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清朝的文化（一）自然科學(xué)技術(shù)的成就
清朝的文化（一）——自然科學(xué)技術(shù)的成就 教案（一）北京市第九中學(xué) 高級教師 洪朝宗
（一）教學(xué)目的
要求學(xué)生掌握的基礎(chǔ)知識主要有：王錫闡和《曉庵新法》；吳其浚和《植物名實(shí)圖考》；李善蘭與《方圓闡幽》；徐壽、華蘅芳制成中國第一臺蒸汽機(jī)；詹天佑與京張鐵路；馮如制成世界先進(jìn)水平的飛機(jī)。
要求學(xué)生認(rèn)識：1.清代科學(xué)家王錫闡、吳其浚在天文、生物領(lǐng)域所作出的貢獻(xiàn)表明，即使在封建社會后期我國也不乏人材。2.在半殖民地半封建社會的中國，李善蘭、徐壽、華衡芳、詹天佑、馮如的成就猶如凌寒獨(dú)開的梅花，長了中華民族的志氣，說明中華民族具有發(fā)展近代科技的聰明才智。3.清代科學(xué)家不迷信古人和洋人，努力學(xué)習(xí)世界先進(jìn)技術(shù)，刻苦鉆研，勇于創(chuàng)新的精神及詹天佑、馮如等熱愛祖國，努力為國爭光，為中華民族爭氣的赤子之心.永遠(yuǎn)是我們學(xué)習(xí)的榜樣。
能力培養(yǎng)：
在教師指導(dǎo)下，通過對清朝自然科學(xué)和技術(shù)成就的學(xué)習(xí)和課內(nèi)思考題的回答，培養(yǎng)學(xué)生綜合歸納與分析問題的能力以及從歷史人物的優(yōu)秀品質(zhì)中吸取教益、加強(qiáng)自身修養(yǎng)的能力。
教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.本課重點(diǎn)：詹天佑和京張鐵路；飛機(jī)設(shè)計師馮如。
2.本課難點(diǎn)：王錫闡、李善蘭的條目中均涉及到復(fù)雜的自然科學(xué)概念；京張鐵路涉及到復(fù)雜的技術(shù)問題。
教具準(zhǔn)備
課前準(zhǔn)備好京張鐵路投影圖片。
板書設(shè)計
一、王錫闡和《曉庵新法》
1.清代著名天文學(xué)家王錫闡
2.《曉庵新法》中的發(fā)明和創(chuàng)造——計算金星、水星凌日
二、吳其浚和《植物名實(shí)圖考》
1.清朝中期的植物學(xué)家吳其浚
2.《植物名實(shí)圖考》插圖精確，開現(xiàn)代植物學(xué)先聲
三、李善蘭、徐壽和華蘅芳
1.數(shù)學(xué)家、翻譯家李善蘭和《方圓闡幽》
2.譯書出名的徐壽、華蘅芳制成中國第一臺蒸汽機(jī)
四、詹天佑和京張鐵路
1.近代杰出的鐵路工程師詹天佑
2.京張鐵路修建成功
五、飛機(jī)設(shè)計師馮如
1.近代愛國設(shè)計師馮如
2.馮如制成世界先進(jìn)水平的飛機(jī)
（二）教學(xué)過程
〔導(dǎo)入新課〕
提問：叫兩名同學(xué)，分別到黑板前列舉中國古代在天文、數(shù)學(xué)方面的偉大成就（每人至少寫三點(diǎn)成就），激發(fā)學(xué)生對中國古代科技文化偉大成就的回憶。然后教師指出清朝文化與古代有些不同的背景和特點(diǎn)，再叫一名學(xué)生朗讀第19課教材前的提示。
學(xué)生讀后，教師進(jìn)一步指出：在中國科技文化史的長河中，清朝文化處于低谷，不過，在當(dāng)時較為嚴(yán)峻的社會環(huán)境中閃現(xiàn)出的一些文化成就猶如凌寒獨(dú)開的梅花，越發(fā)顯得可貴。
