優(yōu)教高中語文單元教學設計系列探索與創(chuàng)新學習任務設計說明本任務通過重點研讀《青蒿素——人類征服疾病的一小步》《一名物理學家的教育歷程》兩篇文章，大家要抓住科學發(fā)現(xiàn)過程中的重要節(jié)點，分析重要節(jié)點出現(xiàn)的原因，領悟其背后的科學思考方式，感受科學家探求真知的執(zhí)著精神和奉獻精神。第一課時學習目標學習重難點1.學習第7課的兩篇文章，抓住關鍵術語，形成概念鏈條，概括科學研究的主要過程。2.關注寫作目的，把握文章主旨。概括文本核心內容，關注寫作目的與文章內容的關系。導入01學習活動一：從“我最喜歡的微信公眾號”入手，

認識知識性讀物的特點02目錄學習活動四：透過事件，領會想象和興趣對于科學

探索的重要意義05學習活動二：借助核心概念，理清科學發(fā)現(xiàn)的過程03學習活動三：小組合作，理解文章主旨04作業(yè)06本單元學習知識性讀物，我們將了解到諾貝爾獎獲得者屠呦呦的科學發(fā)現(xiàn)歷程，切身感受到物理理論學家加來道雄的趣味思考，認識到中國建筑的特征以及中國古代詩歌中“木葉”這一獨特的意象，等等。這些探索、發(fā)現(xiàn)和表達涉及不同的學科領域，相信大家定會大開眼界，并領悟到科學探索的獨特魅力。在收獲知識的同時，我們要重點關注科學家們觀察世界、發(fā)現(xiàn)問題的角度和呈現(xiàn)自己研究成果的方式方法，從而更加熱愛科學，理性思考，提高說明事理的能力。導入01學習活動一：從“我最喜歡的微信公眾號”入手，

認識知識性讀物的特點021.列舉你比較喜歡的微信公眾號，簡單介紹其中的一個，談談喜歡的原因。2.結合自己的閱讀體驗，概括你的閱讀目的和閱讀方法。學習活動一：從“我最喜歡的微信公眾號”入手，

認識知識性讀物的特點02提示目的——獲取知識，解決問題，獲得啟迪。方法——關注核心話題和概念，關注結論和方法。學習活動二：借助核心概念，理清科學發(fā)現(xiàn)的過程03閱讀《青蒿素：人類征服疾病的一小步》，提取科學研究推進過程中的關鍵概念，繪制青蒿素產(chǎn)品的開發(fā)過程圖，并簡要概括屠呦呦及其團隊的科學研究工作。學習活動二：借助核心概念，理清科學發(fā)現(xiàn)的過程03

2000個

方藥

380余種

提取物青蒿提取物青蒿素膠囊青蒿素衍生物抗瘧方藥640個青蒿中性提取物學習活動二：借助核心概念，理清科學發(fā)現(xiàn)的過程03概括：通過一系列的收集、提取、挑選、分離提純和反復測試，屠呦呦及其團隊完成了從青蒿、青蒿提取物、青蒿素和雙氫青蒿素的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展和超越，為人類戰(zhàn)勝瘧疾做出了杰出的貢獻。學習活動三：小組合作，理解文章主旨04《青蒿素：人類征服疾病的一小步》中，除了介紹青蒿素的提取過程，還寫了什么內容？你認為這篇文章的主旨是什么？學習活動三：小組合作，理解文章主旨04除了介紹科學探索和研究歷程，本文開頭講述了獲獎事由，闡述了現(xiàn)代科學和技術以及中國傳統(tǒng)醫(yī)藥學在發(fā)現(xiàn)和提取青蒿素過程中的作用；在“中醫(yī)藥學的貢獻”中，概述了近年來中醫(yī)藥學的新貢獻。結合這些內容，可以看出本文立意高遠，展現(xiàn)了科學家的使命意識和擔當精神、對祖國傳統(tǒng)中醫(yī)藥學的熱愛和信心，呼吁全世界重視并開展中醫(yī)藥學的研究，為人類健康做出更大貢獻。學習活動四：透過事件，領會想象和興趣對于

科學探索的重要意義051.閱讀《一名物理學家的教育歷程》，各用一句話概括作者寫的三件事，思考這些內容與“一名物理學家的教育歷程”有什么內在聯(lián)系。學習活動四：透過事件，領會想象和興趣對于

