2019-2020年七年級歷史上冊《第23課 領先世界的科學技術》教案 北師大版.doc

2019-2020年七年級歷史上冊第23課 領先世界的科學技術教案 北師大版教學目的一、 知識目標祖沖之和圓周率。賈思勰和齊民要術。酈道元和水經注。二、能力目標對三國兩晉南北朝時期科學技術成就的學習，形成綜合歸納的能力。三、情感目標祖沖之等古代科學家，注意實踐、刻苦鉆研，是他們取得輝煌成績的重要原因。通過學習，從優(yōu)秀歷史人物和文化成果中吸收精神營養(yǎng)，提高自身素質和文化修養(yǎng)，發(fā)揚創(chuàng)新精神，爭取為人類做出更大貢獻。教學重點：本課的重點是將祖沖之的圓周率等各項科技成就講清楚。祖沖之的數(shù)學成就長期居于世界領先地位，有利于對學生進行愛國主義教育；齊民要術所反映的我國古代以農業(yè)立國的特點，以及對后世農業(yè)發(fā)展的影響；水經注對我國山川地形、城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)、風俗民情、物產礦藏的敘述，也使學生進一步了解我國古代農耕社會的基本情況。教學難點：本課涉及的有關數(shù)學的“世界之最”和農學、地學的名著，對今天的學生來說，接觸、了解并不多。怎樣從學生的角度出發(fā)，進行深入淺出的講解，注意科學性和可接受性，則是本課教學的難點。板書設計一、祖沖之和圓周率二、 賈思勰和齊民要術三、 酈道元和水經注教學過程設計（導入新課）三國兩晉南北朝時期是我國歷史上社會大動蕩時期。一方面，統(tǒng)一的封建國家分裂了，這一歷史時期充滿戰(zhàn)爭和災難；另一方面是出現(xiàn)了中國歷史上人口大遷徙。北方黃河流域由于少數(shù)民族內遷，加速了民族大融合，促進了經濟的發(fā)展與交流；由于北方人民的南遷，又導致了江南的進一步開發(fā)，全國經濟重心南移。魏晉南北朝時期的這些特點，必然反映到文化上，我國的科學技術、文學藝術又有了新的發(fā)展，取得了新的成就，其中有些在世界上居領先地位。我們用兩課時，學習三國兩晉南北朝的文化。（講授新課）一、祖沖之和圓周率祖沖之，祖籍范陽遒縣，大約在西晉末年時，先世從范陽遷居江南。他的祖父和父親都以學識淵博、諳熟天文歷法和算術著稱。祖沖之從幼年起便秉承家傳的天算之學，并對文學、哲學等極感興趣，成年后以博學多才聞名。宋孝武帝即位后，將他召入皇家的學術機構華林學省。祖沖之利用華林學省的優(yōu)越條件，刻苦鉆研學問，為日后的科學發(fā)明打下了堅實的基礎。后來，他歷任婁縣令、謁者仆射等官職，南齊時，官至長水校尉，但仍孜孜不倦地從事科學研究。經過長期的努力，終于成為一位在數(shù)學、天文歷法、機械制造等方面都作出杰出貢獻的偉大科學家。圓周率是圓的周長與直徑的比率（=3.14159265358979323846）。圓周率是否精確，關系到天文、歷法、建筑、水利等許多方面的發(fā)展水平。世界各國都在探求更精密更準確的圓周率。在數(shù)學發(fā)展史上，圓周率計算的精密程度，可以作為衡量一個國家數(shù)學發(fā)展水平的標志。在探索圓周率的精確值方面，每前進一步，都是很不容易的。祖沖之在吸收前人研究成果的基礎上，繼續(xù)前進。他記起小時候讀過的一本古代算書，說圓的直徑假如是1尺，圓的周長就是3尺，即圓周率是3。為親自驗證是否正確，他用繩子繞車輪轉一周，量出長短，又量了車輪的直徑，結果發(fā)現(xiàn)周長并不正好是直徑的三倍，而是比三倍多一點。他讀了三國時數(shù)學家劉徽的文章，認為用劉的“割圓術”再往下割，一定能算出比劉徽更準確的數(shù)來。