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承上啟下的魏晉南北朝文化（一）
第24 課 承上啟下的魏晉南北朝文化（一） 教案之二
教學(xué)目標(biāo)
通過本課教學(xué)，使學(xué)生了解魏晉南北朝時(shí)期的重要科技成就：祖沖之和圓周率；賈思勰和《齊民要術(shù)》；酈道元和《水經(jīng)注》等。
通過魏晉南北朝時(shí)期重要科技成就的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合歸納能力；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(zhì)和文化修養(yǎng)。
通過教學(xué)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)：南北朝時(shí)期的科學(xué)成就承上啟下，在我國科技史上放射異彩，是中華民族貢獻(xiàn)給人類的一份寶貴財(cái)富。當(dāng)代青年應(yīng)繼承中華民族的優(yōu)良科技傳統(tǒng)，發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神，爭取為人類做出更大貢獻(xiàn)。
教材分析和教學(xué)建議
一、重點(diǎn)和難點(diǎn)
第21課、22課均介紹魏晉南北朝時(shí)期的文化，屬姐妹篇。其中本課重點(diǎn)介紹這一時(shí)期的科技成就，展現(xiàn)了本時(shí)期我國在數(shù)學(xué)、農(nóng)學(xué)、地理學(xué)等方面的突出成就。
“祖沖之和圓周率”是本課的重點(diǎn)。祖沖之是十分博學(xué)和深邃的科學(xué)家，他在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、機(jī)械制造方面均有過重要貢獻(xiàn)。其中推算圓周率精確到小數(shù)點(diǎn)以后七位數(shù)字是他最主要的貢獻(xiàn)。這項(xiàng)成果領(lǐng)先世界近千年。
圓周率及推算涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)概念和方法，是本課的難點(diǎn)。教師應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)祖沖之利用并發(fā)展了劉徽的“割圓術(shù)”，經(jīng)過高位數(shù)字的極艱苦、繁瑣的推算，終于取得光耀世界的先進(jìn)成果。要充分利用發(fā)揮活動(dòng)與探究1及“神奇的小棍”的作用。
二、教法建議
1．教師可生動(dòng)介紹引言中關(guān)于月球上有一座環(huán)形山和太陽系中有一顆小行星均以祖沖之命名的令中國人深感驕傲的事實(shí)，啟發(fā)學(xué)生對(duì)祖沖之這位世界文化名人及以他為代表的魏晉南北朝優(yōu)秀科技成果的重視。
2．教師應(yīng)認(rèn)真解釋本課標(biāo)題。說明標(biāo)題中的“承上啟下” 的內(nèi)涵是指魏晉南北朝的文化上承兩漢、下啟隋唐，是一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折時(shí)期。
3．教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生回憶魏晉南北朝時(shí)期北方民族大融合、南方經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的總趨勢，思考這一歷史趨勢與本階段重要科技成就的取得有何內(nèi)在聯(lián)系。教師可根據(jù)學(xué)生回答的具體情況做必要的闡釋或補(bǔ)充，并投影結(jié)構(gòu)圖示。4．教師可安排學(xué)生認(rèn)真閱讀教材，自己概括歸納祖沖之的主要成就及著作，并找出他在數(shù)學(xué)方面的最主要成就。
