1、2.1发明和发现的国度2.教材分析与建议课时安排2课时。重点古代中国的伟大科技成就。难点古代中国伟大科技发明发现的方法与精神；造成近代中国科技落后深刻的社会原因。教材内容分析与建议本课教材主要从七个方面向学生介绍了古代中国几千年的科技成就：一，四大发明；二，数学成就；三，天文学成就；四，农学成就；五，医学成就；六，建筑成就；七，造船与航海。这些成就一方面展示了古代中国人民的勤劳智慧以及对世界文明发展作出的巨大贡献，另一方面也提出了一个重大问题引起学生的思考，即造成中国科技在近代落后的原因是什么和当代中国应如何迅速发展科技振兴民族。由于本课内容涉及的学科领域及其层面较为广泛，建议在教学时应结合相
2、关学科知识开展教学活动，适当补充相关的基础知识，尽量采用相应的实物图片及影视资料进行教学演示，增加学生对这些知识的感性了解，为培养学生的科学精神和科学方法奠定基础。本课引言部分依据建构主义教学理论，从学生的旧知和已知领域出发，引导学生的学习向未知的新领域进发，以最终达到在新知与旧知基础上的知识结构重组。教师在教学中应深入领会这一教学导入方法的科学性，在日常教学中有创新性的发展与突破。引言最后引用了罗伯特KG坦普尔在中国：发明与发现的国度中国科学技术史精华一书中对古代中国的赞颂语，高度概括中国古代科技成就及意义，从而极大地鼓起学生的求知欲望和民族自豪情绪。建议教师在教学中充分注意到这一点，设计两
3、个问题：一，古代中国的四大发明是什么？除此之外，你还知道哪些发明和古代科学家？二，西方学者为什么称中国是“发明和发现的国度”？教师在导入时，应充分注意用自己充沛的情绪和情感去感染和激发学生的情绪及学习热情。 第一目“走向世界的四大发明”，教材以简洁的语言和形象的实物图片，介绍了古代中国的四大发明及其传入欧洲，重点阐述了四大发明对推动欧洲社会的进步进而推动世界发生巨变的深远影响。本目内容共分三个层次：一，古代中国的四大发明是造纸术、指南针、火药、印刷术；二，四大发明先后传入欧洲；三，四大发明对欧洲历史发展乃至世界历史发展的重大意义。由于四大发明是本课的重要概念，建议教师在本目教学中首先增加有关四
4、大发明产生和外传的基本内容，充分利用学生的旧知结构，并采用实观教学的手段，引导学生的思考从感性了解走向理性思考。造纸术的发明和改进是在两汉时期，火药应用于军事始于唐末，指南针和活字印刷术出现于北宋时期。这些凝聚着古代中国人民无穷智慧的发明和发现，先后经陆上和海上丝绸之路传播到东亚、东南亚、西亚、非洲和欧洲，极大地促进这些地区生产力的发展。尤其是传播到欧洲后，与其内在经济结构的深刻变化结合起来，西欧各国实现了从封建社会形态到资本主义社会形态的飞跃。西欧的发展遥遥领先于世界，从而奠定了它在近代世界史的中心地位，成为世界文明发展的火车头。由于1618世纪西欧社会性质的根本性变化是说明四大发明重大影响
5、的关键性因素，因此建议教师在教学中适当介绍这一时期西欧手工工场时期社会发展的基本内容，以帮助学生在掌握较丰富的新知基础上顺利实现知识结构的重组。教学建议，从本目“学思之窗”提出的两个问题入手，调动学生的学习积极性，在教师和学生的共同参与下，将四大发明和西欧1618世纪巨变的相关知识再现和补充进来，然后用历史比较的方法思考四大发明在中国和西欧发展命运不同的原因。第二目“十进位值制和割圆术”。本目是对古代中国数学发展史上两个突出成就十进位值制记数法和圆周率计算的介绍。教材首先明确了数学在自然科学中的地位。这一观点深刻体现自然科学自身的体系性特征及其发展的基本规律，这就潜在提供了一个探讨近代中国科技
6、发展停滞不前原因的基础观点。建议教师在教学时应适当加以介绍，以引起学生的重视和理解。教材在介绍两大突出数学成就时，其基本思路是：该成就在数学发展过程中的地位发现或发明的过程和方法横向比较该成就的先进性。对十进位值制记数法，教材着重介绍了该项数学成就产生的思辨过程及其数学价值。十进位值制记数法的产生缘于人们对自然数认识的扩大和实际需要，体现了数学发展与人类思维发展、人类生活需要之间的因果关系，揭示了数学作为一门思维科学的本质特征。马克思称颂十进位值制记数法是“人类最美妙的发明之一”，正是对这一数学方法内在的特点及在数学王国中地位的精当概括。而中国先民正是这一“最美妙发明”的最早发明人，早在商代的
7、中国先民就已使用这一记数方法，甲骨文和金文中的自然数数字，国语中的叙述都是这一发明的最好记录。对圆周率计算这一数学问题，教材则主要从圆周率计算的演进历史和割圆术成果两个方面来介绍。古代中国数学界一直重视对圆周率的求算，从西汉初成书的周髀算经中的“古率”到五世纪的祖冲之演算出“约率”和“密率”，历时七八百年的不懈努力，方取得了领先世界一千余年的伟大成就。这其中，深刻体现锲而不舍地追求真理的科学精神。建议教师在教学中能把握住这一点，适时而自然地引导学生去感受、去领悟。通过割圆术具体方法的详细介绍，主要是为了从中导出这一数学方法中所蕴含的科学思想，即微积分思想萌芽和辩证思维。对本目内容的教学，建议教