科學探索的重要意義05趣事1:鯉魚世界的幻想趣事2:愛因斯坦未完成的事事件3:建造電子感應加速器在作者看來，這些事件背后所體現(xiàn)的想象力、持續(xù)的興趣和實踐精神，是他成為一名理論物理學家過程中最重要的教育元素。作者不僅記敘了自己的教育經(jīng)歷，更從一個科學家的視角反思了要成為一位科學研究者在成長過程中應該具備的條件和素養(yǎng)。學習活動四：透過事件，領會想象和興趣對于

科學探索的重要意義05課堂小結閱讀知識性讀物除了要重視文中涉及的知識本身，還要通過具體內容把握作者的寫作目的，了解作者是“為什么而寫”，這樣才能更準確地把握住文章的主旨，獲得更多的啟發(fā)。閱讀《中國建筑的特征》和《說“木葉”》兩篇文章，用不超過50字來概括每篇文章的內容和寫作目的。作業(yè)06第二課時學習目標學習重難點1.學習科學家認真負責、實事求是的科學態(tài)度。2.探究科學家“發(fā)現(xiàn)”與“創(chuàng)造”背后的思維方式，引導學生對身邊事物進行科學思考。探究科學家“發(fā)現(xiàn)”與“創(chuàng)造”背后的科學思考方式。導入01學習活動一：小組交流，探討敘事背后的科學思考02目錄學習活動二：比較閱讀，感受不同的思維方式03學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04作業(yè)05上節(jié)課我們初步認識了知識性讀物的文體特點，了解了明確作者寫作目的對把握全文主旨的重要性。課下大家閱讀了《中國建筑的特征》和《說“木葉”》兩篇文章，從作業(yè)完成情況看，大部分同學能概括兩篇文章的內容和寫作目的：《中國建筑的特征》一文，作者闡釋了中國建筑的九大特征，倡導古為今用，在繼承中國傳統(tǒng)建筑經(jīng)驗的基礎上構建新中國的建筑；導入01《說“木葉”》一文，作者分析闡釋了“木葉”這一藝術形象的特征，表達對詩歌語言暗示性的認識。