5．教師應(yīng)重點(diǎn)講解祖沖之在數(shù)學(xué)方面特別是在推算圓周率方面的突出成就。首先要向?qū)W生說明圓周率是圓周與直徑的比例，對(duì)測算圓的周長和面積有重要意義。自古以來，人類一直在孜孜探求其接近數(shù)值。中國古代的《周髀算經(jīng)》說“周三徑一”；西漢劉歆求得3．1547；東漢張衡求出3．16；曹魏劉徽求得3．14等。祖沖之利用并發(fā)展劉徽創(chuàng)造的“割圓術(shù)”，把四周率推算到小數(shù)點(diǎn)以后七位數(shù)字，超越了前人的成就，做出了不起的貢獻(xiàn)。祖沖之這項(xiàng)成果領(lǐng)先世界近一千年。日本學(xué)者曾建議把圓周率命名為祖率，以紀(jì)念這位杰出的中國學(xué)者。教師應(yīng)以祖沖之的卓越貢獻(xiàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育。結(jié)合教材，讓學(xué)生思考討論祖沖之最值得學(xué)習(xí)的地方是什么。
6．“賈思勰和《齊民要術(shù)》”一目，可先讓學(xué)生回憶兩件中國古代在農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)方面為世界作出貢獻(xiàn)的史實(shí)，說明中國自古有發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)。然后教師先簡介賈思勰的生平事跡，再讓學(xué)生閱讀課文，概括《齊民要術(shù)》的內(nèi)容及評(píng)價(jià)。教師可做些必要的補(bǔ)充說明。
7．教師提出問題：“為什么說《齊民要術(shù)》是一部承上啟下的農(nóng)學(xué)著作？”要求學(xué)生結(jié)合教材正文與小字進(jìn)行回答。教師可適當(dāng)補(bǔ)充些史實(shí)，如《齊民要術(shù)》引用過一百五六十種書，有些書現(xiàn)已失傳，幸虧《齊民要術(shù)》保留了這些書的部分內(nèi)容以及《齊民要術(shù)》對(duì)后世影響等。
8．學(xué)生閱讀“酈道元和《水經(jīng)注》”一目課文，思考回答教師提出的問題：“《水經(jīng)注》的性質(zhì)、內(nèi)容及文字特色？”為幫助學(xué)生理解本目課文，教師在講述時(shí)應(yīng)具體說明：大約在漢魏的時(shí)候，我國出現(xiàn)一部以全國水道為綱的地理著作《水經(jīng)》。酈道元認(rèn)為許多古代地理書籍的記載過于簡單，不能全面詳盡地把祖國地理、歷史、風(fēng)土人情的情況描述下來。于是，他選擇《水經(jīng)》作底本，采用作注的形式，撰寫一部綜合性的地理專著。這部巨著對(duì)后世有廣泛的影響。它不僅受到后世地理學(xué)家的重視，也為考古學(xué)家、歷史學(xué)家、農(nóng)田水利學(xué)家、文學(xué)家所重視。
9．如時(shí)間允許，教師可指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并填寫魏晉南北朝重大科技成果簡表。也可讓學(xué)生在課下完成。
三、學(xué)法指導(dǎo)
1．教師指導(dǎo)學(xué)生回憶魏晉南北朝時(shí)期的階段特征：北方民族大融合，南方經(jīng)濟(jì)大發(fā)展。引導(dǎo)學(xué)生從歷史唯物主義的高度思考這一階段的時(shí)代特征與本課內(nèi)容“魏晉南北朝文化”的內(nèi)在因果聯(lián)系，使歷史知識(shí)建立在科學(xué)系統(tǒng)之上。這一系統(tǒng)認(rèn)識(shí)可概括為下述認(rèn)識(shí)圖式：
2．本課課文中介紹的古代科學(xué)家身上有許多值得我們學(xué)習(xí)的治學(xué)和做人的品質(zhì)，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生從中吸取寶貴精神財(cái)富，提高自身的素質(zhì)。
四、問題探究
動(dòng)腦筋
祖沖之是我國古代偉大的科學(xué)家，你認(rèn)為他最值得你學(xué)習(xí)的地方是什么？
祖沖之是我國古代偉大的科學(xué)家，他有許多值得后人學(xué)習(xí)的優(yōu)秀品質(zhì)。其中最值得我們學(xué)習(xí)的地方是他的刻苦鉆研和創(chuàng)新的精神。
活動(dòng)與探究