8、师在充分利用教材所提供的图像资料基础上，调动学生动手参与的积极性，从而切身体会数学王国的奇妙和理解数学进步带给人类在思维发展和社会进步两方面的福祉，进一步加强学生对数学课学习的理性认识。第三目“赤道坐标和浑仪”。本目主要介绍古代中国在天文学方面的两大突出成果赤道坐标和天文观测工具的发明。本目教学必须结合地理学科中的相关知识进行教学，建议教师在教学中适当补充古代中国的宇宙结构学说，或引导学生通过图书馆、网络查阅等手段获取这些知识，以帮助学生理解古代天文学成就产生的基本方法和路径。古代中国的宇宙结构学说主要有三家：即盖天、浑天、宣夜说。盖天说即“天圆地方”说，“天员（圆）如张盖，地方如棋局”，天地
9、之间有八根柱子撑着。浑天说则主张大地是个球形，外裹着一个球形的天穹，地球浮于天表内的水上（后来发展为“地在气中”），日月星辰附在天壳上，随天周日旋转。宣夜说认为“天”只不过是无边无涯的气体，日月星辰就在气体中飘浮流动。而其中浑天说对于观测天象而言，其价值和意义要远远高于宣夜说。赤道坐标、石氏星表、浑仪和简仪的发明都与浑天说分不开。关于赤道坐标，教材主要解释了这一坐标体系建立的基本内容，突出中国是最早使用赤道坐标的国家，并用历史比较的方法和现代天文学的认定来肯定其天文观测的科学价值。而石氏星表就是依据赤道坐标观测和记录恒星的科学结果，从而确立古代中国在星象观测方面的领先地位。同样，浑仪也是依据赤
10、道坐标而制作的观测仪器，它经过元代科学家郭守敬的进一步革新，成为在望远镜发明以前世界上最先进的天文观测工具。教学建议，本目导入方式有二，一是利用“学思之窗”中的问题，通过师生问答的方式进入天文学内容的学习；二是借助于“资料回放”激趣、激疑，以求证的方式进入本目学习。第四目“人工选择和杂交育种”。中国是一个古老的农业大国，农业和畜牧业的发展是一切农业文明演进的物质基础，因此教材充分注意到了中国古代科技发展的农业国特色，着重介绍了中国古代农业技术发展的两大突出成就人工选择和杂交育种。本目内容的学习涉及到生物学科的某些知识，由于教学安排的差异，建议教师根据具体教学的实际需要，适当补充相关学科内容，也
11、可利用初中生物教材的知识对本目的一些生物学方面的基本概念作必要的理解。本目介绍了混合选择法和人工杂交育种在古代中国的运用情况，并由此引出两部中国古代重要的农学著作胜之书和齐民要术，交代了中国古代对于农业生产技术进行系统总结的突出成就。教材就是以这两部农学著作中的典型材料，来说明和阐释两大农业技术在中国发展、运用及其在世界生物学技术发展史上的地位。教学建议适当采用当代中国水稻杂交育种及袁隆平的事例，来帮助学生加深对本目学习内容的印象，并形成科学发展必须造福于人类的正确的科学发展观。第五目“黄帝内经和针灸疗法”。本目以传统中医学的奠基之作黄帝内经和传统中医治疗的独特方法针灸疗法为范例，从最基础、最
12、具特色的角度介绍古代中国医学的发展成就。黄帝内经这一概念应是本目教学的中心。教材对黄帝内经的介绍，摒弃大量芜杂不经的内容，从中撷取三个最基本、最独特也是运用最广泛的医学成就来反映传统中医学的本质面貌。这三项成就就是：经络学说、四诊法和针灸疗法。教学建议，可以安排学生到本地中医院进行社会考察，向老中医请教关于传统中医学的基本知识，并了解在当今传统中医的发展趋向，使学生逐步形成在宏大的历史视野中观察具体历史现象的思维方式和认识能力。教学中还应充分注意发挥“历史纵横”、“学思之窗”、“清代复制和针灸铜人图”和“针灸甲乙经影图”等所补充史料的作用，也可组织学生进行适当的网络搜寻和学习。第六目“辽代应县
13、木塔”。本目图文并用，主要从两个方面介绍中国古代建筑成就：古代中国建筑特色和突出的建筑典范。古代中国建筑不同于西方建筑之处，主要表现在建筑取材、构思、造型三方面。有人曾说过，建筑是凝固的诗、具象的文化。古代中国建筑风格充分反映了中国传统文化的特质，建议教师在教学中能充分注意从这一角度进行对学生启发和引导，以进一步拓展教学的文化深度和厚度。教材在介绍古代中国建筑奇观时，采用了详略结合的手法，将万里长城、赵州桥、北京故宫及明清陵寝这些广为人知的伟大建筑一笔带过，而用浓墨重彩着重描述山西应县辽代木塔。因此本目教学的重点应当放在对辽代应县木塔的教学上。对应县辽代木塔的教学，建议教师从以下几个方面开展：
