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第23课明朝和清朝前期的科学技术
[课标内容]
①知道李时珍和《本草纲目》等名医名著。
②以长城、北京故宫为例，感知中国古代劳动人民的智慧和创造力。
[教学目标]
明长城；北京城及故宫；李时珍和《本草纲目》；《天工开物》；明朝时，我国传统科学技术仍处在世界前列；清朝前期，我国科学技术的发展逐渐陷入停滞。
①通过观看有关影视资料或阅读有关材料，培养学生获取有效信息，形成正确结论的能力。
②通过对本课最后一段大字的学习，培养学生一分为二地分析问题的能力。
二、过程与方法
①在观看有关录像资料、阅读有关材料或听取教师讲解的基础上，努力获取有效信息。
②通过对课中题和课后题的思考、讨论，使学生进一步体会自主学习、探究学习、合作学习的具体途径。
三、情感态度与价值观
①通过本课的学习，使学生认识明长城和北京故宫是世界上伟大工程，《本草纲目》和《天工开物》是古代杰出的科技成就，培养学生的民族自豪感。
②通过学习李时珍、宋应星等科学家的优秀品质，培养学生正确的人生观。
③通过分析清朝前期我国科学技术的发展逐渐陷入停滞的原因，培养学生的忧患意识和历史责任感
[重点和难点]
重点：①明长城；②明北京城及其故宫；③李时珍和《本草纲目》；④《天工开物》。
难点：为什么自清朝前期，我国科学技术的发展逐渐陷入停滞，近代科学没有在中国产生。
[教学方法]
运用多媒体，在阅读、观赏的基础上，以问题讨论为主要教学方式开展教学。
[教学过程]
导入新课
一、明长城和北京故宫
1、世界上的伟大工程之一：明长城
2、世界城市建筑艺术的杰作：北京城
二、《本草纲目》
1、明朝杰出的医药学家李时珍
2、“东方医学巨典”《本草纲目》
三、《天工开物》
1、宋应星的《天工开物》
2、清朝前期，我国科学技术的发展逐渐陷入停滞
[课堂练习]
学生独立完成课内习题，教师辅导。