清朝的文化分三節(jié)課講授，今天先講自然科學(xué)技術(shù)的成就。
〔講授新課〕
一、王錫闡和《曉庵新法》
我們的祖先在天文學(xué)研究領(lǐng)域是富有成果的。剛才，同學(xué)們已回憶過中國古代天文學(xué)的某些成果。16世紀(jì)的歐洲，隨著資產(chǎn)階級文化的興起，天文學(xué)方面也取得了一些突出成果，涌現(xiàn)出了象哥白尼等的大天文學(xué)家。王錫闡生活在17世紀(jì)，是我國清初著名天文學(xué)家。他能夠深入研究中、西天文學(xué)的成果，吸取二者之長處。而他最可貴之處，在于他不迷信古人和洋人，因此有所發(fā)明和創(chuàng)造。他寫出了《曉庵新法》一書。書中吸取中、西天文學(xué)優(yōu)點(diǎn)，有所發(fā)明創(chuàng)造。其中計算金星、水星凌日的方法是他的發(fā)明。所謂“凌日”就是金星、水星在太陽表面上的投影。請同學(xué)們打開教材，閱讀本目注解①對“凌日”的解釋。本目中的小字是介紹王錫闡在食分問題上糾正西方天文學(xué)家的錯誤，正好說明他不迷信洋人，同學(xué)們可在課下閱讀一下。
二、吳其浚和《植物名實(shí)圖考》
同學(xué)們，我國明代有位醫(yī)藥學(xué)家叫什么名字？（學(xué)生應(yīng)該答出：叫李時珍。）他寫了一部總結(jié)性的藥物學(xué)巨著是什么？（學(xué)生應(yīng)該答出：叫《本草綱目》。）同學(xué)們說得對，《本草綱目》不僅是總結(jié)性的藥物學(xué)巨著，對植物學(xué)研究也有重要參考價值，從這一角度看，也是一部有關(guān)植物學(xué)的巨著。清朝中期，有位著名的植物學(xué)家叫吳其浚。他宦跡半天下，每到一處，都親自考察植物。他編寫的《植物名實(shí)圖考》記載植物1700多種，所記載的植物比《本草綱目》增加500多種。吳其浚對他所記載的植物進(jìn)行了詳細(xì)的考查，對每種植物的形態(tài)、顏色、性味、用途和產(chǎn)地均有描述；尤其著重植物的藥用價值及同物異名或同名異物的考訂。他糾正了前人記述植物的許多錯誤。書中還附有精確的植物插圖。這是一部開現(xiàn)代植物學(xué)先聲的專著。下面請大家觀看教材中的《植物名實(shí)圖考》插圖。同學(xué)們看看這幅插圖有何特點(diǎn)？圖中的植物是“芋”。此圖是在芋新鮮狀態(tài)時繪制的，所以非常逼真，而且是根、莖、葉、花，全株繪制下來，頗能反映芋的特征。正由于《植物名實(shí)圖考》中的插圖“刻繪尤極精審”，所以受到中外學(xué)者的高度評價。插圖尤極精審是該書的一大特色。
三、李善蘭、徐壽和華蘅芳
1.數(shù)學(xué)家、翻譯家李善蘭和《方圓闡幽》
剛才提問時，同學(xué)們回顧了我國古代數(shù)學(xué)的某些杰出成就�？墒堑搅私S著西方數(shù)學(xué)新成就的出現(xiàn)，中國數(shù)學(xué)顯得落后了許多。但仍有些不甘落后的數(shù)學(xué)家取得一些成就。李善蘭就是其中最杰出的一個。請大家欣賞教材中李善蘭的畫像。（結(jié)合插圖講）李善蘭是清朝杰出的數(shù)學(xué)家、翻譯家，他生活的時代正是我國從封建社會轉(zhuǎn)變?yōu)榘胫趁竦匕敕饨ㄉ鐣膭邮帟r期。在艱苦的歲月中，他寫出許多數(shù)學(xué)著作，晚年任同文館算學(xué)總教習(xí)。李善蘭著的《方圓闡幽》一書，對我國數(shù)學(xué)科學(xué)作出貢獻(xiàn)。