14、一、辽代应县木塔在建筑方面的价值（这些可以通过阅读应县木塔平面图、剖面图及解说文字来做到）；二、结合佛教在中国传播的历史来分析木塔建筑所反映的契丹民族的社会演变；三、结合古代中国民族融合的相关内容，帮助学生从民族团结的角度认识木塔的历史价值，进一步增强文物保护的意识。契丹族原无佛教信仰，唐末，耶律阿保机统一各部，扩大经略，即有意吸收内地文化，以收揽汉人。据说公元902年，辽太祖阿保机始置龙化州（西拉木伦河上流今内蒙古自治区翁牛特旗以西地方），即已有辽境第一佛寺开教寺的创建。到了927年，攻陷信奉佛教的女真族渤海部，迁徙当地的僧人崇文等五十人到当时都城西楼（后称上京临潢府，今内蒙古自治区林东），
15、特建天雄寺安置他们，宣传佛教。帝室常前往佛寺礼拜，并举行祈愿、追荐、饭僧等佛事，这样，佛教的信仰就逐渐流行于宫廷贵族之间。到了太宗会同元年（937），取得了燕云十六州（今河北、山西北部），这一带地方原来佛教盛行，更促进了辽代佛教的发展，而王朝利用佛教的政策亦更加显著。其后诸帝，都对佛教特加保护，在圣宗、兴宗、道宗三朝（9831100）中间，辽代佛教遂臻于极盛。本课介绍的木塔建于公元1056年（辽清宁二年），位于山西省应县佛宫寺内，平面八角形，共九层，塔高67.31米，底层直径30.27米。为中国现存最大最高的多层木结构建筑，也是世界现存最高的古代木结构建筑。塔的外观为五层六檐，内设九层，第二层
16、以上各层平座内均为暗层。塔身为楼阁式，立在一个分为上下两层的砌石台基上。塔身明暗各层都有内外两圈柱子，所有的柱子用梁枋连接成筒形的框架。塔的每层由平座、柱、门拱和屋檐组成，攒尖的塔顶，配以各层屋檐、平座和回廊。为避免各层重复韵律所产生的单调感，各层檐下门拱造型各异，丰富多彩，共计60多种。每层都安置有泥塑佛像，底层的释迦牟尼坐像高达11米，至今保存完好。九百多年来，应县木塔经历了地震十余次而毫无损坏，反映出中国木结构建筑技术的水准。第七目“郑和宝船和牵星术”。本目以郑和下西洋为结点，将古代中国造船术的发展和航海定位的牵星术组成一个有机的知识结体，介绍给广大学生。本目纵向介绍了古代中国造船技术的
17、产生和发展，起自旧石器时代，中历殷商、春秋、隋、宋元诸朝，终于明代郑和宝船的建造。建议教师在此处适当增加这些历史时期与造船技术发展相关的史实知识，帮助学生理解，形成鲜活的历史场景，并把握政治、经济与文化科技发展之间的辩证关系。也可指导学生上网查阅相关资料，激活学生的学习内驱力。牵星术和指南针是古代航海技术中最为重要的基础技术。本目以郑和下西洋为切入口，介绍航海中的定位技术牵星术，对第一目介绍的四大发明中的指南针作了一个呼应和重要补充。因此，建议教师在教学中可以在这一方面设置悬疑，使整个教学结构更显完整、知识的内在联系更为紧密。牵星术是当时世界上利用天文导航的先进技术，建议教师联系地理学科的天文
18、基础知识，指导学生查找相关资料，动手制作牵星板，在具体生动的活动中获得知识的快乐体验。并指导学生同时搜寻稍后时期西欧哥伦布、达伽马航海的相关资料，从中获得西欧航海的定位方法，与郑和航海的定位术作一比较。这样既为牵星术的世界水平作了定位，也为讨论近代中国科技落后的原因作了一个辅垫。三、教学设计与案例1.教学设计由于本课内容涉及的知识面极广、跨越的历史时期颇多，因而教师在教学中切不可因循旧法而使课堂教学零碎杂乱，应该以培养学生的科学精神与科学方法为旨归，让学生在深切的知识体会中获得深刻的思想体悟。采用传统的课堂教学方法的教师在教学中，建议充分挖掘教材中的可实验性材料，在注意教学内容体系、知识结构完
19、整和教学流畅的基础上，适当留给学生以自己动手的时间和空间，将相关学科的知识在学生的动手中糅合成有用的实用的知识模块，有利于学生逐步培养科学精神与科学方法。建议有条件的学校，在教学中采用探究性活动学习的方法，在事先动员和组织学生的基础上，将第一课时定位为教材基本内容学习及相关知识领域拓展，第二课时定位为主题讨论与探究。事先充分的动员和精心的组织工作是确保整个教学活动顺利进行的基本条件。因此，教师应依据学生的心理特点和知识能力状况安排活动的开展，让每一个学生都能以较大的热情投入到学习活动中去。第一课时以学生汇报和交流其课外学习的知识成果和思想感悟为主要内容，教师以主持人的方式介入或以质询、咨询的方
20、式介入，引导学生的活动、启发学生的思考维向。在第一课时学习的基础之上，教师可以相机提出一系列问题要求学生来解答，最后教师将古代中国科技的辉煌与近代中国科技的黯淡作一比较，提出第二课时的讨论主题：是什么让中国的科学技术在近代落后了？在古代中国科技发展和近代西方科技发展中我们得到哪些启示？然后布置学生依据自己已有的材料、兴趣、观点、能力等自由结合成几个小组，这些小组在课后依据自己的观点倾向整理和补充相应的材料，拟成发言稿，以备第二课时开展讨论。第二课时，学生围绕主题进行讨论。讨论可参照辩论赛形式进行，先后开展小组观点陈述、相互攻辩、自由辩论、总结陈述四个阶段。教师可以主持人身份或评讲人身份介入课堂
