第23課 領(lǐng)先世界的科學(xué)技術(shù)_第1頁(yè)
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1、第23課 領(lǐng)先世界的科學(xué)技術(shù) 焦元中學(xué) 鄭現(xiàn)洲教學(xué)目的 一、知識(shí)目標(biāo) 祖沖之和圓周率。賈思勰和齊民要術(shù)。酈道元和水經(jīng)注。 二、能力目標(biāo) 對(duì)三國(guó)兩晉南北朝時(shí)期科學(xué)技術(shù)成就的學(xué)習(xí),形成綜合歸納的能力。 教學(xué)重點(diǎn):本課的重點(diǎn)是將祖沖之的圓周率等各項(xiàng)科技成就講清楚。祖沖之的數(shù)學(xué)成就長(zhǎng)期居于世界領(lǐng)先地位,有利于對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國(guó)主義教育;齊民要術(shù)所反映的我國(guó)古代以農(nóng)業(yè)立國(guó)的特點(diǎn),以及對(duì)后世農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響;水經(jīng)注對(duì)我國(guó)山川地形、城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)、風(fēng)俗民情、物產(chǎn)礦藏的敘述,也使學(xué)生進(jìn)一步了解我國(guó)古代農(nóng)耕社會(huì)的基本情況。 教學(xué)難點(diǎn):本課涉及的有關(guān)數(shù)學(xué)的“世界之最”和農(nóng)學(xué)、地學(xué)的名著,對(duì)今天的學(xué)生來說,接觸、了解并不多。怎

2、樣從學(xué)生的角度出發(fā),進(jìn)行深入淺出的講解,注意科學(xué)性和可接受性,則是本課教學(xué)的難點(diǎn)。 板書設(shè)計(jì) 一、祖沖之和圓周率 二、賈思勰和齊民要術(shù) 三、酈道元和水經(jīng)注 教學(xué)過程設(shè)計(jì) (導(dǎo)入新課) 三國(guó)兩晉南北朝時(shí)期是我國(guó)歷史上社會(huì)大動(dòng)蕩時(shí)期。一方面,統(tǒng)一的封建國(guó)家分裂了,這一歷史時(shí)期充滿戰(zhàn)爭(zhēng)和災(zāi)難;另一方面是出現(xiàn)了中國(guó)歷史上人口大遷徙。北方黃河流域由于少數(shù)民族內(nèi)遷,加速了民族大融合,促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與交流;由于北方人民的南遷,又導(dǎo)致了江南的進(jìn)一步開發(fā),全國(guó)經(jīng)濟(jì)重心南移。魏晉南北朝時(shí)期的這些特點(diǎn),必然反映到文化上,我國(guó)的科學(xué)技術(shù)、文學(xué)藝術(shù)又有了新的發(fā)展,取得了新的成就,其中有些在世界上居領(lǐng)先地位。我們用兩課

3、時(shí),學(xué)習(xí)三國(guó)兩晉南北朝的文化。 (講授新課) 一、祖沖之和圓周率 祖沖之,祖籍范陽(yáng)遒縣,大約在西晉末年時(shí),先世從范陽(yáng)遷居江南。他的祖父和父親都以學(xué)識(shí)淵博、諳熟天文歷法和算術(shù)著稱。祖沖之從幼年起便秉承家傳的天算之學(xué),并對(duì)文學(xué)、哲學(xué)等極感興趣,成年后以博學(xué)多才聞名。宋孝武帝即位后,將他召入皇家的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)華林學(xué)省。祖沖之利用華林學(xué)省的優(yōu)越條件,刻苦鉆研學(xué)問,為日后的科學(xué)發(fā)明打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。后來,他歷任婁縣令、謁者仆射等官職,南齊時(shí),官至長(zhǎng)水校尉,但仍孜孜不倦地從事科學(xué)研究。經(jīng)過長(zhǎng)期的努力,終于成為一位在數(shù)學(xué)、天文歷法、機(jī)械制造等方面都作出杰出貢獻(xiàn)的偉大科學(xué)家。 圓周率是圓的周長(zhǎng)與直徑的比率(=3.