我們發(fā)現(xiàn)，科學家在闡釋自己的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造過程時，其目的大多在于總結規(guī)律、指導實踐、推動發(fā)展。這節(jié)課讓我們一起走進科學家眼中的世界，了解科學家們?yōu)檫_成自己的寫作目的，用了什么樣的方法，體現(xiàn)了何種思維特質。導入01學習活動一：小組交流，探討敘事背后的科學思考02閱讀《一名物理學家的教育歷程》中作者對鯉魚世界的遐想的部分，根據(jù)這一童年趣事的敘事要素，挖掘作者敘事背后的隱喻和科學思考，完成下表：學習活動一：小組交流，探討敘事背后的科學思考02童年趣事一故事要素環(huán)境主人公情節(jié)暗示（隱喻）科學思考池塘鯉魚、鯉魚“科學家”解釋暴雨下睡蓮的運動一個鯉魚“科學家”被抓出水面又放回“我們”生活的宇宙(四維空間）“我們”(人類及人類中的科學研究者）“我們”無法合理解釋多維空間的運動而故弄玄虛極個別的人認為存在另外的“宇宙”，但不被大多數(shù)人承認客觀上存在另外一個“宇宙”？人類認識的局限性？（只承認“看得見摸得著”的世界，不承認“看不見”的世界）已有的一些科學概念和解釋或許是荒謬的？這個“宇宙”的規(guī)律不適合另一個“宇宙”？不能用實驗來驗證的世界就不存在？在舊金山日本茶園觀察鯉魚，產(chǎn)生遐想學習活動二：比較閱讀，感受不同的思維方式031.面對“魚兒在水中游”的情形，莊子和惠子也產(chǎn)生過想象和辯論。談談哲學家和科學家對同一事物的思考有什么不同。學習活動二：比較閱讀，感受不同的思維方式03莊子與惠子游于濠梁之上。莊子曰：“鰷魚出游從容，是魚之樂也。”惠子曰：“子非魚，安知魚之樂？”莊子曰：“子非我，安知我不知魚之樂？”惠子曰：“我非子，固不知子矣；子固非魚也，子之不知魚之樂，全矣。”莊子曰：“請循其本。子曰‘汝安知魚樂’云者，既已知吾知之而問我，我知之濠上也。”學習活動二：比較閱讀，感受不同的思維方式03這段話體現(xiàn)了莊子“與天地并生，與萬物為一”的理論，旨在齊萬物，同大小，和是非，乘物而游心。能與萬物為一，也就不存在“我”和“你”這個分離相對的視角，而是用一個“宇宙視角”看天下，我就是魚，魚就是我，就難怪有莊周夢蝶的典故了。同樣對于游魚，莊子以唯心主義的認知方式看待萬物，與惠子進行“物我之辯”，由對“安”字的不同釋義表達了萬物為一的觀點。而加來道雄則以科學想象來觀察事物，通過視角轉換發(fā)現(xiàn)不同視界，解讀了不一樣的宇宙觀。學習活動二：比較閱讀，感受不同的思維方式03課堂小結閱讀知識性讀物，我們應學習科學家在研究過程中突破瓶頸的思維方式，學習科學家觀察世界、提出問題的方法。提出問題或許比解答問題還要重要，一個問題被提出來，哪怕沒有答案，也已經(jīng)是一種進步，一種“知”了。學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04神奇的螳螂蝦在水深30米的珊瑚叢中，一只15厘米長的螳螂蝦正一動不動地蟄伏在洞穴里面，不一會兒，一只珊瑚蟹漫游到螳螂蝦的巢穴旁，這只螃蟹毫無顧忌地橫行著，渾然不覺危險就在眼前。看到獵物出現(xiàn)，螳螂蝦開始興奮起來，不停地揮舞著一對觸須，悄悄舉起一對巨大的槳狀肢，然后閃電般地撲向這只螃蟹。隨著兩個快得難以察覺的擊打動作和“砰、砰”兩聲巨響，珊瑚蟹厚厚的甲殼上已開了兩個大洞。看到這一幕，無論你多鎮(zhèn)靜，都會被驚得目瞪口呆。材料一學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04拳擊冠軍人們不禁會問，這樣一個小生物是如何在瞬間積聚起如此大的力量的呢？生物學家近年來揭開了這一秘密。為了捕捉獵物和打敗競爭對手，螳螂蝦利用它強有力的彈發(fā)能力和連桿“手臂”，成為了動物王國中擊打速度最快的拳擊冠軍。近年來，科學家們對螳螂蝦的擊打速度進行了量化研究。根據(jù)高速攝像機攝錄的錄像資料，他們發(fā)現(xiàn)，螳螂蝦附肢的運動速度為每小時80多千米，最高加速度是地球引力加速度的10400多倍。如果一位拳擊運動員在拳擊過程中始終能以這種加速度進行擊打，那么他的出拳速度很快就能達到學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04脫離地球引力所要求的逃逸速度！科學家還發(fā)現(xiàn)，螳螂蝦釋放的擊打能量是其“手臂”肌肉所能產(chǎn)生力量的100多倍。為了積聚這種爆發(fā)力，螳螂蝦利用彈縮和追獵手段慢慢積聚肌肉能量，然后將這一能量突然一下子釋放。當螳螂蝦用肢端快速擊打目標物時，在其肢端和被擊打物表層之間會產(chǎn)生一種不同尋常的氣泡，這些氣泡迅速塌縮。錄像資料顯示，螳螂蝦毀滅性的打擊效果正是由這種被稱作氣穴現(xiàn)象的巨大力量造成的。氣穴現(xiàn)象往往是毀壞汽艇推進器的罪魁禍首。我們看一下，造成汽艇毀壞的氣穴現(xiàn)象是如何形成的。