1 “发明和发现的国度”

1 “发明和发现的国度”

一、教学目标

二、教材分析和教学建议

1.知识结构

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·K·G·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16～18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16～18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、最具特色的角度介绍古代中国医学的发

展成就。