4、14159265358979323846)。圓周率是否精確,關(guān)系到天文、歷法、建筑、水利等許多方面的發(fā)展水平。世界各國(guó)都在探求更精密更準(zhǔn)確的圓周率。在數(shù)學(xué)發(fā)展史上,圓周率計(jì)算的精密程度,可以作為衡量一個(gè)國(guó)家數(shù)學(xué)發(fā)展水平的標(biāo)志。 在探索圓周率的精確值方面,每前進(jìn)一步,都是很不容易的。 祖沖之在吸收前人研究成果的基礎(chǔ)上,繼續(xù)前進(jìn)。他記起小時(shí)候讀過的一本古代算書,說圓的直徑假如是1尺,圓的周長(zhǎng)就是3尺,即圓周率是3。為親自驗(yàn)證是否正確,他用繩子繞車輪轉(zhuǎn)一周,量出長(zhǎng)短,又量了車輪的直徑,結(jié)果發(fā)現(xiàn)周長(zhǎng)并不正好是直徑的三倍,而是比三倍多一點(diǎn)。他讀了三國(guó)時(shí)數(shù)學(xué)家劉徽的文章,認(rèn)為用劉的“割圓術(shù)”再往下割,一定

5、能算出比劉徽更準(zhǔn)確的數(shù)來。于是他和兒子動(dòng)手干起來。他們把地磨平,畫了一個(gè)直徑一丈長(zhǎng)的大圓,開始割圓,從六邊到九十六邊,算的結(jié)果與劉徽一樣。繼續(xù)割下去,192邊、384邊、一直到12288邊形。他用“割圓術(shù)”這一巧妙方法,求出圓內(nèi)接正多邊形的邊長(zhǎng)。多邊形的邊數(shù)越多,越接近圓周的長(zhǎng)度。 祖沖之還和兒子祖暅(geng)之圓滿解決了球體積的計(jì)算問題,得到正確的球體積公式,并且提出后人所稱的“祖暅原理”。這也比歐洲人發(fā)明的方法早一千多年。 在天文歷法方面,祖沖之也有杰出貢獻(xiàn)。他在長(zhǎng)期實(shí)測(cè)、精確計(jì)算和對(duì)歷史文獻(xiàn)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上,于宋孝武帝大明年間編制出一部新歷法,史稱大明歷。 祖沖之還發(fā)明了用圭表測(cè)量

6、冬至前后若干天的正午太陽(yáng)影長(zhǎng)以定冬至?xí)r刻的方法,這個(gè)方法也為后世長(zhǎng)期采用。 祖沖之以他的發(fā)明創(chuàng)造,為中國(guó)的科學(xué)文化增添了絢麗的光彩,并在世界科學(xué)史上占有顯著的地位。為了紀(jì)念和表彰他的卓越貢獻(xiàn),紫金山天文臺(tái)己將該臺(tái)發(fā)現(xiàn)的一顆小行星命名為“祖沖之”,國(guó)際天文組織也將月球背后的一座環(huán)形山命名為“祖沖之環(huán)形山”。 此外,祖沖之還精通音律,甚至還曾經(jīng)寫過小說述異記十卷。 二、賈思勰和齊民要術(shù) 齊民要術(shù)是南北朝時(shí)期的一部重要農(nóng)書。北魏賈思勰撰(因齊民要術(shù)成書于東魏時(shí)期,故也有工具書稱其為東魏人)?!褒R民”,即平民,泛指當(dāng)時(shí)向國(guó)家交租納稅的各色編戶。“要術(shù)”,指通過生產(chǎn)勞動(dòng)的謀生之術(shù)。 齊民要術(shù)總結(jié)了6世紀(jì)

7、以前中國(guó)北部黃、淮地區(qū)農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),如關(guān)于耕地除草有“春雨難期,必須藉澤”,這是說春耕要注意保持土壤的水分;“若水旱不調(diào),寧燥不濕”,這是說濕田翻耕土壤容易板結(jié),應(yīng)予避免等等。此外對(duì)選種、輪作、施肥等田間管理技術(shù)都有闡述,并提出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)綜合考慮各項(xiàng)生產(chǎn)因素,生產(chǎn)過程中要抓緊各個(gè)環(huán)節(jié)的原理。書中記載的能使梨樹提早結(jié)果的嫁接技術(shù)、樹苗的培育方法、家禽家畜的飼養(yǎng)方法等都顯示了當(dāng)時(shí)我國(guó)農(nóng)業(yè)的較高水平。當(dāng)時(shí)所見的農(nóng)學(xué)著作,有的闡明農(nóng)業(yè)思想,有的講求耕種技術(shù),有的專門研討單種農(nóng)作物,有的是論述農(nóng)具的,而齊民要術(shù)涉及了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方方面面,是我國(guó)最早的農(nóng)業(yè)百科全書,也是世界科技史上最寶貴的農(nóng)學(xué)文

