第21课 辉煌的科学技术
[教学目标]
1．知道活字印刷术、火药的发明与传播；苏颂和韩公廉与水运仪象台；贾宪与“贾宪三角”；秦九韶与“大衍求一术”；李冶与“天元术”；沈括与《梦溪笔谈》；掌握宋代主要科技成就在世界科技发展中的地位。
2．解释宋代科技辉煌的原因时，通过多维度史料的呈现，引导学生对前人观点大胆质疑，启发学生注重从宋代特殊的社会环境出发理解此问题，从而感悟史由证来、论从史出的史学认识方法。
3．通过学习宋代推动社会进步的科技成就，激励学生的民族自豪感和学习热情。
[重点与难点]
重点：宋代主要科技成就在世界科技发展中的地位。
难点：宋代科技辉煌的原因。
说明：
如何突出本课的历史感，即注重科技发展的历程，而非历史上的科技，是设计者重点考虑的问题。因此在设计中，围绕两个核心问题展开。第一，突出宋代科技的辉煌。如何证明宋代科技是辉煌的？在整理这一时期科技发展的基本史实中，让学生领悟：宋代科技确实是辉煌的。为突出“辉煌”二字，更应从世界科技发展的角度认识宋代的科技水平，故将宋代主要科技成就在世界科技发展中的地位作为本课的重点；第二，从追求“是什么”到“为什么”的跨越。针对本课而言，不仅要让学生知道宋代的科技是辉煌的，更重要的是，为什么这一时期科技发展能够达到顶峰状态？对这一问题的认识，学界历来有不同的看法，其中有的观点说服力并不强，于是，设计者通过多维度史料的呈现，引导学生对前人观点大胆质疑，启发学生注重从宋代特殊的社会环境出发理解此问题。以此体现史由证来、论从史出的史学认识方法。由于对该问题的认识需要学生的批判性思维的品质，对刚刚进入高一的同学来讲有一定的难度。故将此作为本课的难点。
[教学设计]
导入新课
教师讲述：中国现代历史学家陈寅恪曾评论：“华夏民族之文化历数千载之演进，造极于赵宋之世。”
以此对宋代科技的辉煌作铺垫。
问题一：如何证明陈寅恪的观点？
学生回答后，教师补充整理宋代科技代表性成就。
答案要点：
（1）活字印刷：
A：发明：北宋时毕昇发明泥活字印刷，用粘土烧成陶字排版印书。
B：发展：元朝王祯的《农书》最早记载了木活字。后来又采用了铜、铅制作的活字。
C：传播：活字印刷在十三世纪走出中国，传入朝鲜、日本等国。朝鲜人民发挥自己的聪明才智，推陈出新，将木活字改为铜活字，铸成了二三百万个铜活字，并在1436年铸成了世界上最早的铅活字。约十五世纪活字印刷传入欧洲国家。1456年德国使用古腾堡铅活字印成了欧洲第一部活字印本《四十二行本圣经》，比毕昇的发明晚四百多年。活字印刷又从德国传遍欧洲，为欧洲的科学文明走出中世纪漫长的黑夜，以及社会文化突飞猛进的发展提供了重要的技术条件，为推动世界历史的进程打下了基础。
（2）火药武器：
A：发明：古代炼丹家炼制丹药时发明。
B：唐中期制成火药的方法：（硝石、硫磺、木炭。）；唐末开始用于军事。
C：宋元：火药制作配方渐趋成熟。并出现火器、突火枪、火铳等武器。
D：外传：13世纪火药随蒙古国西征传入阿拉伯地区，并由阿拉伯人传到欧洲。
（3）指南针：
A：战国时发明司南。
B：后人们用磁针指南，制成指南针。
C：北宋用于航海事业。
“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针。”
——北宋《萍州可谈》
D：南宋向外传播，经阿拉伯人传到欧洲，为欧洲航海家发现美洲和实现环球徼行，提供了重要条件。
（4）天文学：