21、，起到点拨、引领方向的作用。最后，可要求各组将本组的所有发言整理成文，打印分发给全体同学，作为课后继续进行深入讨论的材料和依据。 2.教学案例案例一探究性活动学习方案（一）目标设定 1.从感性与理性结合上，了解中国古代科学文化的发展线索和中国古代科学技术文化上的重大事件，增强民族自豪感；同时，从近代落后的事实和原因思考中，激发学生“为中华之崛起而读书”的意识。 2.引进“研究性学习”方法，采取“长作业”、编印中国古代科学文化例选等的形式，阅读有关中国古代科学文化的主要资料、典籍，使信息素养、问题意识、文言阅读、运用多学科知识解释科学现象、有条理的进行说明事理等能力获得训练。 （二）教学活动组织
22、 学习内容组织： 1.依据本课教学内容，可以从以下自选一项： 中国古代科学发明实例（实物、技术、原理、现象）（每人一项，班级内不能重复） 中国古代科学家与科学著述（生平事迹、著述内容与体例、科学史上地位、影响）（每人一项，不能重复） 中国古代科学技术发展大事年表（时间、地点、出处）（每人负责一个朝代，不能遗漏） 中外科学技术交流的事例（时间、内容）（每人12项，有中外印证） 2.成果形式： 中国古代科学发明实例题目、原文、现代科学观点的原理说明。 中国古代科学家与科学著述传记、著作题解、著作或传记选段介绍。 中国古代科学技术发展大事年表对相应时期科学发展述评。 中外科学技术交流的事例从历史角度
23、的述评。 以上成果形式均应制作成相应课件，用于课堂交流。操作步骤设计： 1.操作过程 从教材或资料中（历史教材；科普读物；辞书、科技著作、网络等）找到线索； 依据线索，找到有关的原始记载，摘录并作好翻译，同时进行复述或改写； 用自己所学过的相关学科知识，对这一事物的有关原理等作出分析解释；或整理翻译； 按照要求整理成文，用统一格式进行“电子化处理”后打印装订。 对作业作综合评价：参照我校“研究性学习课程的评价方案”。 2.保障措施 统一动员：印发“导引”，自寻方向和课题，一周内初报。 活动机制：采取“主题协作组”的形式。 教师介入：不设“指导教师”，让学生根据需要主动上门求教。 （三）教学程序
24、安排 1.寻找线索，确定方向以收到“预研究”报告结束。2.找到凭证，初步整理以填妥“开题报告”开始，以收到“中期报告”为标志结束。 3.整理成文，交流评价以学生交出“研究报告”为标志，课堂交流，共同参与。4.从学生的“研究成果报告”找出较好的内容，编成中国古代科学文化例选小册子。印发全体学生。 案例二在介绍“四大发明”时，用实物投影、电脑、幻灯打出四张图片。图片1：西汉的纸和东汉蔡伦改进造纸术：早在西汉时期，中国人就制造出了纸。近年出土了这张西汉时代的纸绘地图，充分证明了这一点。至东汉时，宦官蔡伦改进了造纸术，使植物纤维纸逐渐取代竹木简成为古代中国的主要书写材料。后传入欧洲，结束了羊皮纸和小牛
25、皮纸的时代，有力地推动了欧洲文化的发展。图片2：汉代的司南模型和北宋的指南针模型：战国时期中国人就已经知道了磁性指南的特征。汉代就制作出了实际可用的司南，至北宋时即制作了用于航海的指南针，并在南宋时期制作了更为方便和精确的罗盘针，大量使用于当时的海上商船。后经阿拉伯人传入西欧，为西欧开辟新航路、进行殖民扩张提供了条件。不过在茫茫大海上，仅仅知道了方向还是不够的，还必须知道自己船只所处的位置，才能确定自己的航线。那么，海上定位这个问题，咱们智慧的先人是如何解决的呢？请大家课后注意一下本课的最后一项学习内容。图片3：绘制宋代的突火枪、突火箭和元代火药铳实物图。中国古代的练丹家最早发明了火药，到唐代
26、末年战争频仍，火药开始应用于军事。宋元时期各民族政权之间战争不断发生，火药在军事上的应用更为广泛，技术也得到进一步发展。火药传至欧洲后，经欧洲人的进一步改进，使得冷兵器时代首先在欧洲结束了。先进的西方火药不仅使欧洲封建贵族走向衰落，而且成了西欧资产阶级开拓殖民地的有力武器。然而火药武器在中国却没有得到高度重视，其技术一直没有得到重大改进，直到鸦片战争中国的冷兵器被西方的热兵器所打败。图片4：唐代雕版印刷品金刚经卷子和毕升活字版模型隋唐时期中国即盛行雕版印刷，金刚经卷子是唐代雕版印品中的精美之作。到北宋年间，雕版工毕升发明了活字印刷术，极大推进了中国的文化事业发展。后来传播到东亚、西亚、欧洲等地
