大量的知识中，体会到了作者的严谨。同时尊重科学，又不拘于科学，作者以其丰富的常识和大胆的想象，拓开思维的空间，探索宇宙，预测未来，为读者展开一幅深遥无边的宇宙画面，既汲取科学知识，又神游科学殿堂，受到一种精神上的浸染。
自学指导——按要求筛选主要信息
　　筛选信息是本文的教学重点，请同学们自读课文、按要求筛选主要信息及相关表层信息。
1．阅读前两部分内容，筛选出下列信息：
  （1）什么是空间旅行？
  （2）要进行空间旅行，为什么速度问题成为主要障碍？
2．阅读“加快速度”部分，在文中筛选出下列信息：
  （1）理论上怎样将速度提高到光速？
  （2）作者设想了哪些为飞船提供足够推力的方法？
3．阅读最后一部分“时间旅行”。 筛选出下列信息：
  （1）什么是时间旅行？
  （2）什么是时间膨胀？时间膨胀现象发生的主要条件是什么？
  （3）时间膨胀对于空间旅行的意义是什么？
  （4）为什么说时间膨胀为探索人类能力所不能及的宇宙提供了方法？
4.重点阅读“时间旅行”部分，联系上下文理解重点语句，筛选隐含信息。
 （1）第四部分第三段写到时间膨胀“是一种时间旅行”，而第四段又假定“时间膨胀的现象不是时间旅行”，两种判断是否矛盾，为什么？
 （2）能“看到过去事物”这一推断依据是什么？能看到地球的过去的原理是什么？
 （3）为什么看到过去事物这种现象不是时间旅行？
能力训练
一、基础知识
1．给下列加横线的字注音。
    膨胀（　　）（　　）　侏罗纪（　　）　炫目（　　）
2．依次填入下列横线上的词语，最恰当的一组是（　　）
    ①即使以光速旅行，也只能到达　　　　星系中的几百个恒星。
    ②地球上已经历数代沧桑，文明已经多次兴衰，冰期出现又　　　　多次。
    ③到达冥王星需要68XX年，相当于最早的文明时代　　　　至今的年数。
    a．临近　消逝　持续　　b．邻近　消逝　延续
    c．临近　消失　持续　　d．邻近　消失　延续
3．下列句子没有语病的一项是　（　　）
　a．踩油门以每小时60英里的时速行驶，我们要用半年的时间才能到月球。
　　b．1947年，美国飞行员查理斯•耶格尔首次突破声音，以超过每小时670英里（1078公里）的速度飞行。
　c．即使我们能够以光速或接近光速旅行，旅行范围也限于我们在有生之年可进行探索的星体。
　d．半人马星座离地球约4.2光年，即从地球到半人马座，约需要4.2年。
4．下列这段文字所缺的语句排序正确的一项是  （　　）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。这一现象叫时间膨胀。
　①对随光一起旅行的任何物体和人员来说，时间慢了下来。②并非只有时钟减慢，化学反应和生物过程也减慢了。③运动物体接近光速会出现令人费解的现象。④这是爱因斯坦的狭义论的部分内容，利用原子钟进行的实验证明了这一点。123
　a．①②④③　　　b．③①④②　　　c．④①②③　　　d．②①③④
5．根据上文，请概括“时间膨胀现象”。（不超过40字）
　时间膨胀现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的一种现象。
6．下列说法中，不是“时间旅行”的一项是　（　　）
　a．看到过去的事物。
　b．一种科学幻想活动，指人离开现在而置身于未来或过去。
　c．时间膨胀现象。
　d．如果太阳突然爆炸并消失，我们仍能看到它在空中又持续闪耀8分钟。在8分钟内，我们仍受到其重力的影响。
7．人类无法到遥远的恒星和其他星系中旅行，最主要的障碍是　（　　）
　a．无法到达光速。
　b．即使我们能够以光速或接近光速旅行，旅行范围也限于我们在有生之年要进行探索的星体。
　c．不能为宇宙飞船提供足够的推动力。
　d．人类无法登上太阳神探测器。
8．下列说法符合原文意思的一项是　（　　）
　a．以每小时115200英里（185391公里）或每秒32英里（51公里）的巡航速度绕太阳飞行的美国宇航局的德国建造的太阳神探测器是速度最快的载人宇宙飞船。　　　　
　b．半人马星座比邻星是离我们最近的恒星（这里当然不包括我们自己的太阳）之一。
　c．光年是光在空中传播一年的距离。
　d．在宇宙的万亿个星系中只有5个行星能够用肉眼看见，他们在天空中分别只有一个小黑点。
二、阅读下面文段，完成9～11题
    我们假定，时间膨胀的现象不是时间旅行——既不是未来时间的一部分，也不是过去时间的一部分。我们都知道即使用光速旅行也需要时间，旅行做不到即刻到达。例如，光从月球到地球需要1秒多钟。阳光到达地球需要约8分钟。半人马星座比邻星的光到达地球需要42年，m104星系的光到达地球，需要4000万年。我们抬头看到的月亮是1秒多钟之前的月亮，太阳光是在8分钟前出现的，半人马星座比邻星闪烁的光是42年前的。用功能很强的望远镜看到的m104发出的光是4000万年前的。我们所见到的一切都是过去的。我们生活在过去。如果太阳突然爆炸并消失，我们仍能看到它在空中又持续闪耀8分钟。在这8分钟内，我们仍受到其重力的影响。
9．文中破折号的作用是                   。
10．这段文字使用的说明方法是                        。
11．这段文字的说明中心是（　　　）
    a．时间膨胀现象不是时间旅行。
    b．任何旅行都需要时间。
    c．我们所见到的一切都是过去的。
    d．我们生活在过去。
参考答案
一、1．（略）  2．d    3．c    4．b 
5．运动物体接近光速时会出现时钟减慢，化学反应和生物过程也减慢的现象叫时间膨胀。
6．a      7．b      8．b
二、9．解释说明
　　10．举例子、列数字
　　11．b

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