于是他和兒子動手干起來。他們把地磨平，畫了一個直徑一丈長的大圓，開始割圓，從六邊到九十六邊，算的結果與劉徽一樣。繼續(xù)割下去，192邊、384邊、一直到12288邊形。他用“割圓術”這一巧妙方法，求出圓內接正多邊形的邊長。多邊形的邊數(shù)越多，越接近圓周的長度。他求出圓周率的“朒數(shù)”(不足近似值)為3.1415926,“盈數(shù)”(過剩近似值)為3.1415927，指出圓周率的真值在盈、朒兩限之間，即3.1415926<<3.1415927之間。這樣，祖沖之實際上已將圓周率計算到小數(shù)點后第八位，精確到第七位，這是當時世界上最先進的成就，直到15世紀，阿拉伯數(shù)學家卡西和16世紀法國數(shù)學家F韋達才得到更精確的結果。此外，他還確定了兩個分數(shù)形式的圓周率，即“約率”22/7,“密率”355/113，其中密率是分母小于1000條件下圓周率的最佳近似分數(shù)。祖沖之的推算，在只能采用割圓木及依靠算籌進行運算的當時，是一項十分艱巨而復雜的工作，如果沒有嫻熟的技巧、頑強的毅力和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，是根本不可能做到的。祖沖之求出的密率也是世界數(shù)學史的一大貢獻，在歐洲，直至16世紀末，德國科學家奧托和荷蘭工程師安撫尼茲才先后得出相同的數(shù)值。西方數(shù)學界不知道祖沖之的成果，常稱這一數(shù)值為“安撫尼茲率”。為此，著名的日本數(shù)學家三上義夫曾建議將355/113這個數(shù)值稱為“祖率”。祖沖之還和兒子祖暅(geng)之圓滿解決了球體積的計算問題，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。據(jù)史書記載，祖沖之對用二次、三次代數(shù)方程以求得“開差冪”和“開差立”的問題，也有所研究。此外，祖沖之還注釋過九章算術，編寫了綴術。綴術共有6卷，是其數(shù)學研究的代表作，在唐代被列為國學中算學科的主要課本，學習年限長達4年。政府舉行算學考試時，多從綴術中出題，其重要可想而知。12世紀時，日本和朝鮮也將綴術作為教科書?？上Т藭诒彼沃衅谝院笫髁?。在天文歷法方面，祖沖之也有杰出貢獻。他在長期實測、精確計算和對歷史文獻進行深入研究的基礎上，于宋孝武帝大明年間編制出一部新歷法，史稱大明歷。462年，祖沖之上書要求劉宋政府頒布實行大明歷，但遭到當時倖臣戴法興的攻擊。他認為祖沖之引進歲差、改革閏周等違背了儒家經典，責備祖沖之是“誣天背經”。祖沖之針鋒相對地寫了一篇辯駁的奏章。他表示了“愿聞顯據(jù)，以核理實”，“浮辭虛貶，竊非所懼”的鮮明立場，并且用科學道理回答了戴法興的責備。他用觀測事實證明，由于歲差，當時所見的天象確實已和儒家經典中所反映的春秋以前的情況不同，而回歸年的長度也的確比四分歷的要小。這些天文事實都是“有形可檢，有數(shù)可推”，人們不能“信古而疑今”。大明歷的一大進步是首次將“歲差”的概念引入了歷法。所謂“歲差”，是指太陽從上一年冬至日運行到下一年冬至日，在天空上的位置移動距離。過去都認為，太陽在冬至日的位置是永遠不變的，實際上經過一年的運行，太陽并沒有回到原來的冬至點上，而是差了一段微小的距離。東晉的天文學家虞喜，首先發(fā)現(xiàn)“歲差”現(xiàn)象，并算出每50年西移一度。然而，這一成果一直未被引入歷法，因而造成了推算日、月蝕日期的誤差。祖沖之經過實測和計算，證實了虞喜的發(fā)現(xiàn)，作出“日不獨守故轍”的結論，求得自己的“歲差”數(shù)值，并引用到大明歷中。