27、，为世界文明的发展和传播作出伟大的贡献。尤其是欧洲人采用活字印刷术，大大推动了文艺复兴运动和宗教改革，使欧洲更快地迈入近代社会门槛。案例三介绍割圆术时，让学生准备白纸、圆规、小刀、棉线等。先让学生在白纸上用圆规画一个圆，按所学的现代数学知识测量圆半径后计算圆周长，然后让学生将圆用刀取下，用棉线测量圆周长以验证刚才的计算。发现误差后，让学生思考在古代条件下，将如何求解圆周长和圆直径间的比率。这样再让学生按割圆术的办法进行一定的推算，适当情况下，请学生采用自制算筹来体验古代的运算过程。这样一个发现和体验的过程会激发学生的学习参与热情，在了解科学发现过程中的基础上形成科学精神和科学信念。案例四赤道坐
28、标和浑仪的导入从“学思之窗”的提问入手，将学生引导到对东汉科学家张衡的关注。张衡从小就对天文感兴趣，喜欢在夏天的夜晚数星星。这个故事对所有学生来说几乎耳熟能详。那么，对着满天星星，我们如何数得清呢？第一必须分区计算，第二考虑到星空不断发生位移，应建立适当的坐标体系。古代中国早就有了这方面的科学创造。将星空划分为二十八个分区即二十八宿，建立起了赤道坐标体系。二十八宿是哪些呢？赤道坐标体系是怎么回事呢？长大了张衡是怎样用这些知识来数星星的呢？案例五人工选择和杂交育种的导入古代中国作为古代亚非四大文明古国之一，农业生产是一切中国文明、文化产生和发展的基石。生活资料的生产技术改进，从根本上决定了中国社
29、会的演进包括其他科学技术文化的进步。作为一个农业文明非常灿烂的古代中华民族，在农业生产和畜牧业生产技术方面又有怎样的成就而傲视世人呢？案例六关于经络学说问题讨论的引入和西医不同，中医不是以人体解剖学为基础而建立起来的医学理论体系，它神奇的理论体系之基石是经络学说和阴阳学说。特别是经络学说，在今天依然无法用现代科学技术加以验证，无法在解剖学中得到有效的证实，因而有人将之及相关医术如针灸等贬为巫术，但运用经络学说而进行治疗的针灸疗法却每每奏响攻治疑难杂症的凯歌，令人百思不得其解。各位对此有些什么看法，大家来讨论讨论，怎么看待经络学说，它能有发展的可能吗？案例七导入辽代应县木塔。投影：万里长城、赵州
30、桥、太和殿、山西应县辽代木塔。大家对万里长城、赵州桥、明清故宫都很熟悉，知道它们是古代中国的建筑奇观、中华文明的骄傲。而对于辽代应县木塔，我们还是第一次接触，那我们一起来看看，它怎样当得起“中国古代建筑史上的一朵奇葩”这句赞语的？除此之外，这座近千年不倒的古塔还蕴藏了哪些历史神奇的密码需要我们来释读？案例八郑和宝船和牵星术的动手制作及对航海活动讨论的引导。课前布置学生准备硬纸板、剪刀、图钉等材料，按书上的提示或进一步查阅资料而制作牵星板，并用来观察一下星象，考虑一下其中的定位原理。课堂让一些学生展示他们的作品，并谈谈他们的使用体验。讨论的引导：郑和时代中国能够建造如此庞大而坚固的海船，有罗盘针
31、辨方向，有牵星术辨位置，无论是航海的物质基础，还是技术条件，中国在当时世界上都是最具条件成为最强大的航海国家，开辟新航路、发现新大陆的应该是中国人，由此积累原始资本、尽快进入近代社会的也应该是中国人。然后历史却并非如我们刚才推理的情况而演进，远不如中国的西欧各国却走到了中国的前面，在海上争夺霸权的是西欧诸国。大家都来谈谈对这一历史怪象的思考，如何？四、问题解答【学思之窗】1.你还记得初中学过的有关四大发明的史实吗？想一想，四大发明在中国和西方发挥的作用有什么不一样？解题关键：四大发明的技术在中国出现和应用，四大发明传播到西方和西方的应用。思路引领：结合14世纪以来中西社会发展的轨迹，分析对比四
32、大发明在中国和西欧两种类型社会的不同作用。答案提示：中国封建社会自然经济成份超稳定的强大，在此基础上封建制度不断得到高度强大，在这样的社会和制度框架内，四大发明这样的先进技术并未能充分发挥其推动社会进步的作用，相反，其技术始终得不到更深入的发展和更广泛的应用。而当四大发明传入到西方不久，正好赶上西方国家开始发生社会转型性的演变，商品经济的发展开始撕裂原本就不稳定的欧洲自然经济，资本主义因素正在不断萌生滋长。中国先进技术的传入，极大推动了这一进程的演进，为西欧率先迈入近代社会的门槛发挥了不可替代的作用。从此，西方逐渐成为世界的中心，中国的世界地位则相应地逐渐衰落下去。2.你在初中还学过哪些中国古
33、代科学家？请举出几人，并说出他们的主要成就。解题关键：依据材料提示，由天文学领域推演到对其他领域的古代科学家成就的回顾。思路引领：按照时代、学科领域，紧扣科学家及其成就。答案提示：春秋时期的神医扁鹊、东汉科学家张衡发明浑仪和地动仪、外科医生华佗发明麻沸散、医学家张仲景著伤寒杂病论、南朝科学家祖冲之将圆周率计算到小数点后第七位、北朝农学家贾思勰著齐民要术、地理学家郦道元著水经注、唐代医学家孙思邈著千金方、北宋科学家沈括著梦溪笔谈、元代科学家郭守敬主持大规模的地球测量和编制授时历、明代医学家李时珍著本草纲目、明末清初科学家宋应星著天工开物等。3.除此之外，你还知道中国古代哪些重要的农业著作或农业科