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第23课领先世界的科学技术
教学目的
一、知识目标
祖冲之和圆周率。贾思勰和《齐民要术》。郦道元和《水经注》。
二、能力目标
对三国两晋南北朝时期科学技术成就的学习，形成综合归纳的能力。
三、情感目标
祖冲之等古代科学家，注意实践、刻苦钻研，是他们取得辉煌成绩的重要原因。通过学习，从优秀历史人物和文化成果中吸收精神营养，提高自身素质和文化修养，发扬创新精神，争取为人类做出更大贡献。
教学重点：本课的重点是将祖冲之的圆周率等各项科技成就讲清楚。祖冲之的数学成就长期居于世界领先地位，有利于对学生进行爱国主义教育；《齐民要术》所反映的我国古代以农业立国的特点，以及对后世农业发展的影响；《水经注》对我国山川地形、城市乡镇、风俗民情、物产矿藏的叙述，也使学生进一步了解我国古代农耕社会的基本情况。
教学难点：本课涉及的有关数学的“世界之最”和农学、地学的名著，对今天的学生来说，接触、了解并不多。怎样从学生的角度出发，进行深入浅出的讲解，注意科学性和可接受性，则是本课教学的难点。
板书设计
一、祖冲之和圆周率
二、贾思勰和《齐民要术》
三、郦道元和《水经注》
教学过程设计
（导入新课）
三国两晋南北朝时期是我国历史上社会大动荡时期。一方面，统一的封建国家分裂了，这一历史时期充满战争和灾难；另一方面是出现了中国历史上人口大迁徙。北方黄河流域由于少数民族内迁，加速了民族大融合，促进了经济的发展与交流；由于北方人民的南迁，又导致了江南的进一步开发，全国经济重心南移。魏晋南北朝时期的这些特点，必然反映到文化上，我国的科学技术、文学艺术又有了新的发展，取得了新的成就，其中有些在世界上居领先地位。我们用两课时，学习三国两晋南北朝的文化。
（讲授新课）
一、祖冲之和圆周率
祖冲之，祖籍范阳遒县，大约在西晋末年时，先世从范阳迁居江南。他的祖父和父亲都以学识渊博、谙熟天文历法和算术著称。祖冲之从幼年起便秉承家传的天算之学，并对文学、哲学等极感兴趣，成年后以博学多才闻名。宋孝武帝即位后，将他召入皇家的学术机构华林学省。祖冲之利用华林学省的优越条件，刻苦钻研学问，为日后的科学发明打下了坚实的基础。后来，他历任娄县令、谒者仆射等官职，南齐时，官至长水校尉，但仍孜孜不倦地从事科学研究。经过长期的努力，终于成为一位在数学、天文历法、机械制造等方面都作出杰出贡献的伟大科学家。
圆周率是圆的周长与直径的比率（=3.14159265358979323846……）。圆周率是否精确，关系到天文、历法、建筑、水利等许多方面的发展水平。世界各国都在探求更精密更准确的圆周率。在数学发展史上，圆周率计算的精密程度，可以作为衡量一个国家数学发展水平的标志。
在探索圆周率的精确值方面，每前进一步，都是很不容易的。
祖冲之在吸收前人研究成果的基础上，继续前进。他记起小时候读过的一本古代算书，说圆的直径假如是1尺，圆的周长就是3尺，即圆周率是3。为亲自验证是否正确，他用绳子绕车轮转一周，量出长短，又量了车轮的直径，结果发现周长并不正好是直径的三倍，而是比三倍多一点。他读了三国时数学家刘徽的文章，认为用刘的“割圆术”再往下割，一定能算出比刘徽更准确的数来。于是他和儿子动手干起来。他们把地磨平，画了一个直径一丈长的大圆，开始割圆，从六边到九十六边，算的结果与刘徽一样。继续割下去，192边、384边、一直到12288边形。他用“割圆术”这一巧妙方法，求出圆内接正多边形的边长。多边形的边数越多，越接近圆周的长度。
他求出圆周率的“朒数”(不足近似值)为3.1415926,“盈数”(过剩近似值)为3.1415927，指出圆周率的真值在盈、朒两限之间，即3.1415926π3.1415927之间。这样，祖冲之实际上已将圆周率计算到小数点后第八位，精确到第七位，这是当时世界上最先进的成就，直到15世纪，阿拉伯数学家卡西和16世纪法国数学家F．韦达才得到更精确的结果。此外，他还确定了两个分数形式的圆周率，即“约率”22/7,“密率”355/113，其中密率是分母小于1000条件下圆周率的最佳近似分数。祖冲之的推算，在只能采用割圆木及依靠算筹进行运算的当时，是一项十分艰巨而复杂的工作，如果没有娴熟的技巧、顽强的毅力和严谨的科学态度，是根本不可能做到的。祖冲之求出的密率也是世界数学史的一大贡献，在欧洲，直至16世纪末，德国科学家奥托和荷兰工程师安抚尼兹才先后得出相同的数值。西方数学界不知道祖冲之的成果，常称这一数值为“安抚尼兹率”。为此，著名的日本数学家三上义夫曾建议将355/113这个数值称为“祖率”。
祖冲之还和儿子祖暅(geng)之圆满解决了球体积的计算问题，得到正确的球体积公式，并且提出后人所称的“祖暅原理”。这也比欧洲人发明的方法早一千多年。
据史书记载，祖冲之对用二次、三次代数方程以求得“开差幂”和“开差立”的问题，也有所研究。此外，祖冲之还注释过《九章算术》，编写了《缀术》。《缀术》共有6卷，是其数学研究的代表作，在唐代被列为国学中算学科的主要课本，学习年限长达4年。政府举行算学考试时，多从《缀术》中出题，其重要可想而知。12世纪时，日本和朝鲜也将《缀术》作为教科书。可惜此书在北宋中期以后失传了。
在天文历法方面，祖冲之也有杰出贡献。他在长期实测、精确计算和对历史文献进行深入研究的基础上，于宋孝武帝大明年间编制出一部新历法，史称《大明历》。
462年，祖冲之上书要求刘宋政府颁布实行《大明历》，但遭到当时倖臣戴法兴的攻击。他认为祖冲之引进岁差、改革闰周等违背了儒家经典，责备祖冲之是“诬天背经”。祖冲之针锋相对地写了一篇辩驳的奏章。他表示了“愿闻显据，以核理实”，“浮辞虚贬，窃非所惧”的鲜明立场，并且用科学道理回答了戴法兴的责备。他用观测事实证明，由于岁差，当时所见的天象确实已和儒家经典中所反映的春秋以前的情况不同，而回归年的长度也的确比《四分历》的要小。这些天文事实都是“有形可检，有数可推”，人们不能“信古而疑今”。
《大明历》的一大进步是首次将“岁差”的概念引入了历法。所谓“岁差”，是指太阳从上一年冬至日运行到下一年冬至日，在天空上的位置移动距离。过去都认为，太阳在冬至日的位置是永远不变的，实际上经过一年的运行，太阳并没有回到原来的冬至点上，而是差了一段微小的距离。东晋的天文学家虞喜，首先发现“岁差”现象，并算出每50年西移一度。然而，这一成果一直未被引入历法，因而造成了推算日、月蚀日期的误差。祖冲之经过实测和计算，证实了虞喜的发现，作出“日不独守故辙”的结论，求得自己的“岁差”数值，并引用到《大明历》中。经过元嘉十三年(436年)至大明三年（459年）23年间4次月蚀的检验，证明《大明历》的推算是正确的。在此基础上，祖冲之测定了“回归年”，即两年的冬至点之间的时间，是365.24281481日，这与现代天文科学测得的时间，仅差46秒。一年的相对误差只有六十万分之一，在当时，已可谓十分缜密了。