1．動(dòng)動(dòng)手：用小刀把方木頭或鉛筆削成圓柱體。想一想，怎樣削最圓？然后判斷下列示意圖，哪一個(gè)圓形的周長最接近圓的周長？祖沖之計(jì)算圓周率，與這里的做法有何類似之處？
在木頭或鉛筆剖面先畫個(gè)內(nèi)切正多邊形，然后用小刀削去邊外木頭。邊數(shù)愈多，就愈接近圓形。這就是古人所用的割圓術(shù)。
正一百九十二邊形的周長最接近圓的周長。
祖沖之就是運(yùn)用這種割圓術(shù)來計(jì)算圓周率的。
2．制表：你能否圍繞魏晉南北朝的科學(xué)成就，制作一個(gè)簡明扼要的表格？
人物
朝代
稱謂
主要著作
主要科技成就
祖沖之
南朝
著名數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家
《綴術(shù)》
在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、機(jī)械制造方面均有很大成就，其中最突出的是把圓周率精確地推算到小數(shù)點(diǎn)之后七位數(shù)字，較國外早近千年
賈思勰
北朝（北魏和東魏）
著名農(nóng)學(xué)家
《齊民要術(shù)》
總結(jié)我國北方勞動(dòng)人民生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，提倡改革生產(chǎn)技術(shù)和工具，編成我國現(xiàn)存第一部完整農(nóng)業(yè)科學(xué)著作，在世界農(nóng)學(xué)史上占有重要地位
酈道元
北魏
杰出的地理學(xué)家
《水經(jīng)注》
寫出綜合性地理學(xué)專著。以水道系統(tǒng)為綱，詳細(xì)介紹江河流經(jīng)地區(qū)的山川城鎮(zhèn)，地形物產(chǎn)、風(fēng)土人情、歷史古跡
參考資料
劉徽提出計(jì)算圓周率的正確方法
劉徽，魏晉時(shí)期著名數(shù)學(xué)家。曹魏末年，他撰成《九章算術(shù)注》9卷，提出了計(jì)算圓周率的正確方法——割圓術(shù)�！毒耪滤阈g(shù)》說“周三徑一”，即圓周率的近似值為3。劉徽認(rèn)為這太不精確，指出“周三徑一”不是圓周率，而是圓內(nèi)接正六邊形的周長與直徑的比值。劉徽發(fā)現(xiàn)圓內(nèi)接多邊形的邊數(shù)無限增加時(shí)，多邊形周長就無限逼近圓的周長，從而創(chuàng)立割圓術(shù)，他說：“割之彌細(xì)，所失彌少，割之又割，以至于不可割，則與圓合體而無所失矣�！眲⒒諒膱A內(nèi)接正六邊形算起，相繼算出正十二邊形、正二十四邊形，直至正九十六邊形的邊長，求出正一百九十二邊形的面積，得出圓周率為3．14的結(jié)論。后來，他又計(jì)算出圓內(nèi)接正三千零七十二邊形的面積，得到了更精確的圓周率，即圓周率為3．1416。劉徽運(yùn)用了初步的極限概念，并提出了割圓術(shù)，這在當(dāng)時(shí)世界上是最先進(jìn)的。
祖沖之
祖沖之（429—500），我國古代杰出的數(shù)學(xué)家。字文遠(yuǎn)。河北涿鹿（今河北淶水縣北）人。西晉末年，祖家從北方南遷。他曾任劉宋南徐州（今江蘇鎮(zhèn)江）刺史從事，婁縣（今江蘇昆山）縣令；蕭齊長水校尉，掌管禁衛(wèi)軍守衛(wèi)京城。曾寫過《安邊論》，建議齊明帝“開屯田，廣農(nóng)殖”。但他的主要成就是在自然科學(xué)方面，尤其是對(duì)圓周率數(shù)值的精確計(jì)算。祖沖之是世界上著名的大科學(xué)家。他的彩色大理石雕像鑲嵌在蘇聯(lián)莫斯科大學(xué)“世界大科學(xué)家陳列”的走廊上。
祖沖之最突出的貢獻(xiàn)