當(dāng)時李善蘭還未接觸到西方的微積分（近代西方一種高等數(shù)學(xué)）。他卻根據(jù)自己獨(dú)到的見解闡述了微積分的初步原理。英國人偉烈亞力也認(rèn)為李善蘭所著，“其理有甚近微分者”。同學(xué)們，李善蘭的這一成就說明什么？（教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生回答出：它說明中國人有發(fā)展近代科技的聰明才智。）即使沒有西方傳入微積分，中國數(shù)學(xué)也會通過自己特殊途徑，運(yùn)用獨(dú)特的思想方法，達(dá)到微積分，從而完成由初等數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)的轉(zhuǎn)變。李善蘭還曾同外國人合作，譯出一系列西方自然科學(xué)著作，把西方自然科學(xué)知識介紹到我國。書上小字是介紹李善蘭同英國人偉烈亞力合作翻譯西方數(shù)學(xué)著作的情況，同學(xué)們可在課下閱讀。
2.譯書出名的徐壽、華蘅芳制成中國第一臺蒸汽機(jī)
徐壽、華蘅芳是和李善蘭齊名的翻譯家、科學(xué)家。徐壽和華蘅芳合作，參閱外國資料，制成中國第一臺蒸汽機(jī)，又制成木殼輪船“黃鵠號”。這是近代科技史上的新成就。改良蒸汽機(jī)是英國人瓦特發(fā)明的。這一發(fā)明是人類生產(chǎn)力發(fā)展史上的一個里程碑。制成中國第一臺蒸汽機(jī)表明中國近代工業(yè)的開端。在制造木殼輪船的實(shí)踐中，華蘅芳、徐壽認(rèn)識到西方船堅(jiān)炮利是以先進(jìn)的自然科學(xué)作基礎(chǔ)，因而決心翻譯自然科學(xué)書籍。江南制造總局翻譯館是當(dāng)時最大的譯書機(jī)構(gòu)，是傳播近代自然科學(xué)的主要陣地。徐壽、華蘅芳都是翻譯館主要譯書人員。他們以譯書出名，其譯著內(nèi)容較李善蘭豐富，具有較高水平，影響較大。教材中有關(guān)徐壽、華蘅芳的二段小字主要是介紹徐壽翻譯活動中的一些創(chuàng)造發(fā)明與華蘅芳的愛國小故事，有助于對二位科學(xué)家的了解，同學(xué)們可在課下自己閱讀。
四、詹天佑和京張鐵路
1.中國近代杰出的鐵路工程師詹天佑
請大家打開教材，欣賞詹天佑的插圖。（學(xué)生邊看圖教師邊往下講）詹天佑是中國近代杰出的鐵路工程師，他少年時赴美留學(xué)，在美國讀完小學(xué)、中學(xué)后考入耶魯大學(xué)土木工程系學(xué)鐵路工程。歸國后，他曾完成外國工程師難以完成的灤河大橋，后來又當(dāng)京張鐵路的總工程師。本目中第一段小字是對詹天佑生平的部分介紹，請××同學(xué)給大家朗讀一下。
2.京張鐵路修建成功
詹天佑的主要成就是負(fù)責(zé)成功地修建了京張鐵路。（投影京張鐵路圖）該鐵路于1905年始建，清政府任命詹天佑為總工程師。詹天佑不辭勞苦，親自帶領(lǐng)工人和工程技術(shù)人員往返數(shù)次勘定三條路線，最后選定現(xiàn)行路線，即從豐臺北上西直門、沙河、經(jīng)南口、居庸關(guān)、八達(dá)嶺、宣化到張家口。由于清廷撥款有限，時間緊迫，詹天佑只好選定這條難度大的就近路線。不過這條線路有不少難關(guān)，特別是居庸關(guān)、八達(dá)嶺一帶，疊巒重嶂、懸崖峭壁，工程的難度為當(dāng)時國內(nèi)所僅有，世界所罕見。