《大明历》的另一重要进步是改革了闰法。阴历比阳历大约少11天左右，在以往的历法中，一直采用置闰月的方法来调整。我国最早的闰法是在19年中安排7个闰月。这个办法尽管已沿袭了一千多年，但与实际情况还有出入，平均每过200年就会相差一天。祖冲之经过反复计算，提出了在391年中置144个闰月的新闰法，大大提高了历法的精确度。他还测定一个“交点月”（即月球连续两次经过黄道和白道的同一交点所需的时间）为27.21223日，这与现代测得的数值相差不到一秒。
祖冲之还发明了用圭表测量冬至前后若干天的正午太阳影长以定冬至时刻的方法，这个方法也为后世长期采用。
祖冲之在机械方面也有很多发明创造。他曾因诸葛亮有“木牛流马”，而制造了一种类似的交通工具，不用借助风力水流，可“施机自运，不劳人力”。又发明了一种“千里船”，在新亭江试行时，每天能行百余里。他还设计制造出一种利用水力推动的“水碓磨”，能同时舂米和磨面。刘裕攻灭后秦时，曾缴获了一辆指南车。但此车仅存外形，内部的机械已经损坏。后来祖冲之将车修复，并将车中的机械由原先的木制改为铜制，使它的精密度和灵敏度都有很大提高。试验后，证明此车轻便灵活，结构合理，即使百转千回，木人始终指向南方。他还设计制造过计时器——漏壶和巧妙的欹（qi）器。
祖冲之以他的发明创造，为中国的科学文化增添了绚丽的光彩，并在世界科学史上占有显著的地位。为了纪念和表彰他的卓越贡献，紫金山天文台己将该台发现的一颗小行星命名为“祖冲之”，国际天文组织也将月球背后的一座环形山命名为“祖冲之环形山”。
此外，祖冲之还精通音律，甚至还曾经写过小说《述异记》十卷。
二、贾思勰和《齐民要术》
《齐民要术》是南北朝时期的一部重要农书。北魏贾思勰撰(因《齐民要术》成书于东魏时期，故也有工具书称其为东魏人)。“齐民”，即平民，泛指当时向国家交租纳税的各色编户。“要术”，指通过生产劳动的谋生之术。
贾思勰，约于北魏473年出生于齐郡益都，曾任高阳太守。退职归田后撰成《齐民要术》10卷92篇，正文8万字，连夹注共11万字，附有自序和杂说各一篇。
贾思翻自序说：“今采据经传，爰及歌谣，询之老成，验之行事，起自耕农，终于醯（xi）醢（hai），资生之业，靡不毕书。”说明作者是总结书本知识和实际经验写成的。书中叙述了五谷、瓜果、蔬菜、树木的栽培，牲畜、家禽、鱼类的饲养，酒、酱、醋、鼓脯、饴、糖等的制作，以及煮胶、造墨的方法等，最后一篇讨论“非中国(指中原)物”，亦即北方不生产的蔬菜、瓜果的品种特性。
《齐民要术》总结了6世纪以前中国北部黄、淮地区农业、畜牧业的生产经验，如关于耕地除草有“春雨难期，必须藉泽”，这是说春耕要注意保持土壤的水分；“若水旱不调，宁燥不湿”，这是说湿田翻耕土壤容易板结，应予避免等等。此外对选种、轮作、施肥等田间管理技术都有阐述，并提出农业生产应当综合考虑各项生产因素，生产过程中要抓紧各个环节的原理。书中记载的能使梨树提早结果的嫁接技术、树苗的培育方法、家禽家畜的饲养方法等都显示了当时我国农业的较高水平。当时所见的农学著作，有的阐明农业思想，有的讲求耕种技术，有的专门研讨单种农作物，有的是论述农具的，而《齐民要术》涉及了农业生产的方方面面，是我国最早的农业百科全书，也是世界科技史上最宝贵的农学文献之一。
《齐民要术》援引《诗经》、《礼记》、《尔雅》、《管子》等古籍近200种，收集民间农谚30余条。所引汉晋以来很有价值的农书现都已失传，后人主要从本书中加以辑录，足见本书的史料价值。但由于作者主要活动于北方，缺少南方的资料，故该书的内容也偏重于长江以北。
三、郦道元和《水经注》
我国古代的地理学成就很多。西汉已经有全国地图。近年来长沙马王堆汉墓出土了帛绘的长沙地区图，已经是高水平的地图。东汉班固《汉书》中已专门写有《地理志》。魏晋南北朝时，我国地理学有了重大发展。
魏晋南北朝时曾流传一部《水经》，它记述中国的河流水道共计137条。《水经》的作者究竟是谁，历来说法不一。《新唐书艺文志》、《通志艺文略》等都说是汉代桑钦所著；《旧唐书经籍志》说是晋代郭璞所撰；但据清代学者全祖望、戴震等人考证，该书作者应是三国时人。《水经》虽然是部完整的地理学著作，但内容过于简单，北魏时，郦道元为其作了为后人大加赞扬的名注。
郦道元，范阳琢县(今属河北)人。历任宣武帝、孝明帝两朝，先后出任鲁阳太守、东荆州刺史、河南尹，后迁御史中尉。在地方和中央，都以为政严猛著称。雍州刺史萧宝夤(yin)图谋叛乱，忌恨郦道元的朝贵，奏请派他为关右大使，前往安抚，最后遭萧宝夤杀害。
郦道元少时曾随父宦游，培养了“访渎搜渠”的兴趣。成年后，又好学不倦，博览群书，尤其喜欢钻研地理著作。他认为古代的地理书籍都太简略，《水经》同样如此，又缺乏旁通，于是决意为其作注。他广泛搜集资料，引证了437种古书，采录了汉魏的许多碑刻，并跋涉郊野，寻访古迹，便所记水道增至1252条，为原书的8倍，注文约30万字，为原书的20倍，共分为40卷。
《水经注》以水为纲，以发展变化的观点考察地理现象，对每条水道都追溯到可能追溯的最早时期。对于水源的大小、湖泊的盈竭、水色的清浊、泥沙的堆积、洪水的涨落等水文变化都有详细记载。同时，又“即地以存古”，对每一条河流所经之处作了详细描述，有关各地历史事迹、土地物产、建置沿革、聚落兴衰、风土人情、名胜古迹等无不备载，还记录了不少民间歌谣、谚语、方言和传说，史料价值相当高。如记述平城(今山西大同)的火井温汤，高奴(今陕西延安东)、延寿(今甘肃玉门东南)的古油，邯城(今河北临漳北)的煤炭等，至今仍有很高的参考价值。
郦道元又有很高的文学造诣，故《水经注》体例严谨，文笔绚烂，描述生动，其中不少优美精练的游记小品，对后代文学家有不小的影响。书中一些精彩篇章，写得如诗如画，对后世文人作家影响深远。
《水经注》对长江三峡壮丽景色的描写，就是典型的例子。语文课节录了《水经注》对三峡两岸猿声的描写：
“自三峡七百里中，两岸连山，略无阙处，重岩叠嶂，隐天蔽日……有时朝发白帝，暮到江陵，其间千二百里，虽乘奔御风，不以疾也。……每至晴初霜旦，林寒涧肃，常有高猿长啸，属引凄异，空谷传响，哀转久绝。故渔者歌曰‘巴东三峡巫峡长，猿鸣三声泪沾裳。’”
同学们听了这段文字，一定会联想起盛唐诗人李白的名篇（启发学生背诵《早发白帝城》）。不难想象，李白在写这首诗稿时，耳畔一定回响着约二百余年前郦道元对三峡风光的描述。可见，郦道元的不朽文笔曾哺育过一代又一代的诗人和作家。
《水经注》的主要缺点是记述江淮以南水系较简单，多有遗漏和欠准确的地万，这与当时南北分裂、交通不便有直接关系。
《水经注》问世后，校勘和研究它的古今学者很多，全祖望、戴震、胡适、王国维等著名学者都进行过深入研究，现在已经出现了专门研究《水经注》的“郦学”。足见其影响之大。
（小结）
指导学生回答课后的练习。