34、技成就？略4.联系初中学过的历史知识，你能说说他们（张仲景、孙思邈、李时珍）的主要成就分别是什么吗？解题关键：明确张仲景、孙思邈、李时珍的主要成就是在医药方面。思路引领：清楚三人所处的时代，结合中国古代医学的发展历程。答案提示：张仲景著伤寒杂病论，奠定中医学理论及治疗原则的基础；孙思邈著有千金方，凝聚了唐代以前包括他自己中医治疗的经验与方法，他所知道和使用的中草药是当时最多的，因而被称为“药王”；李时珍著本草纲目，总结几千来古代中医药学发展的成果，成为中医药学发展史上的一座丰碑。【探究学习总结】一、本课测评1.设计一张中国古代科技成果图表，要求包含本课所学内容，鼓励超越教材，有所突破。解题关键
35、：认真阅读本课教材，扩大课外知识阅读面。思路引领：按照不同的学科和技术门类整理，分门别类地扩展相关内容。答案提示：例如：医学类门类主要成就医学黄帝内经（四诊法、经络学说、针灸疗法）、扁鹊、张仲景和伤寒杂病论、华佗与麻沸散、孙思邈和千金方、唐本草、元丹贡布和四部医典、李时珍与本草纲目2.中国古代科技发明对世界文明进程作出过什么贡献？解题关键：古代中国重大科技成就外传，在世界范围内发挥积极作用。思路引领：应选择对世界文明的进程作出贡献的突出科技成就。答案提示：四大发明传入欧洲以后，对欧洲社会和文化的发展作出了伟大贡献。造纸术、印刷术，促进欧洲文化的发展，推动了文艺复兴和宗教改革；火药在欧洲的应用与
36、发展，推动世界从冷兵器时代进入热兵器时代，使封建统治阶级日益衰落；指南针的使用，使西欧人开辟了新航路，西方用殖民征服的方式开始将世界联结成一个以资本主义为主导的整体。西欧率先进入近代社会，整个世界在其推动下，逐步从古代向近代演变。二、学习延伸略五、资料与注释1.原始资料刘徽在九章“圆田术”注中提出“割圆术”假令圆径二尺，圆中容六觚（即正六边形）之一面，与圆径之半，其数均等。合径率一而外周率三也。又按为图，以六觚之一面乘半径，因而云之，得十二觚之冪。若又割之，次以十二觚之一面乘半径，因而六之，则得二十四觚之冪。割之弥细，所失弥少。割之又割，以至于不可割，则与圆合体，而无所失矣。氾胜之书记载的无性
37、杂交技术实例下瓠子十颗既生长二尺余，便总聚十茎一处，以布缠之五寸许，复用泥泥之。不过数日，便合为一茎，留强者，余悉掐去，引蔓结子，子外之条亦掐去之，勿令蔓延。（编者注：用此法种瓠，可得巨型瓠。按书中说法，“先受一斗者，得收一石；受一石者，得收十石。”）2.课文注释10进位值制记数法10进就是逢10进1，位值制（place value system）是较高的单位不必创设新的符号。譬如，同一个数码2可以表示2，也可以表示20或200，只要将它放在10位或100位上，222即表示二百二十二。中国自古以来就使用10进制，甲骨文和金文的10进制很明确，但不是位值制而是中国独特的乘法累数制（multipl
38、icative grouping system）（见本书上册第66页）。使用从一到九的9个数码，再加上十、百、千、万这4个较高单位的符号，就能表示很大的数。大约在公元前7世纪出现了算筹，同时有算筹记数法。用9个符号（每个符号有横、纵两种写法）便足以表示一切数，本书上册（第78、104页）已作介绍。除了数码的写法在形式上不同之外，它完全具有今天通用的10进位值制的功能。算筹数码采用横纵两种写法，显然是为了避免混淆。今天如果将323用汉字直写，就极易看错。世界上具有位值制思想的地区有玛雅、巴比伦、印度和中国。玛雅的位值制十分明确，可是却用20进位，有时是18进，而且时间较晚。巴比伦的位值制是60进
39、的，60以下又采用10进简单累数制。印度10进位值制虽已在巴克沙利手稿上看到（见本书上册第592页，时间大约不早于3、4世纪），实际到6世纪末才正式使用。1中国算筹记数尽管数码有两种形式，但完全有10进位值制的特点，即既是10进，又是位值制。因此可以说是世界上最早的10进位值制记数法，这是值得我们自豪的。有的学者认为，现今通用的10进位值制记数法，真正的源泉是中国的算筹记数法，而不是印度的婆罗米（Brahmi）文字。 23 这是有一定道理的。（摘自梁宗巨、王青建、孙宏安著世界数学通史下册）约率和密率刘徽用割圆术求得圆周率值为（=3.14）。祖冲之认为前人的结果不够精密，继续往下推求。在隋书卷十