詹天佑克服資金不足，機(jī)器短缺、技術(shù)力量薄弱等困難，出色地完成八達(dá)嶺、居庸關(guān)兩處最艱難的隧道工程。其中八達(dá)嶺隧道長1091米，居庸關(guān)隧道長367米。在開鑿八達(dá)嶺隧道時，詹天佑創(chuàng)造了從中間開井、兩端相對開鑿的方法，加快了工程的進(jìn)度。1908年4月和5月接連鑿?fù)诉@兩處隧道工程。為了減緩路線坡度，確保行車安全，詹天佑在青龍橋設(shè)計出“人”字形路軌。1909年，京張鐵路全線通車。這是中國人自行設(shè)計和施工的第一條鐵路干線。請同學(xué)想一想：詹天佑是在什么樣的社會背景下修成這條鐵路的？詹天佑是在中國民族危機(jī)空前嚴(yán)重，中國科技十分落后，外國人諷刺中國工程師不可能修建鐵路的情況下修建這條鐵路的。詹天佑能克服重重困難修成京張鐵路有什么意義？（教師引導(dǎo)學(xué)生答出：為國家和民族爭了氣。）京張鐵路的建成，這也是中國人民反帝斗爭的勝利。詹天佑用自己的業(yè)績?yōu)橹腥A民族修建了一座反帝紀(jì)念碑。他的愛國精神永遠(yuǎn)值得后人學(xué)習(xí)和懷念。
本目教材后面的有關(guān)詹天佑給他美國老師的信寫得很好，我們請××同學(xué)給大家朗讀一下。剛才××同學(xué)朗讀得很好。這封信反映了詹天佑一心想著國家的高尚品質(zhì)，這是他能夠完成重要任務(wù)的思想動力，很值得我們學(xué)習(xí)。
五、飛機(jī)設(shè)計師馮如
中華民族早有飛上九宵的理想，據(jù)《墨子·魯問》記載，戰(zhàn)國時代的魯班曾用木片和竹片制成飛鳥。據(jù)說此鳥能飛上天，但那不過是人類征服空間的一種嘗試。真正的飛機(jī)只有在近代工業(yè)的條件下才能出現(xiàn)。它最早是由美國萊特兄弟發(fā)明的。馮如出生在半殖民地半封建的中國，卻不甘落后。他到美國后邊做工邊自學(xué)，努力鉆研西方技術(shù)，成為一名著名的飛機(jī)設(shè)計師。馮如為什么要研制飛機(jī)呢？請同學(xué)們從課文中找出答案。（學(xué)生應(yīng)當(dāng)找到：馮如設(shè)想，如果有千百架飛機(jī)守衛(wèi)國土，列強(qiáng)就不敢對中國輕舉妄動了。）馮如鉆研飛機(jī)設(shè)計和制造技術(shù)的道路是不平坦的。他經(jīng)歷了一次又一次失敗。有一次飛機(jī)升到數(shù)丈高空突然墜地，馮如僥幸死里逃生，但他毫不動搖，表現(xiàn)出一種頑強(qiáng)的意志。經(jīng)過幾年努力，他終于在1910年制成一架具有當(dāng)時世界先進(jìn)水平的飛機(jī)。在國際飛行比賽中，馮如駕駛自制的飛機(jī)榮獲第一名。請同學(xué)欣賞本目教材中的插圖《馮如和他制造的飛機(jī)》。
馮如事業(yè)成功后，拒絕美國高薪聘請，攜機(jī)回到祖國。后來，他在廣州一次飛機(jī)表演中不幸蒙難。
馮如死后，在他墜機(jī)犧牲處召開追悼大會，各界贈送許多挽聯(lián)，其中以廣東的文學(xué)家何淡如的一副最膾炙人口，這副義深情切的挽聯(lián)表達(dá)了當(dāng)時人們對馮如不幸失事罹難的惋惜和悼念。請××同學(xué)朗讀一下這副挽聯(lián)。
復(fù)習(xí)鞏固
清朝自然科學(xué)技術(shù)的成就講到此。下面，請同學(xué)們自己動手，列表歸納清朝科學(xué)家、工程師的成就。
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