第23课科学技术与思想文化（一）

教案课件是老师需要精心准备的，大家应该开始写教案课件了。只有写好教案课件计划，可以更好完成工作任务！你们会写教案课件的范文吗？下面是小编帮大家编辑的《第23课科学技术与思想文化（一）》，欢迎阅读，希望您能阅读并收藏。

第23课科学技术与思想文化（一）
[学习目标]
1．知识与能力
通过本课学习，使学生掌握詹天佑带领中国铁路员工建成的京张铁路，是中国人自行设计、施工建造的第一条铁路干线；侯德榜将制碱奥秘公诸于世，打破欧美强国碱业的垄断，又发明了“侯氏制碱法”，为祖国争得了荣誉；严复译著《天演论》，以“物竞天择，适者生存”“世道必进，后胜于今”的进步思想，激发国人向西方学习，“自强保种”，救亡图存。
2．情感态度与价值观
通过本课学习，使学生认识到中国近代杰出的科学家詹天佑、侯德榜和杰出的思想家魏源、严复，他们那种为救亡图存、振兴中华，努力学先进、赶先进、超先进，热血报国的赤子之心，永远值得我们学习。
[学习重点、难点]
本课的教学重点是教师如何引导学生，通过分析中国近代史上这四位文化名人的典型事迹，概括出本课的主题，从而在情感态度和价值观上，对学生产生潜移默化的良好影响。
本课的教学难点是教师如何采取不同的方式方法，引导学生分析典型事迹，概括主题思想，并且做到，既不平均使用力量，又兼顾到四个典型的基础知识。
[教学准备]
1．音像资料：中国人自行设计、施工建造的第一条铁路
2．图片：京张铁路、《明长城》、《明朝北京城》
3．对所教班级学生情况进行分析，以利于教学过程中创设问题情景时把握好难度。
[教学时间]1课时
[教学过程]
一、导入新课：近代中国是个多灾多难的国家，是个备受列强凌辱和蹂躏的国家，为了振兴中华民族，抵制外来的侵略，在近代史上，许多爱国知识分子不甘失败，积极展开挽救民族危亡的活动。他们在思想上、科技上学习西方先进文化，勇敢地进行赶超和创新，做出了杰出的贡献。
二、出示学习目标（多媒体出示）
（1）掌握魏源、严复学习西方的主张和詹天佑、侯德榜的事迹及他们取得成功的原因
（2）学会用列表的方法分析比较四位文化名人做出突出贡献的主要原因
（3）认识并学习近代杰出的思想家、科学家们的爱国精神、创新意识及良好的道德品质。
三、自学指导要求
首先教师明确把思想家提到前面学习的原因：由于他们生活的时代早，而且产生了巨大的激励作用，所以调到前面。
自学要求：同学们让我们带着这些问题速读课本，用铅笔圈出要点，把核心词语填表，若有疑难可同桌或前后四人相互讨论，比一比哪位同桌或学习小组完成的既快又准确。
四、出示思考题（可用多媒体出示）
1．根据课本比较近代两位杰出思想家
姓名时代主要成就思想特色优秀品质（具体表现）学习西方背景
魏源
严复