經過元嘉十三年(436年)至大明三年（459年）23年間4次月蝕的檢驗，證明大明歷的推算是正確的。在此基礎上，祖沖之測定了“回歸年”，即兩年的冬至點之間的時間，是365.24281481日，這與現(xiàn)代天文科學測得的時間，僅差46秒。一年的相對誤差只有六十萬分之一，在當時，已可謂十分縝密了。大明歷的另一重要進步是改革了閏法。陰歷比陽歷大約少11天左右，在以往的歷法中，一直采用置閏月的方法來調整。我國最早的閏法是在19年中安排7個閏月。這個辦法盡管已沿襲了一千多年，但與實際情況還有出入，平均每過200年就會相差一天。祖沖之經過反復計算，提出了在391年中置144個閏月的新閏法，大大提高了歷法的精確度。他還測定一個“交點月”（即月球連續(xù)兩次經過黃道和白道的同一交點所需的時間）為27.21223日，這與現(xiàn)代測得的數(shù)值相差不到一秒。祖沖之還發(fā)明了用圭表測量冬至前后若干天的正午太陽影長以定冬至時刻的方法，這個方法也為后世長期采用。祖沖之在機械方面也有很多發(fā)明創(chuàng)造。他曾因諸葛亮有“木牛流馬”，而制造了一種類似的交通工具，不用借助風力水流，可“施機自運，不勞人力”。又發(fā)明了一種“千里船”，在新亭江試行時，每天能行百余里。他還設計制造出一種利用水力推動的“水碓磨”，能同時舂米和磨面。劉裕攻滅后秦時，曾繳獲了一輛指南車。但此車僅存外形，內部的機械已經損壞。后來祖沖之將車修復，并將車中的機械由原先的木制改為銅制，使它的精密度和靈敏度都有很大提高。試驗后，證明此車輕便靈活，結構合理，即使百轉千回，木人始終指向南方。他還設計制造過計時器漏壺和巧妙的欹（qi）器。祖沖之以他的發(fā)明創(chuàng)造，為中國的科學文化增添了絢麗的光彩，并在世界科學史上占有顯著的地位。為了紀念和表彰他的卓越貢獻，紫金山天文臺己將該臺發(fā)現(xiàn)的一顆小行星命名為“祖沖之”，國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，甚至還曾經寫過小說述異記十卷。二、賈思勰和齊民要術齊民要術是南北朝時期的一部重要農書。北魏賈思勰撰(因齊民要術成書于東魏時期，故也有工具書稱其為東魏人)?！褒R民”，即平民，泛指當時向國家交租納稅的各色編戶?！耙g”，指通過生產勞動的謀生之術。賈思勰，約于北魏473年出生于齊郡益都，曾任高陽太守。退職歸田后撰成齊民要術10卷92篇，正文8萬字，連夾注共11萬字，附有自序和雜說各一篇。賈思翻自序說：“今采據(jù)經傳，爰及歌謠，詢之老成，驗之行事，起自耕農，終于醯（xi）醢（hai），資生之業(yè)，靡不畢書?！闭f明作者是總結書本知識和實際經驗寫成的。書中敘述了五谷、瓜果、蔬菜、樹木的栽培，牲畜、家禽、魚類的飼養(yǎng)，酒、醬、醋、鼓脯、飴、糖等的制作，以及煮膠、造墨的方法等，最后一篇討論“非中國(指中原)物”，亦即北方不生產的蔬菜、瓜果的品種特性。齊民要術總結了6世紀以前中國北部黃、淮地區(qū)農業(yè)、畜牧業(yè)的生產經驗，如關于耕地除草有“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，寧燥不濕”，這是說濕田翻耕土壤容易板結，應予避免等等。此外對選種、輪作、施肥等田間管理技術都有闡述，并提出農業(yè)生產應當綜合考慮各項生產因素，生產過程中要抓緊各個環(huán)節(jié)的原理。書中記載的能使梨樹提早結果的嫁接技術、樹苗的培育方法、家禽家畜的飼養(yǎng)方法等都顯示了當時我國農業(yè)的較高水平。