由泵機和船推進器產(chǎn)生的漩渦常常會導致出現(xiàn)渦流氣穴，學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04當汽艇劈開水面在水里快速移動時，其尾流的壓力就會低于水的氣壓，此時移動物附近的水實際上是沸騰的。當周圍的水恢復到常態(tài)時，由高壓和氣泡塌縮形成的作用力足以在不銹鋼等硬物表面撞出許多小坑。螳螂蝦用肢端擊打物體時形成的空化氣泡半徑從二分之一厘米到數(shù)百厘米不等，在這個半徑范圍內，每平方厘米的壓力能達到數(shù)百千克。當氣泡從其產(chǎn)生的低壓區(qū)域漂出來時，高壓會將其縮小，其不斷縮小的體積促使氣泡內的壓力和水汽溫度不斷高。這種高熱、高壓水流能給物體造成毀滅性的破壞。因此，在螳螂蝦肢端與獵物殼體之間形成的空化氣泡在擊毀堅硬目標物方面起著至關重要的作用。當然，空化氣泡同時也給螳螂蝦學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04自身帶來了一些麻煩，螳螂蝦的肢端常常會出現(xiàn)一些麻坑和損傷，它的部分肢端表體損傷嚴重時甚至無法直接擊中獵物，這一切都是空化氣泡造成的。然而，無論這種傷害有多嚴重，螳螂蝦都會通過周期性地蛻去外骨骼來修補這種損傷。科學家認為，螳螂蝦的快速擊打動作和由此產(chǎn)生的氣穴現(xiàn)象是螳螂蝦之所以能夠敲碎甲殼動物堅硬外殼的兩個主要原因。(節(jié)選自張守忠的《神奇的螳螂蝦》）學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04受螳螂蝦啟發(fā)的下一代復合材料一個由美國里弗賽德市加利福尼亞大學DavidKisailus教授領導的研究小組，在螳螂蝦保護自己時用于打擊捕食者前肢附近的外殼中發(fā)現(xiàn)了一種獨特的結構。由此受到啟發(fā)，Kisailus正在研究蝦的前肢以獲得下一代復合材料的靈感。螳螂蝦是侵略性的甲殼類動物，以動物王國中速度最快的掠食性動物而聞名。它使用魚叉狀結構攻擊軟體獵物，使用錘狀附肢擊碎硬殼獵物。研究人員之前發(fā)現(xiàn)，螳螂蝦的前肢是一種由礦物質幾丁質組成的多區(qū)域材料二學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04復合材料，在昆蟲和甲殼類動物殼中同樣發(fā)現(xiàn)了這種復合材料。外部擁有堅硬的抗裂涂層的蝦鉗，使螳螂蝦在沖擊時轉移動量，從而對其獵物造成傷害。在蝦鉗的外部，有一個包裹性的能量吸收結構，它包括一系列長螺旋纖維和高度對齊的橫紋纖維，環(huán)繞蝦鉗并阻止其擴張。“我們相信，纖維區(qū)域在螳螂蝦前肢中的作用就像拳擊手在戰(zhàn)斗中使用的綁手帶一樣——壓縮蝦鉗并防止災難性的開裂，”新能源系的WinstonChung教授在一份聲明中說道，“沖擊區(qū)和包裹性條紋區(qū)形成一個令人學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04難以置信的高強度、耐久性的抗沖擊組合。”螳螂蝦以高達每秒23米的速度進行水下快速攻擊，從而對水進行剪切，產(chǎn)生內爆氣泡，對目標造成傷害。而螳螂蝦的前肢，因為流線型的構造而減少了阻力。Kisailus說：“有意思的是，空氣動力學使得自行車頭盔和高爾夫球桿已經(jīng)包含了這種流線型的設計，這表明大自然在實現(xiàn)高性能結構方面領先一步。自然界可以提供更多的設計線索，使我們能夠開發(fā)高性能的合成材料。”這一發(fā)現(xiàn)可以用于研發(fā)航天和體育行業(yè)的超強材料。(節(jié)選自楊志宇譯的《受螳螂蝦啟發(fā)的下一代復合材料》)問題1:材料中，科學家在發(fā)現(xiàn)和探索的過程中是圍繞著哪些關鍵性問題進行思考的？①這樣一個小生物是如何在瞬間積聚起如此大的力量的？②當螳螂蝦用肢端快速擊打目標物時，在其肢端和被擊打物表層之間產(chǎn)生的一種不同尋常的氣泡是什么？③在高強度的沖擊之下，螳螂蝦如何保護自己不受傷？學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04問題2:結合兩則材料，概括科學家對“螳螂蝦前肢特點”從發(fā)現(xiàn)到探索的過程，談談你的感受。學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04科學家們先是通過錄像發(fā)現(xiàn)螳螂蝦可以擊碎甲殼類動物堅硬的外殼，從中提出問題：“這樣一個小生物是如何在瞬間積聚起如此大的力量的呢?”之后對螳螂蝦前肢的擊打速度、擊打能量進行量化研究，通過進一步觀察了解到其擊打時產(chǎn)生的氣穴現(xiàn)象的威力。接著科學家們對螳螂蝦在強烈擊打下的自我保護能力進行探索，發(fā)現(xiàn)其蝦鉗的外部有一個包裹性的能力結構，啟發(fā)了科學家們對下一代復合材料的研究。