40、六中记载着祖冲之的新结果：“古之九数，圆周率三，圆径率一，其术疏舛。自刘歆、张衡、刘徽、王蕃、皮延宗之徒，各设新率，未臻折衷。宋末，南徐州从事史祖冲之，更开密法，以圆径一亿为一丈，圆周盈数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽，朒数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽，正数在朒二限之间。密率，圆径一百一十三，圆周三百五十五。约率，圆径七，周二十二。”这段文字包括下面三个结果：3.1415926正数3.1415927密率：约率：所谓“正数”就是圆周率的准确值，但由于它是无理数，不能用有限或循环小数完整地表示出来。祖冲之是否意识到这一点没有明确记载，可是他用“盈朒二限”来限定“正数”大小的范围，无疑是非常先
41、进的思想。其中“正数”和“密率”都是当时世界上最好的结果，并且保持了长达一千年的世界纪录。密率在外国直到十六、七世纪，才由德国的渥托（V.Otto，1550？1605）、荷兰的安图尼兹（A.Anthonisz，15271607）和日本的关孝和（？1708）分别求得。因此祖冲之的结果很受国际重视，日本著名数学史家三上义夫（18751950）曾建议把“密率”叫做“祖率”。（摘自中外数学简史编写组中国数学简史）世界最古老的星表之一 石氏星表星表是把测量出的若干恒星的坐标（常常还连同其他特性）汇编而成的。它是天文学上一种很重要的工具。我国古代曾经多次测编过星表。其中最早的一次是在战国时代。它的观测者叫
42、石申，是魏人。他的活动年代大约在公元前四世纪。石申编过一部书，叫天文，共八卷。因为这部书有很高的价值，所以被后人尊称为石氏星经。石氏星经这部书已经在宋以后失传，今天我们只能从一部唐代的天文学书籍开元占经里见到石氏星经的一些片断摘录。从这些片断中我们可以辑录出一份石氏星表来。其中有二十八宿距星（每一宿中取作定位置的标志星叫做这一宿的距星）和其他一些恒星共一百一十五颗的赤道坐标位置（注：按开元占经所编星号看，石氏星经原文应该有星一百二十一颗，但是其中六颗在今本开元占经中缺佚了。）。我国古代天体赤道坐标示意图。I是赤道圈，II是地平圈，P是天北极。A、B是相邻的甲、乙两宿的距星，ab表示甲宿的距度。
43、S是某一天体，as表示它的入宿度，SP表示它的去极度。石氏星表的赤道坐标有两种表达方式。一种是二十八宿距星的，叫做距度和去极度。距度就是本宿距星和下宿距星之间的赤经差；去极度就是距星赤纬的余角。还有一种是二十八宿之外的其他星，叫做入宿度和去极度。所谓入宿度就是这颗星离本宿距星的赤经差。不论哪一种方式，它的实质和现代天文学上广泛使用的赤道坐标系是一致的。而在欧洲，赤道坐标系的广泛使用却是在十六世纪开始的。恒星的赤道坐标会作缓慢的变动，这种变动的绝大部分是岁差造成的。因此，按照岁差规律，比较一颗恒星古今坐标的变化，可以推求出这个古赤道坐标的测定年代。运用这个方法对石氏星表的数据进行推算，结果表明：
44、其中有一部分的确是公元前四世纪测定的，而另一部分却是在东汉时代大约公元二世纪重新测定的。古希腊最早的星表是希腊天文学家依巴谷在公元前二世纪测编的。依巴谷之前还有两位希腊天文学家也测量过一些恒星的位置，但是那也是在公元前三世纪。他们都比石申的工作要晚。开元占经中辑出的石氏星表里，在二十八宿部分还附有二十五个“古度”的数据。这些数据比石申观测的年代更早，对于这个问题，人们还没有很好地研究。石氏星表是后世许多天体测量工作的基础。诸如测量日、月、行星的位置和运动，都要用到其中二十八宿距度的数据。这是我国天文历法中一项重要的基本数据。从这个意义上讲，石氏星表也是战国到秦汉时代天文历法发展的一个重要基础。
45、（摘自自然科学史研究所主编中国古代科技成就）黄帝内经黄帝内经一名内经。内经是我国现存最早、内容较完整的一部医学理论和临床实践相结合的古典医学著作。成书约在公元前三世纪前后。这部著作并非出自一时一人的手笔，而是在长时期内由许多人参与编写而成。原书十八卷，包括素问和针经（唐以后的传本把针经改称为灵枢经）各九卷。内经在朴素的唯物主义观点指导下，以论述中医基础理论为重点，兼述卫生保健、临床病症、方药、针灸等多方面内容，为祖国医学的学术理论体系，奠定了广泛的基础。阴阳学说，作为我国古代自发的唯物观和朴素的辩证法思想，在内经中贯串于学术体系的各个方面，用以说明人体组织结构、生理、病理、疾病的发生发展规律，
46、并指导临床诊断和治疗。阴阳学说从事物正反两个方面的矛盾对立、相互依存、相互消长、相互转化来认识和观察事物的变化发展，认为人体阴阳的相对平衡和协调（所谓“阴平阳秘”），是维持正常生理活动必备的条件。也就是说，如果失掉人体阴阳这种相对的平衡和协调，就会产生疾病。拿发热这个症状来说，阳盛可以引起，阴虚也可以引起，病因、病理各不相同。如何区别？又须结合患者发热的特点和其他临床表现进行整体分析。这种整体观念在后世医学又有所丰富和发展，是中医诊疗和分析病症的主要思想方法之一。脏腑、经络学说，是中医独特的理论体系中用以说明生理、病理的重要理论。内经关于脏腑、经络的论述，已经比较系统和全面。内经介绍脏腑功能，