當時所見的農學著作，有的闡明農業(yè)思想，有的講求耕種技術，有的專門研討單種農作物，有的是論述農具的，而齊民要術涉及了農業(yè)生產的方方面面，是我國最早的農業(yè)百科全書，也是世界科技史上最寶貴的農學文獻之一。齊民要術援引詩經、禮記、爾雅、管子等古籍近200種，收集民間農諺30余條。所引漢晉以來很有價值的農書現(xiàn)都已失傳，后人主要從本書中加以輯錄，足見本書的史料價值。但由于作者主要活動于北方，缺少南方的資料，故該書的內容也偏重于長江以北。三、酈道元和水經注我國古代的地理學成就很多。西漢已經有全國地圖。近年來長沙馬王堆漢墓出土了帛繪的長沙地區(qū)圖，已經是高水平的地圖。東漢班固漢書中已專門寫有地理志。魏晉南北朝時，我國地理學有了重大發(fā)展。魏晉南北朝時曾流傳一部水經，它記述中國的河流水道共計137條。水經的作者究竟是誰，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；舊唐書經籍志說是晉代郭璞所撰；但據(jù)清代學者全祖望、戴震等人考證，該書作者應是三國時人。水經雖然是部完整的地理學著作，但內容過于簡單，北魏時，酈道元為其作了為后人大加贊揚的名注。酈道元，范陽琢縣(今屬河北)人。歷任宣武帝、孝明帝兩朝，先后出任魯陽太守、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，奏請派他為關右大使，前往安撫，最后遭蕭寶夤殺害。酈道元少時曾隨父宦游，培養(yǎng)了“訪瀆搜渠”的興趣。成年后，又好學不倦，博覽群書，尤其喜歡鉆研地理著作。他認為古代的地理書籍都太簡略，水經同樣如此，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。水經注以水為綱，以發(fā)展變化的觀點考察地理現(xiàn)象，對每條水道都追溯到可能追溯的最早時期。對于水源的大小、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記載。同時，又“即地以存古”，對每一條河流所經之處作了詳細描述，有關各地歷史事跡、土地物產、建置沿革、聚落興衰、風土人情、名勝古跡等無不備載，還記錄了不少民間歌謠、諺語、方言和傳說，史料價值相當高。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值。酈道元又有很高的文學造詣，故水經注體例嚴謹，文筆絢爛，描述生動，其中不少優(yōu)美精練的游記小品，對后代文學家有不小的影響。書中一些精彩篇章，寫得如詩如畫，對后世文人作家影響深遠。水經注對長江三峽壯麗景色的描寫，就是典型的例子。語文課節(jié)錄了水經注對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，隱天蔽日有時朝發(fā)白帝，暮到江陵，其間千二百里，雖乘奔御風，不以疾也。每至晴初霜旦，林寒澗肅，常有高猿長嘯，屬引凄異，空谷傳響，哀轉久絕。故漁者歌曰巴東三峽巫峽長，猿鳴三聲淚沾裳?！蓖瑢W們聽了這段文字，一定會聯(lián)想起盛唐詩人李白的名篇（啟發(fā)學生背誦早發(fā)白帝城）。不難想象，李白在寫這首詩稿時，耳畔一定回響著約二百余年前酈道元對三峽風光的描述?？梢?，酈道元的不朽文筆曾哺育過一代又一代的詩人和作家。水經注的主要缺點是記述江淮以南水系較簡單，多有遺漏和欠準確的地萬，這與當時南北分裂、交通不便有直接關系。水經注問世后，?？