學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04啟示：科學研究并不高深莫測或遙不可及，科學發(fā)現(xiàn)最重要的是觀察事物的特點并就此提出問題，擁有“知其然，知其所以然”的求知欲。學習活動三：閱讀下面兩篇材料，進行問題探究，

進一步感受科學發(fā)現(xiàn)的樂趣04嘗試用某一科學領域的知識對生活中的一個現(xiàn)象進行科學思考。例如：從心理學角度思考教室環(huán)境的布置；從生物學角度思考課間操的鍛煉效果；從社會學角度思考補習班熱潮的現(xiàn)象。要求：用簡潔的語言概括生活現(xiàn)象；用科學理論對這一現(xiàn)象進行思考和闡釋；談談自己的理性認識。作業(yè)06第三課時學習目標學習重難點1.領會科學家探求真知的執(zhí)著精神和奉獻精神。2.了解科學研究的基本方法和開展科學探索的基本路徑。了解科學研究的基本方法，掌握科學探索的基本路徑。導入01學習活動一：閱讀課文，感受科學研究的艱辛02目錄學習活動二：探究困難及其解決方式，體會其中所體

現(xiàn)的科學精神03學習活動三：體會數(shù)字描述背后的科學精神與科學探

究的魅力04作業(yè)06學習活動四：比較閱讀，領會科學家身上的科學素養(yǎng)05科學探究的目的是認識世界，了解“稀松平常”背后的事理，從而掌握規(guī)律，改變世界。科學研究的第一步是發(fā)現(xiàn)問題，第二步就是解決問題。在上節(jié)課中我們領略了科學家觀察世界的獨特視角，也嘗試反思日常生活中的現(xiàn)象。這節(jié)課我們就來看看科學家們是如何探究問題的，在這種探究和突破中體現(xiàn)了怎樣的科學精神。導入01學習活動一：閱讀課文，感受科學研究的艱辛02再次閱讀《青蒿素：人類征服疾病的一小步》，概括屠呦呦及其團隊在研發(fā)青蒿素過程中出現(xiàn)了哪些困難，面對這些困難，屠呦呦團隊運用了什么科學研究方法去解決。填寫表格。學習活動一：閱讀課文，感受科學研究的艱辛02困難科學研究方法①收集了2000個方藥，從中挑選和提取抗瘧方藥。實驗研究法、統(tǒng)計方法②將380余種提取物在小白鼠身上測試，進展甚微。實驗研究法③青蒿提取物有一定的抗瘧效果，但實驗結果很難重復。文獻調查法、差異法④新藥的臨床試驗很難開展。⑤將天然分子變?yōu)樗幬铮枰噍锼睾扛叩那噍铩嶒炑芯糠▽嵉卣{研法學習活動一：閱讀課文，感受科學研究的艱辛02提示：實驗研究法：根據(jù)研究目的，通過一個或多個變量的變化來評估其對一個或多個變量產(chǎn)生的效應。本文體現(xiàn)在對2000個方藥的“抗瘧性”進行試驗。統(tǒng)計方法：指有關收集、整理、分析和解釋統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并對其所反映的問題作出一定結論的方法。在本文體現(xiàn)在對中醫(yī)藥方進行收集、整理與分析，最終篩選出380余種提取物的方法。學習活動一：閱讀課文，感受科學研究的艱辛02差異法：通過考察被研究的現(xiàn)象出現(xiàn)和不出現(xiàn)的兩個場合，確定在這兩個場合中是否只有另外一個情況不同，如果是，那么這個不同情況與被研究現(xiàn)象之間有因果聯(lián)系。本文體現(xiàn)在提取青蒿素的過程中改變了“加溫方式”這個情況。文獻調查法：指通過閱讀、分析、整理有關文獻材料，全面、正確地研究某一問題的方法。本文體現(xiàn)在從中醫(yī)古籍文獻中認識到“青蒿”的加工方式。實地調研法：對在實地進行調研活動的統(tǒng)稱。本文體現(xiàn)在團