祖沖之是大科學(xué)家，在數(shù)學(xué)、天文歷法、機(jī)械制造方面都有巨大貢獻(xiàn)。他33歲時(shí)提出的“大明歷”，是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的歷法，糾正了當(dāng)時(shí)通行的“元嘉歷” 的誤差。他重造了指南車，發(fā)明了千里船和水碓磨，促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展。但他最突出的貢獻(xiàn)是，在世界上第一次把圓周率的數(shù)值，精確地推算到小數(shù)點(diǎn)以后的第七位數(shù)字，即3．1415926和3．1415927之間。據(jù)《隋書·律歷志》記載：“古之九數(shù)，圓周率三，圓徑率一，其術(shù)疏舛。自劉歆、張衡、劉徽、王蕃、皮延宗之徒，各設(shè)新率，未臻折衷。宋末，南徐州從事史祖沖之，更開密法，以圓徑一億為一丈， 圓周盈數(shù)（過剩近似值）三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽，朒數(shù)（朒，nu。朒數(shù)，不足近似值）三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽，正數(shù)在盈、朒二限之間。密率，圓徑一百一十三，圓周三百五十五。約率，圓徑七，周二十二。又設(shè)開差冪，開差立，兼以正圓參之。指要精密，算氏之最者也。所著之書，名為《綴術(shù)》，學(xué)官莫能究其深?yuàn)W，是故廢而不理�！�
圓周率
圓周率，是圓的周長同直徑的比率，通常用希臘字母“π”來表示。圓周率應(yīng)用廣泛，在天文、歷法、機(jī)械等各學(xué)術(shù)領(lǐng)域，只要涉及到圓的問題，都要運(yùn)用到圓周率。圓周率是永遠(yuǎn)除不盡的無窮小數(shù)。求圓周率精確的程度，標(biāo)志著古代數(shù)學(xué)水平和科學(xué)水平所能達(dá)到的程度。
祖沖之計(jì)算圓周率精確數(shù)值比外國要早一千年左右
我國東漢時(shí)期的科學(xué)家張衡，三國時(shí)期的數(shù)學(xué)家劉徽等，計(jì)算圓周率都取得了巨大成就。祖沖之繼承前人的成果，把圓周率推算到3．1415926和3．1415927之間，是世界上第一個(gè)把圓周率的數(shù)值，準(zhǔn)確推算到小數(shù)點(diǎn)以后七位數(shù)字的杰出數(shù)學(xué)家。直到15世紀(jì)阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家阿爾·卡西才超過他的成果。但是，阿爾·卡西比祖沖之晚了近一千年。歐洲直到16世紀(jì)才由德國人奧托和荷蘭人安托尼茲重新算出這一數(shù)值，他們比祖沖之晚了一千一百多年。
祖沖之收集和閱讀了古代大量的天文、數(shù)學(xué)文獻(xiàn)
在祖沖之以前，我國古代天文和數(shù)學(xué)方面的文獻(xiàn)主要有：戰(zhàn)國時(shí)期楚人甘德著《天文星占》八卷，魏人石申著《天文》八卷，后人把這兩部著作合為一部，叫《甘石星經(jīng)》，是世界上最早的天文學(xué)著作�！断男≌肥菓�(zhàn)國時(shí)編成的一部歷法書，基本上保存了夏歷，即以冬至后二月為正月，比較符合一年四季的變化，是當(dāng)時(shí)世界上最進(jìn)步的歷法�！吨荀滤憬�(jīng)》編寫于公元前1世紀(jì)前，《九章算術(shù)》西漢成書�！妒酚洝分械奶旃贂�，記載了許多天文學(xué)現(xiàn)象。此外，秦朝有《顓頊歷》，漢武帝時(shí)有《太初歷》《三統(tǒng)歷》，劉洪撰《乾象歷》，張衡著《靈憲》。這些天文歷法數(shù)學(xué)方面的文獻(xiàn)，對(duì)祖沖之很有幫助。
圓周率數(shù)值的推算
我國古代勞動(dòng)人民在生產(chǎn)實(shí)踐中，摸索出圓周與直徑的比例，大體為三比一。以后，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)圓周率數(shù)值的推算也日益準(zhǔn)確。從西漢劉歆到齊梁祖沖之，不少人為推算圓周率數(shù)值做出過貢獻(xiàn)。劉歆（？—23），字子駿，后改名秀，字穎叔。任中壘校尉，整理文藝群書，對(duì)經(jīng)籍目錄學(xué)做出了貢獻(xiàn)。王莽建新政權(quán)，歆任國師，后因參與謀殺王莽事件，事敗自殺。通曉天文律歷，著有三統(tǒng)歷譜。劉徽，魏晉時(shí)數(shù)學(xué)家。魏景元四年前后，注九章算術(shù)十卷，撰九章重差圖一卷，創(chuàng)造測望推算的方法。他的主要發(fā)明是用割圓木求圓周率，計(jì)算圓內(nèi)接正3072邊形的面積，求得圓周率為3．1416。何承天（370—447），南朝宋天文學(xué)家，東海郯人。元嘉時(shí)為著作佐郎，撰修宋書，未成而死。他博通經(jīng)史，精天文律歷，曾上表指出沿用的景初乾象歷法疏漏不當(dāng)，奏請(qǐng)改歷，稱元嘉歷，對(duì)后世歷法影響很大。