8、獻(xiàn)之一。 三、酈道元和水經(jīng)注 我國(guó)古代的地理學(xué)成就很多。西漢已經(jīng)有全國(guó)地圖。近年來長(zhǎng)沙馬王堆漢墓出土了帛繪的長(zhǎng)沙地區(qū)圖,已經(jīng)是高水平的地圖。東漢班固漢書中已專門寫有地理志。魏晉南北朝時(shí),我國(guó)地理學(xué)有了重大發(fā)展。 魏晉南北朝時(shí)曾流傳一部水經(jīng),它記述中國(guó)的河流水道共計(jì)137條。水經(jīng)的作者究竟是誰,歷來說法不一。新唐書藝文志、通志藝文略等都說是漢代桑欽所著;舊唐書經(jīng)籍志說是晉代郭璞所撰;但據(jù)清代學(xué)者全祖望、戴震等人考證,該書作者應(yīng)是三國(guó)時(shí)人。水經(jīng)雖然是部完整的地理學(xué)著作,但內(nèi)容過于簡(jiǎn)單,北魏時(shí),酈道元為其作了為后人大加贊揚(yáng)的名注。 酈道元,范陽(yáng)琢縣(今屬河北)人。歷任宣武帝、孝明帝兩朝,先后出任魯陽(yáng)

9、太守、東荊州刺史、河南尹,后遷御史中尉。在地方和中央,都以為政嚴(yán)猛著稱。雍州刺史蕭寶夤(yin)圖謀叛亂,忌恨酈道元的朝貴,奏請(qǐng)派他為關(guān)右大使,前往安撫,最后遭蕭寶夤殺害。 酈道元少時(shí)曾隨父宦游,培養(yǎng)了“訪瀆搜渠”的興趣。成年后,又好學(xué)不倦,博覽群書,尤其喜歡鉆研地理著作。他認(rèn)為古代的地理書籍都太簡(jiǎn)略,水經(jīng)同樣如此,又缺乏旁通,于是決意為其作注。他廣泛搜集資料,引證了437種古書,采錄了漢魏的許多碑刻,并跋涉郊野,尋訪古跡,便所記水道增至1252條,為原書的8倍,注文約30萬字,為原書的20倍,共分為40卷。 水經(jīng)注以水為綱,以發(fā)展變化的觀點(diǎn)考察地理現(xiàn)象,對(duì)每條水道都追溯到可能追溯的最早時(shí)期。

10、對(duì)于水源的大小、湖泊的盈竭、水色的清濁、泥沙的堆積、洪水的漲落等水文變化都有詳細(xì)記載。同時(shí),又“即地以存古”,對(duì)每一條河流所經(jīng)之處作了詳細(xì)描述,有關(guān)各地歷史事跡、土地物產(chǎn)、建置沿革、聚落興衰、風(fēng)土人情、名勝古跡等無不備載,還記錄了不少民間歌謠、諺語(yǔ)、方言和傳說,史料價(jià)值相當(dāng)高。如記述平城(今山西大同)的火井溫湯,高奴(今陜西延安東)、延壽(今甘肅玉門東南)的古油,邯城(今河北臨漳北)的煤炭等,至今仍有很高的參考價(jià)值。 酈道元又有很高的文學(xué)造詣,故水經(jīng)注體例嚴(yán)謹(jǐn),文筆絢爛,描述生動(dòng),其中不少優(yōu)美精練的游記小品,對(duì)后代文學(xué)家有不小的影響。書中一些精彩篇章,寫得如詩(shī)如畫,對(duì)后世文人作家影響深遠(yuǎn)。 水經(jīng)注對(duì)長(zhǎng)江三峽壯麗景色的描寫,就是典型的例子。語(yǔ)文課節(jié)錄了水經(jīng)注對(duì)三峽兩岸猿聲的描寫: “自三峽七百里中,兩岸連山,略無闕處,重巖疊嶂,隱天蔽日有時(shí)朝發(fā)白帝,暮到江陵,其間千二百里,雖乘奔御風(fēng),不以疾也。每至晴初霜旦,林寒澗肅,常有高猿長(zhǎng)嘯,屬引凄異,空谷傳響,哀轉(zhuǎn)久絕。故漁者歌曰巴東三峽巫峽長(zhǎng),猿鳴三聲淚沾裳?!蓖瑢W(xué)們聽了這段文字,一定會(huì)聯(lián)想起盛唐詩(shī)人李白的名篇(啟發(fā)學(xué)生背誦早發(fā)白帝城)。不難想象,李白在寫這首詩(shī)稿時(shí),耳畔一定回響著約二百余年前

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