焙脱芯克墓沤駥W者很多，全祖望、戴震、胡適、王國維等著名學者都進行過深入研究，現(xiàn)在已經出現(xiàn)了專門研究水經注的“酈學”。足見其影響之大。（小結） 指導學生回答課后的練習。如女史箴圖和洛神賦圖。（請看課文插圖和書前的彩圖。）這兩幅畫，在繪畫技巧上，比較準確地描繪了各種人物的身份和特征，線條優(yōu)美，人物栩栩如生。同時，從畫中讓我們了解到當時貴族婦女的生活、情感的某些側面。這兩幅畫卷是我國藝術寶庫里極寶貴的遺產。但女史箴圖摹本，在1900年八國聯(lián)軍侵占北京時，被英帝所掠，現(xiàn)存?zhèn)惗卮笥⒉┪镳^。國內只能看到此圖的復制品。（3）梁朝畫家張僧繇張僧繇，吳興（今浙江湖州市）人。南朝梁畫家。他創(chuàng)作了大量的詩院壁畫，主要是宗教畫。他還善于畫龍，傳說他在寺廟的壁上畫上四條白龍，其中兩條畫上眼眼后，破壁飛去。這就是“畫龍點睛”的典故。這傳說不可信，但反映了他的畫技高超。五、云岡石窟和龍門石窟（1）云岡石窟魏晉南北朝時期，統(tǒng)治階級為了加強人們對佛教的宗教意識和膜拜，除到處興建佛寺外，還劈山削崖，開鑿了許多石窟，其中最著名的云岡石窟和龍門石窟。云岡石窟位于山西大同市西的武州山北崖。開鑿于公元460年前后，歷時百年之久。東西連綿1公里?，F(xiàn)有洞窟53個，其中主洞21個?？偣驳窨塘思s10萬個佛像、飛天和供養(yǎng)人（指資助佛寺或以修行支持佛教的人），還有其他各種浮雕圖案。石佛大的高至數(shù)丈，小的只有幾寸。洞窟宛如佛國世界。第5窟是云岡窟的中心（請看課文插圖），洞內有一尊約55尺高的石佛，腳有14尺長，手的中指7尺長。如此高大，象征著皇帝的權威。其他佛像分列左右，一個比一個小，像征著大小群臣。那些飛天和矮小的供養(yǎng)人，猶如民眾和奴隸。統(tǒng)治者有意在洞窟中設計一幅世俗封建統(tǒng)治的圖像，只不過把它佛化罷了。據(jù)考證，其中五所石窟，各鑄造一尊大佛像，就是為了紀念北魏開國的五個皇帝。第20窟的露天大佛，高13.7米（請看書前彩圖），造型雄偉、細致，是云岡石窟雕刻藝術的精品。（2）龍門石窟公元494年，北魏孝文帝遷都洛陽后，仿照云岡石窟，在洛陽市南25里的伊水岸邊，開鑿了龍門石窟。共有洞窟1352座，佛龕785個，數(shù)量之多，超過了云岡。開鑿時間之長，也超過云岡，延續(xù)室宋朝。龍門石窟的藝術風格基本上和云岡相同。但在佛像姿態(tài)上有很大不同。云岡佛教比較威嚴，龍門佛像比較溫和慈祥。龍門石窟的賓陽洞，洞壁上原有兩組浮雕，即著名的帝后禮佛圖（請看課文插圖），據(jù)說是刻畫魏孝文帝和皇后禮拜佛祖的場面?？珊薜氖?，在1934年，被殖民者盜走，現(xiàn)存于美國的一個美術館。龍門石窟還留下大量的碑刻，約有3680品。這是研究歷史和書法的珍貴資料。其中“龍門二十品”，是魏碑書法藝術的精品。這方面，也是云岡石窟所不及的?？傊?，這兩大石窟是我國雕刻藝術的寶庫。雖然是統(tǒng)治階級出于政治需要而開鑿，但它畢竟是用勞動人民的血汗和智慧所凝成，是歷代眾多的無名藝術家留下的珍貴的藝術瑰寶，為我們了解歷史和佛孝文化，鑒賞美術提供了實物資料。4鞏固小結三國兩晉南北朝時期的文學藝術是發(fā)展的，有著輝煌的成就。這是我國各族人民共同創(chuàng)造的，具有各族的特色，而且這些文學藝術有承前啟后的作用?，F(xiàn)在把本節(jié)課的主要問題簡單歸納一下，請看簡表（二）三國兩晉南北朝時期文化成就簡表（二）5作業(yè)（1）簡答建安詩人和陶淵明的詩不同特色。（2）把三國兩晉南北朝時期文學藝術的主要成就作一簡表。