2．比较近代的两位科学家
姓名主要成就优秀品质（具体表现）
3．由表格比较近代史上四位文化名人成功的共同原因有哪些？由此你认为一个人的成功必须具备哪些条件？
五、学生自学，教师巡视指导
六、师生共同探究（生展示，师点拨释疑）
1．魏源和严复
师生共同总结：成就：他编成《海国图志》，提出“师夷长技以制夷”，
主张设立工厂，制造轮船、枪炮、兴办民用工业；主张学习西方的军事；强烈批判闭关锁国政策，抨击愚昧言论。思想核心：“师夷长技以制夷”。优秀品质及表现：崇高的爱国精神[反抗外侵]；良好的道德品质[讲诚信，不负林则徐重托]；强烈的创新意识[批判闭关锁国政策，破除轻视科技的愚昧观点]。
师点拨：清代实行的是闭关锁国政策。魏源是冲破闭关锁国的思想束缚，提出向西方学习掌握敌的长处，克敌制胜的，这是他爱国、进步的重要表现。他的思想反映了鸦片战争以后，地主阶级知识分子里的先进人物，开始面向世界，注意研究现实问题。
教师过渡：在西学热潮中，严复贡献最大。
严复
成就：译著《天演论》影响最大，其进步观点是“物竞天择，适者生存”和“世道必进，后胜于今”在当时的中国，启发了知识界去探索西方先进的社会，也打击了封建顽固势力。思想核心：效法西方，推行维新改革。优秀品质及表现：崇高的爱国精神[反抗外侵，主张救亡图存]；良好的道德品质[勤奋好学，既学军事，也广泛涉猎西方政治学说]；强烈的创新意识[为译著加按语，叙述己见，警醒世人，宣传变法]。
师点拨：严复是一位向西方寻找真理的资产阶级启蒙思想家。严译《天演论》的特点不在于简单地转述原著，而是创造性地发挥，用进化论观察人类社会，以求服务于当时中国社会的需要。
师总结：两位思想家学习西方的背景。
教师过渡：在魏源的“师夷长技”的影响下，当时还有很大一部分人作为这种思想的实践者，怀抱报国之志，学艺归国，为国家走向独立作出了自己应有的努力。詹天佑和侯德榜就是他们中的杰出代表。
2．詹天佑和侯德榜
请学生复述詹天佑的主要成就，抓住核心词填到表格里。
师：下面我们看詹天佑修建京张铁路的有关资料。（媒体显示）
詹天佑大学期间，专攻铁路工程，成绩优异。1881年抛弃了国外优越的生活条件，毅然回到了祖国。1905年，清政府任命他为修筑京张铁路的总工程师。詹天佑主持修建京张铁路的消息传出后，帝国主义分子嘲笑说，中国会修建这条高难度铁路的工程师“还没有诞生”，满怀爱国热忱的詹天佑，决心用事实粉碎他们的狂言。
修建京张铁路，地势险要，坡度很大，居庸关、八达岭两处遂道工程尤其艰巨。詹天佑坚持工作在施工第一线，他和其他技术人员以及广大筑路工人一起，战胜了数不清的困难，攻克了一个个技术难关，因而不到两年，便打通了居庸关隧道和八达岭隧道。接着，詹天佑和助手们又创造性地设计出“人”字形轨道。从而保证了行车安全。1909年9月24日，京张铁路胜利竣工，比预计提前了两年。一些欧美工程师在参观了京张铁路全线工程后，称赞不已，十分钦佩。
教师：从材料中，我们能看出詹天佑身上具备了哪些值得我们学习的地方？
学生：（1）具有崇高的爱国精神。（学成本领，报效祖国）
（2）强列的创新意识。（设计人字形路轨）
（3）良好的道德品质。（勤奋好学，克服困难，全力以赴）
（4）吃苦耐劳的精神。…（在第一线，战胜困难、攻克难关等）
过渡：周恩来同志曾高度评价詹天佑的功绩，说他是“中国人的光荣”。在中国化学工业史上，有一位杰出的科学家，他以独创的制碱工艺闻名于世界，他就是被称为“国宝”的侯德榜。
侯德榜
主要成就由学生简要总结；引导学生总结其成功原因：崇高的爱国精神[学成归来，投身实践，报效祖国]；良好的道德品质[刻苦钻研，意志坚强]；强烈的创新意识[挑战外国垄断，探索新工艺，敢于超越西方]。
3．引导学生归纳四位文化名人成功的共同原因。
（由刚才表格的内容，学生很容易答出他们都具有崇高的爱国精神；强列的创新意识；良好的道德品质；都向西方学习等。而第二问是个开放性的题目，通过此题目的回放引导学生认识一个人要想成功必须具备上述优秀的品质和学习西方的精神，从而进一步突出了重点，强化了难点）
七、知识整合（结合表格，整合归纳知识，多媒体出示）
成就
名称姓名主要成就共同品质不同点
思想家魏源
严复
科学家詹天佑
侯德榜
八、知识拓展与延伸（多媒体显示，学生可以从不同角度、不同方面畅所欲言）
讨论：你认为魏源和严复的观点，哪一个对我们今天进行社会主义建设更有指导意义？
（都非常有指导意义，强调只有先进文化才能代表社会发展的方向，谁先进就向谁学习，在学生的激烈争论和教师的强调中达到高潮）

附：板书设计
一、京张铁路由詹天佑主持修建1909年通车
二、飞机设计师是冯如（1910年设计成功）
三、最早提出“师夷长技以制夷”的思想家是魏源。
四、魏源所编的第一部介绍西方情况的著作是《海国图志》，严复所译述的介绍西方先进理论的第一部著作是《天演论》