宋代苏颂与韩公廉发明了世界上第一台天文钟——水运仪象台。是现代天文台的先驱。并对工业革命时期器械动力的发明起了推动作用。
（5）数学：
A ：北宋的贾宪提出“开方作法本源”即“贾宪三角”。
B： 南宋的秦九韶发明“大衍求一术”求解一次同余组的一般计算步骤。即“中国剩余定理。”
（以上两项成就比西欧同样的定理早五六百年。）
C ：金元之际的李冶提出“天元术”，标志着中国数学中符号代数学的诞生。
（6）建筑：
李诫：《营造法式》——世界上最早、最完整的建筑手册。
（7）《梦溪笔谈》——科技成就的总结性著作：
A：成书过程：沈括集科学研究、社会考察、文史典故、街头巷议等，兼收并蓄写作而成。
B：内容：包括首次发现地磁偏角，最早认识到石油的用途、“十二气历”在内的数学、物理、化学、水利、气象、历法、制图、医药、动植物等。
C：评价：科技成就的总结性著作，被誉为中国科学史上的里程碑。
教师解释：以上罗列的只是宋代科技成就的一部分，而非全部。据《自然科学大事年表》统计,公元1000年以前,全世界重大科技成就共计231项,其中由中国发明的为135项,占58%以上，到公元1500年为止,在世界重大科技成就中,中国占58%。
3、问题拓展：对宋代科技辉煌的原因分析，传统认识有如下几种观点：
A、宋朝科技的发展是建立在唐朝学术高度发达的基础上，起点水平高；B、国家的统一,有利于各地区之间政治、经济、文化的交流，促进了科学技术事业的发展；C、宋朝手工业的发展，商品经济的繁荣活跃，为科学技术的发展创造了条件；D、宋朝时期，民族融合、对外交往的进一步加强，各族人民共同创造了灿烂的科学文化。对此，你有何疑问？
教师旨在引导学生思考：上述观点中有些因素在宋朝以前就出现了，从而引出下一问题。
4、问题延伸：如何从宋代特殊的科技环境出发印证宋元科技的辉煌？
教师出示材料，师生共同讨论。
出示材料一：（资料附录）
答案要点：北宋思想界普遍形成自由争鸣的良好风气，并为怀疑批判的科学精神所主导。
教师补充介绍：自仁宗至北宋末年，北宋朝廷至少下令制造了五台大型的浑仪。它们依次是：仁宗皇枯初年制造的皇枯新浑仪；神宗熙宁年间沈括主持制造的熙宁浑仪；神宗元丰年间欧阳发设计制造的元丰浑仪；哲宗元枯年间苏颂、韩公廉主持制造的元枯浑天仪象以及随后进一步改进而成的元裕浑天仪。有充分的历史记载显示，每一座新的浑仪的制造，都可以说是为了纠正前一座的不尽人意之处而进行的。正是在这种不因循守旧的怀疑精神的鼓舞和激励下，苏颂乃下决心制造一座更为精确的新浑仪。
出示材料二：（资料附录）
答案要点：当时政治领域内的官僚制度改革和经济领域内的赋税制度改革对于科技的间接促进作用。当时朝野上下一大批怀抱儒家政治理想，以天下为己任，主张积极入世的儒者和官员忧心忡忡于北宋的命运和前途，“患法之不变”，或著书立说，或上言朝廷，强烈要求变革政风，以扭转大宋王朝的颓势。他们把这种心灵的诉求转化为实际的行动，在北宋政坛掀起剧烈的改革运动，这种经世致用价值观及其实践对于科技的发展起了推动作用。
出示材料三：（资料附录）
答案要点：科举制度的改革推动科技的发展。由于科技官员在政府中的增多，使政府更加重视科技。
教师进一步设问：为何上述现象都能在宋代出现呢？
答案要点：重文政策；社会相对安定；社会环境相对宽松；兴农重商的社会风气；对外文化交流频繁等。