47、有一段不平凡的记载。素问经脉别论提到饮食经过胃和消化系的吸收，其中水谷精微之气，散之于肝；精气的浓浊部分，上至于心，由心脏输送精气滋养血脉，血脉中的水谷精气，汇流于肺，所谓“肺朝百脉”；由肺（通过心）再把精气转输到全身，包括体表皮毛和体内脏腑等组织。这是对人体体循环和肺循环概况的大致正确的论述。素问还提出“心主身之血脉”和“经脉流行不止，环周不休”的理论，表达了心脏和血脉的关系和血液循环的概念。（摘自自然科学史研究所主编中国古代科技成就）应县木塔的结构木塔的结构构造概况是：全塔建筑在一个夯土心的砖石基座上，基座分两层，下层方形，上层八角形。在八角形台基座上，布置内槽柱、外檐柱以及副阶前檐柱。所
48、有的柱子用梁枋连结成一个筒型的框架。塔身底层的内槽和外檐角柱都用双柱（可能是后代维修时增设一柱），并砌在一米厚的土坯墙里。墙的下部是砖砌裙墙，裙墙和土坯墙体交接处垫木枋一层以防潮。转角增设一柱，既可减小梁枋和柱头铺作（斗栱）交接处的剪力，也增加了构架的稳定性。柱间用厚墙填充，可以防止构架的扭曲，提高了坚固性，保证了结构的稳定。底层以上设平座夹层，再上是二层，二层上又设平座夹层，这样重叠直到五层。各层柱子都衔接而上，每层外檐柱都和它下面的平座层柱同一轴线，而比下层的外檐柱向塔心退入约半柱径。平座层外柱立在下层斗栱所挑承的草栿（梁）上。这样既造成塔身美丽的曲线，又不超过结构的合理限度。从整体上讲，
49、下大上小，也正是结构的稳定性所要求的。至于内槽柱，既没有外轮廓的问题，因此只是根据力学的要求，把上下各层柱都放在同一个轴线上，并使八根轴线都略向塔心倾斜。这座塔是把结构构造和建筑造型统一起来的一个典范，可以给我们今天建筑设计以宝贵的启示。中国古代的造船人类的水上交通工具舟船，并不是由世界上哪个地区或哪个部族发明，然后传播到其他地区或民族的。它的诞生具有多元性。远古时期，地中海沿岸地区造船技术发达。1954年，在埃及吉萨金字塔陪葬坑中发现一条“太阳船”。此船建造于公元前2650年左右，距今已有4 600多年。复原后，船长43.4米，最宽处5.9米，船头高6米，船尾高7.5米。中国古代很早就有船，
50、广东揭阳榕江北河上游古河道中曾出土一段炭化的独木舟，系旧石器时代晚期的遗物，距今已有一万多年了。它印证了古籍所载“刳木为舟”的说法。浙江余姚河姆渡村出土有木桨和陶舟，距今有7 000多年了。1979年，在山东长岛县大黑山岛发现一条约四千年前的船，板面平整，有榫卯孔眼。它可能是中国最早的木板船。从夏朝开始，中国的造船业发展迅速。古籍记载：春秋末期，水战使用的大翼船“广一丈五尺二寸，长十丈”。依此折算，大翼船约长20米，宽3.04米。1978年河北平山县出土战国木船，长13.1米，最宽处2.3米，舱深0.26米。全船系用木板拼接组装而成，连接处用铁片固定。汉代水军中楼船占有重要地位，历经魏晋，到隋
51、朝，能造五牙战舰。据说，五牙战舰高百余尺，上起五层楼，能容战士八百人。到唐代，中国海船以体积大、载量多，结构坚固，抗风力强闻名于世。当时，中国的造船业位居世界前列。3.学术观点关于祖冲之探求圆周率所采用的方法祖冲之在探求圆周率方面取得了非凡的成就，对于这一非凡的成就，史书中只记载了结果，至于他所采用的科学方法并没有留下记载。对于这个问题，目前学术界有不少假说，主要有：（1）祖冲之采用割圆术继承刘徽的成就并加以发展前进。（2）祖冲之采用连分数法探求圆周率。（3）祖冲之采用无穷级数法探求圆周率。（4）祖冲之采用调日法探求圆周率。（5）祖冲之采用不定方程法探求圆周率。4.图画说明浑仪浑仪由众多同心圆
52、环组成，有一根轴把它们贯穿起来。这些圆环分三层：外面的叫“六合仪”，功用是确定自身的方位。中间的叫“三辰仪”，功用是测定星体的位置。里面的叫“四游仪”，在圆心处安装一个可以转动的铜管，叫“窥管”，功用是瞄准天空任何位置的星体。在圆环的侧面，有精细的刻度。当窥管对准某颗星体后，它所对应的刻度数值，就是这颗星体当时在天空的位置。图中的浑仪是明朝正统七年（1442）制成的，现在陈列在南京紫金山天文台。简仪郭守敬改革浑仪，制成简仪。其改革有以下几处：一是去掉那些不必要的圆环；二是把测量不同坐标的圆环分开，设置成两组基本圆环系统，即赤道装置和地平装置；三是改窥管为窥衡，瞄准时只要将星体跟窥衡上的细线中点连成一线即可；四是刻度采用十进位制，将一度分成十格；五是利用滚动摩擦代替滑动摩擦，创造了现代所谓的滚动轴承。这一发明早于西方两百年。清代复制的针灸铜人1027年，北宋医学家王惟一铸针灸铜人，供学习考核用。铜人中空，可注水，在铜人外面遍身涂蜡，然后给他穿上衣服，让学医者练习针刺，刺准穴位会出水，刺偏穴位，针扎不进去。图为清代复制的针灸铜人。