第23课领先世界的科学技术（北师七上）

第23课领先世界的科学技术

教学目的

一、知识目标祖冲之和圆周率。贾思勰和《齐民要术》。郦道元和《水经注》。二、能力目标对三国两晋南北朝时期科学技术成就的学习，形成综合归纳的能力。三、情感目标祖冲之等古代科学家，注意实践、刻苦钻研，是他们取得辉煌成绩的重要原因。通过学习，从优秀历史人物和文化成果中吸收精神营养，提高自身素质和文化修养，发扬创新精神，争取为人类做出更大贡献。教学重点：本课的重点是将祖冲之的圆周率等各项科技成就讲清楚。祖冲之的数学成就长期居于世界领先地位，有利于对学生进行爱国主义教育；《齐民要术》所反映的我国古代以农业立国的特点，以及对后世农业发展的影响；《水经注》对我国山川地形、城市乡镇、风俗民情、物产矿藏的叙述，也使学生进一步了解我国古代农耕社会的基本情况。教学难点：本课涉及的有关数学的“世界之最”和农学、地学的名著，对今天的学生来说，接触、了解并不多。怎样从学生的角度出发，进行深入浅出的讲解，注意科学性和可接受性，则是本课教学的难点。

板书设计

一、祖冲之和圆周率二、贾思勰和《齐民要术》三、郦道元和《水经注》

教学过程设计

（导入新课）三国两晋南北朝时期是我国历史上社会大动荡时期。一方面，统一的封建国家分裂了，这一历史时期充满战争和灾难；另一方面是出现了中国历史上人口大迁徙。北方黄河流域由于少数民族内迁，加速了民族大融合，促进了经济的发展与交流；由于北方人民的南迁，又导致了江南的进一步开发，全国经济重心南移。魏晋南北朝时期的这些特点，必然反映到文化上，我国的科学技术、文学艺术又有了新的发展，取得了新的成就，其中有些在世界上居领先地位。我们用两课时，学习三国两晋南北朝的文化。（讲授新课）一、祖冲之和圆周率祖冲之，祖籍范阳遒县，大约在西晋末年时，先世从范阳迁居江南。他的祖父和父亲都以学识渊博、谙熟天文历法和算术著称。祖冲之从幼年起便秉承家传的天算之学，并对文学、哲学等极感兴趣，成年后以博学多才闻名。宋孝武帝即位后，将他召入皇家的学术机构华林学省。祖冲之利用华林学省的优越条件，刻苦钻研学问，为日后的科学发明打下了坚实的基础。后来，他历任娄县令、谒者仆射等官职，南齐时，官至长水校尉，但仍孜孜不倦地从事科学研究。经过长期的努力，终于成为一位在数学、天文历法、机械制造等方面都作出杰出贡献的伟大科学家。圆周率是圆的周长与直径的比率（=3.14159265358979323846……）。圆周率是否精确，关系到天文、历法、建筑、水利等许多方面的发展水平。世界各国都在探求更精密更准确的圆周率。在数学发展史上，圆周率计算的精密程度，可以作为衡量一个国家数学发展水平的标志。

在探索圆周率的精确值方面，每前进一步，都是很不容易的。祖冲之在吸收前人研究成果的基础上，继续前进。他记起小时候读过的一本古代算书，说圆的直径假如是1尺，圆的周长就是3尺，即圆周率是3。为亲自验证是否正确，他用绳子绕车轮转一周，量出长短，又量了车轮的直径，结果发现周长并不正好是直径的三倍，而是比三倍多一点。他读了三国时数学家刘徽的文章，认为用刘的“割圆术”再往下割，一定能算出比刘徽更准确的数来。于是他和儿子动手干起来。他们把地磨平，画了一个直径一丈长的大圆，开始割圆，从六边到九十六边，算的结果与刘徽一样。继续割下去，192边、384边、一直到12288边形。他用“割圆术”这一巧妙方法，求出圆内接正多边形的边长。多边形的边数越多，越接近圆周的长度。

他求出圆周率的“朒数”(不足近似值)为3.1415926,“盈数”(过剩近似值)为3.1415927，指出圆周率的真值在盈、朒两限之间，即3.1415926π3.1415927之间。这样，祖冲之实际上已将圆周率计算到小数点后第八位，精确到第七位，这是当时世界上最先进的成就，直到15世纪，阿拉伯数学家卡西和16世纪法国数学家F．韦达才得到更精确的结果。此外，他还确定了两个分数形式的圆周率，即“约率”22/7,“密率”355/113，其中密率是分母小于1000条件下圆周率的最佳近似分数。祖冲之的推算，在只能采用割圆木及依靠算筹进行运算的当时，是一项十分艰巨而复杂的工作，如果没有娴熟的技巧、顽强的毅力和严谨的科学态度，是根本不可能做到的。祖冲之求出的密率也是世界数学史的一大贡献，在欧洲，直至16世纪末，德国科学家奥托和荷兰工程师安抚尼兹才先后得出相同的数值。西方数学界不知道祖冲之的成果，常称这一数值为“安抚尼兹率”。为此，著名的日本数学家三上义夫曾建议将355/113这个数值称为“祖率”。