教师概括总结：综上所述，宋朝特定的政治、经济、文化环境造就了此时科技的辉煌。此外，科技有继承性一面，宋代科技发展的起点水平高，它是建立在唐朝学术高度发达的基础之上的。
5、课后延伸：宋代科技辉煌后的发展趋势如何？对这一现象应如何看待？
6、推荐书目：
李约瑟：《中国科学技术史》北京，科学出版社，1975——1978
毕剑横：《中国科学技术史概述》成都，四川省社会科学院出版社，1985
王鸿生：《中国科技小史》北京，中国人民大学出版社，2004
［资料附录］
材料一：“臣切以仪象之法，度数备存，而日官所以互有论诉者，盖以器未合古，名亦不正。至于测候需人运动，人手有高下，故厘度亦从而转移。是使竞各指得失，终无定论。”
——《苏颂给哲宗皇帝的奏折》
材料二：要解决贪官从工程建设中贪污的问题，就必须严格制定建筑工程标准，要解决农民夫役过重的问题，就要严格确定农民的劳动标准。这就是王安石变法中下令编修《营造法式》的背景。
——管成学：《宋代的科技与改革初探》
材料三：仁宗以来科举制度在考试内容和取士科目上进行的改革，对于当时读书人的选择的影响，一是使他们由重视诗赋向重视策、论转变，一是使他们由只顾死记硬背经书注疏、“但知诵书”(王安石语)、“专取记诵，不询义理”(司马光语)向追求对经义的了解和掌握转变。一批有实际才能、掌握了一定的科技知识的读书人得以通过应考走入仕途。……曾公亮、苏颂、吕大防、沈括，就分别是仁宗天圣年间(1023一1031年)、仁宗庆历二年(1042年)进士、仁宗皇枯年间(1049一1053)进士、仁宗嘉枯八年(1063年)进士。
——郭红卫：《儒家文化背景下中国科学的发展》
［板书设计］
［训练设计］
阅读下列材料，回答问题。
材料一： 炼丹引爆图
材料二：宋代三种火药配方
材料三：南宋开庆元年（公元1259），宋军发明的管状火器。竹筒为枪身，内装火药、子弹。射程远达230米。这是世界第一种发射子弹的步枪。
材料四：“外国用火药制造子弹御敌，中国却用它做爆竹敬神；外国用罗盘针航海，中国却用它看风水。”
——1930年鲁迅在《电的利弊》中发表的评论
材料五：“对于科学史家来说，唐代却不如后来的宋代那么有意义。这两个朝代的气氛完全不同。唐代是人文主义的，而宋代则着重于科学技术方面……每当人们在中国的文献中查找一种具体的科技史料时，往往会发现它的焦点在宋代，不管在应用科学方面或纯粹科学方面都是如此。”
——李约瑟：《中国科学技术史》的导论
1．根据材料一、二、三的提示，概括火药武器的发明历程。
2．材料四中鲁迅的话语暗示了哪些信息？
3．材料四中鲁迅的观点和材料五中李约瑟的观点是否矛盾？为什么？
答案：
1．火药是古代炼丹家炼制丹药时发明的；唐中期制成火药的方法：（硝石、硫磺、木炭）；唐末开始用于军事；宋元时期火药制作配方渐趋成熟，并出现火器、突火枪、火铳等武器。
2．鲁迅的话语暗示了对当时中国旧学态度根深蒂固的抨击，强调中国古代先进科学技术未能充分发挥其推动社会进步的作用。
3．不矛盾。鲁迅的观点和李约瑟的观点实际上是从不同的角度对中国古代科技地位的评价。李约瑟强调宋代科技的辉煌地位，而鲁迅则侧重表达中国古代科技发明与西方科技发展路径的差异，由于种种因素的制约，未能充分推动社会的进步。我们应该用客观的、一分为二的观点看待宋代的科技地位。既要看到宋代科技辉煌的一面，但也不能过度。
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