祖冲之还和儿子祖暅(geng)之圆满解决了球体积的计算问题，得到正确的球体积公式，并且提出后人所称的“祖暅原理”。这也比欧洲人发明的方法早一千多年。

据史书记载，祖冲之对用二次、三次代数方程以求得“开差幂”和“开差立”的问题，也有所研究。此外，祖冲之还注释过《九章算术》，编写了《缀术》。《缀术》共有6卷，是其数学研究的代表作，在唐代被列为国学中算学科的主要课本，学习年限长达4年。政府举行算学考试时，多从《缀术》中出题，其重要可想而知。12世纪时，日本和朝鲜也将《缀术》作为教科书。可惜此书在北宋中期以后失传了。

在天文历法方面，祖冲之也有杰出贡献。他在长期实测、精确计算和对历史文献进行深入研究的基础上，于宋孝武帝大明年间编制出一部新历法，史称《大明历》。

462年，祖冲之上书要求刘宋政府颁布实行《大明历》，但遭到当时倖臣戴法兴的攻击。他认为祖冲之引进岁差、改革闰周等违背了儒家经典，责备祖冲之是“诬天背经”。祖冲之针锋相对地写了一篇辩驳的奏章。他表示了“愿闻显据，以核理实”，“浮辞虚贬，窃非所惧”的鲜明立场，并且用科学道理回答了戴法兴的责备。他用观测事实证明，由于岁差，当时所见的天象确实已和儒家经典中所反映的春秋以前的情况不同，而回归年的长度也的确比《四分历》的要小。这些天文事实都是“有形可检，有数可推”，人们不能“信古而疑今”。

《大明历》的一大进步是首次将“岁差”的概念引入了历法。所谓“岁差”，是指太阳从上一年冬至日运行到下一年冬至日，在天空上的位置移动距离。过去都认为，太阳在冬至日的位置是永远不变的，实际上经过一年的运行，太阳并没有回到原来的冬至点上，而是差了一段微小的距离。东晋的天文学家虞喜，首先发现“岁差”现象，并算出每50年西移一度。然而，这一成果一直未被引入历法，因而造成了推算日、月蚀日期的误差。祖冲之经过实测和计算，证实了虞喜的发现，作出“日不独守故辙”的结论，求得自己的“岁差”数值，并引用到《大明历》中。经过元嘉十三年(436年)至大明三年（459年）23年间4次月蚀的检验，证明《大明历》的推算是正确的。在此基础上，祖冲之测定了“回归年”，即两年的冬至点之间的时间，是365.24281481日，这与现代天文科学测得的时间，仅差46秒。一年的相对误差只有六十万分之一，在当时，已可谓十分缜密了。

《大明历》的另一重要进步是改革了闰法。阴历比阳历大约少11天左右，在以往的历法中，一直采用置闰月的方法来调整。我国最早的闰法是在19年中安排7个闰月。这个办法尽管已沿袭了一千多年，但与实际情况还有出入，平均每过200年就会相差一天。祖冲之经过反复计算，提出了在391年中置144个闰月的新闰法，大大提高了历法的精确度。他还测定一个“交点月”（即月球连续两次经过黄道和白道的同一交点所需的时间）为27.21223日，这与现代测得的数值相差不到一秒。

祖冲之还发明了用圭表测量冬至前后若干天的正午太阳影长以定冬至时刻的方法，这个方法也为后世长期采用。

祖冲之在机械方面也有很多发明创造。他曾因诸葛亮有“木牛流马”，而制造了一种类似的交通工具，不用借助风力水流，可“施机自运，不劳人力”。又发明了一种“千里船”，在新亭江试行时，每天能行百余里。他还设计制造出一种利用水力推动的“水碓磨”，能同时舂米和磨面。刘裕攻灭后秦时，曾缴获了一辆指南车。但此车仅存外形，内部的机械已经损坏。后来祖冲之将车修复，并将车中的机械由原先的木制改为铜制，使它的精密度和灵敏度都有很大提高。试验后，证明此车轻便灵活，结构合理，即使百转千回，木人始终指向南方。他还设计制造过计时器——漏壶和巧妙的欹（qi）器。

祖冲之以他的发明创造，为中国的科学文化增添了绚丽的光彩，并在世界科学史上占有显著的地位。为了纪念和表彰他的卓越贡献，紫金山天文台己将该台发现的一颗小行星命名为“祖冲之”，国际天文组织也将月球背后的一座环形山命名为“祖冲之环形山”。

此外，祖冲之还精通音律，甚至还曾经写过小说《述异记》十卷。

二、贾思勰和《齐民要术》

《齐民要术》是南北朝时期的一部重要农书。北魏贾思勰撰(因《齐民要术》成书于东魏时期，故也有工具书称其为东魏人)。“齐民”，即平民，泛指当时向国家交租纳税的各色编户。“要术”，指通过生产劳动的谋生之术。

贾思勰，约于北魏473年出生于齐郡益都，曾任高阳太守。退职归田后撰成《齐民要术》10卷92篇，正文8万字，连夹注共11万字，附有自序和杂说各一篇。

贾思翻自序说：“今采据经传，爰及歌谣，询之老成，验之行事，起自耕农，终于醯（xi）醢（hai），资生之业，靡不毕书。”说明作者是总结书本知识和实际经验写成的。书中叙述了五谷、瓜果、蔬菜、树木的栽培，牲畜、家禽、鱼类的饲养，酒、酱、醋、鼓脯、饴、糖等的制作，以及煮胶、造墨的方法等，最后一篇讨论“非中国(指中原)物”，亦即北方不生产的蔬菜、瓜果的品种特性。

《齐民要术》总结了6世纪以前中国北部黄、淮地区农业、畜牧业的生产经验，如关于耕地除草有“春雨难期，必须藉泽”，这是说春耕要注意保持土壤的水分；“若水旱不调，宁燥不湿”，这是说湿田翻耕土壤容易板结，应予避免等等。此外对选种、轮作、施肥等田间管理技术都有阐述，并提出农业生产应当综合考虑各项生产因素，生产过程中要抓紧各个环节的原理。书中记载的能使梨树提早结果的嫁接技术、树苗的培育方法、家禽家畜的饲养方法等都显示了当时我国农业的较高水平。当时所见的农学著作，有的阐明农业思想，有的讲求耕种技术，有的专门研讨单种农作物，有的是论述农具的，而《齐民要术》涉及了农业生产的方方面面，是我国最早的农业百科全书，也是世界科技史上最宝贵的农学文献之一。

《齐民要术》援引《诗经》、《礼记》、《尔雅》、《管子》等古籍近200种，收集民间农谚30余条。所引汉晋以来很有价值的农书现都已失传，后人主要从本书中加以辑录，足见本书的史料价值。但由于作者主要活动于北方，缺少南方的资料，故该书的内容也偏重于长江以北。

三、郦道元和《水经注》

我国古代的地理学成就很多。西汉已经有全国地图。近年来长沙马王堆汉墓出土了帛绘的长沙地区图，已经是高水平的地图。东汉班固《汉书》中已专门写有《地理志》。魏晋南北朝时，我国地理学有了重大发展。

魏晋南北朝时曾流传一部《水经》，它记述中国的河流水道共计137条。《水经》的作者究竟是谁，历来说法不一。《新唐书·艺文志》、《通志·艺文略》等都说是汉代桑钦所著；《旧唐书·经籍志》说是晋代郭璞所撰；但据清代学者全祖望、戴震等人考证，该书作者应是三国时人。《水经》虽然是部完整的地理学著作，但内容过于简单，北魏时，郦道元为其作了为后人大加赞扬的名注。

郦道元，范阳琢县(今属河北)人。历任宣武帝、孝明帝两朝，先后出任鲁阳太守、东荆州刺史、河南尹，后迁御史中尉。在地方和中央，都以为政严猛著称。雍州刺史萧宝夤(yin)图谋叛乱，忌恨郦道元的朝贵，奏请派他为关右大使，前往安抚，最后遭萧宝夤杀害。

郦道元少时曾随父宦游，培养了“访渎搜渠”的兴趣。成年后，又好学不倦，博览群书，尤其喜欢钻研地理著作。他认为古代的地理书籍都太简略，《水经》同样如此，又缺乏旁通，于是决意为其作注。他广泛搜集资料，引证了437种古书，采录了汉魏的许多碑刻，并跋涉郊野，寻访古迹，便所记水道增至1252条，为原书的8倍，注文约30万字，为原书的20倍，共分为40卷。

《水经注》以水为纲，以发展变化的观点考察地理现象，对每条水道都追溯到可能追溯的最早时期。对于水源的大小、湖泊的盈竭、水色的清浊、泥沙的堆积、洪水的涨落等水文变化都有详细记载。同时，又“即地以存古”，对每一条河流所经之处作了详细描述，有关各地历史事迹、土地物产、建置沿革、聚落兴衰、风土人情、名胜古迹等无不备载，还记录了不少民间歌谣、谚语、方言和传说，史料价值相当高。如记述平城(今山西大同)的火井温汤，高奴(今陕西延安东)、延寿(今甘肃玉门东南)的古油，邯城(今河北临漳北)的煤炭等，至今仍有很高的参考价值。

郦道元又有很高的文学造诣，故《水经注》体例严谨，文笔绚烂，描述生动，其中不少优美精练的游记小品，对后代文学家有不小的影响。书中一些精彩篇章，写得如诗如画，对后世文人作家影响深远。

《水经注》对长江三峡壮丽景色的描写，就是典型的例子。语文课节录了《水经注》对三峡两岸猿声的描写：

“自三峡七百里中，两岸连山，略无阙处，重岩叠嶂，隐天蔽日……有时朝发白帝，暮到江陵，其间千二百里，虽乘奔御风，不以疾也。……每至晴初霜旦，林寒涧肃，常有高猿长啸，属引凄异，空谷传响，哀转久绝。故渔者歌曰‘巴东三峡巫峡长，猿鸣三声泪沾裳。’”

同学们听了这段文字，一定会联想起盛唐诗人李白的名篇（启发学生背诵《早发白帝城》）。不难想象，李白在写这首诗稿时，耳畔一定回响着约二百余年前郦道元对三峡风光的描述。可见，郦道元的不朽文笔曾哺育过一代又一代的诗人和作家。

《水经注》的主要缺点是记述江淮以南水系较简单，多有遗漏和欠准确的地万，这与当时南北分裂、交通不便有直接关系。

《水经注》问世后，校勘和研究它的古今学者很多，全祖望、戴震、胡适、王国维等著名学者都进行过深入研究，现在已经出现了专门研究《水经注》的“郦学”。足见其影响之大。

（小结）

指导学生回答课后的练习。

文章来源：http://m.jab88.com/j/37614.html

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