賈思勰
賈思勰，我國古代杰出的農(nóng)學(xué)家。山東益都人。在北魏末年當(dāng)過高陽（今山東淄博市西北）太守。他研究前人有關(guān)農(nóng)業(yè)的著作，搜集民謠農(nóng)諺，訪問有經(jīng)驗(yàn)的老農(nóng)，在實(shí)際生產(chǎn)斗爭中作了細(xì)心的觀察和比較，寫出了《齊民要術(shù)》一書。該書是當(dāng)時(shí)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)的總結(jié)，據(jù)此書我們得以知道當(dāng)時(shí)農(nóng)業(yè)科學(xué)的發(fā)達(dá)。該書所載，有現(xiàn)在還有用的，有可作為借鑒的。所以，這部書是我國寶貴的科學(xué)文化遺產(chǎn)。
《齊民要術(shù)》
《齊民要術(shù)》是我國現(xiàn)存最古、最完整的一部農(nóng)書。全書92篇，分為10卷，約11萬字，包括農(nóng)藝、園藝（蔬菜和果樹的栽培）、林木、畜牧（家禽、家畜的飼養(yǎng)）、養(yǎng)魚和農(nóng)產(chǎn)品制造（如釀造、食品加工）及其他農(nóng)業(yè)、手工業(yè)等；其中，農(nóng)藝和園藝占了重要篇幅。從西周以來，我國在農(nóng)業(yè)和手工業(yè)方面已經(jīng)獲得的知識(shí)和技術(shù)，在該書中都做了總結(jié)性的敘述。在農(nóng)作物的栽培和種植方面，《齊民要術(shù)》強(qiáng)調(diào)“順天時(shí)，量地利，則用力少而成功多”。書中記載了主要農(nóng)作物粟、黍、稷的播種日期，介紹了怎樣選種、浸種和給水稻催芽技術(shù)，以及輪作和套種的經(jīng)驗(yàn)。該書在強(qiáng)調(diào)因地、因時(shí)制宜的同時(shí)，對(duì)土壤的改良和耕作技術(shù)（耕、鋤等）也十分重視，提出要經(jīng)常保持土壤中所含有的適量水分，增強(qiáng)土壤肥力，要利用農(nóng)作物吸收養(yǎng)料的不同，進(jìn)行作物的輪作、間作、混作和套作。應(yīng)當(dāng)指出，該書中提出了綠肥輪作的方法。當(dāng)時(shí)歐洲還廣泛實(shí)行輪換休耕的耕作方法，直到19世紀(jì)30年代以后，歐洲人在農(nóng)業(yè)上才實(shí)行綠肥輪作制。在蔬菜栽培方面，認(rèn)為應(yīng)高度利用土地，生產(chǎn)上要糞大水勤。在果樹種植方面，詳細(xì)介紹了嫁接法。在家畜飼養(yǎng)方面，注意喂料和喂水。該書中還詳細(xì)介紹了二十多種造酒的方法。該書引用有關(guān)著作156種，在我國農(nóng)學(xué)史和世界農(nóng)學(xué)史上均占有重要地位。
酈道元
酈道元（？—527），北魏范陽涿縣（今河北涿州市）人。為御史中尉，后任關(guān)右大使。雍州刺史蕭寶寅反，被執(zhí)遇害。性好學(xué)，注意地理學(xué)。搜集大量地理、歷史材料，引用地方流傳的神話和傳說，寫成了《水經(jīng)注》一書。
《水經(jīng)》
《水經(jīng)》，我國古代地理名著，漢朝桑欽著。書中記述我國137條河流水道，系統(tǒng)地以水道為綱，記述其源流和流經(jīng)地方，確立了因水證地的方法。
《水經(jīng)注》
《水經(jīng)注》，我國古代地理學(xué)名著，40卷。酈道元為《水經(jīng)》作注而成。該書中水道增加到1250條，注文20倍于原書，引用書目多達(dá)四百多種，大大豐富了《水經(jīng)》的內(nèi)容�！端�(jīng)注》系統(tǒng)描述了黃河、長江、淮河等主要水系的源流脈絡(luò)、古今變遷及水利開發(fā)。并以水道為綱，記載沿河所經(jīng)地區(qū)山陵、原隰、水文、氣候、土壤、植被等自然現(xiàn)象，以及城邑、關(guān)津的建置沿革、興衰過程，還有有關(guān)的歷史人物、歷史事件、神話傳說等等，幾乎包括所有歷史地理的內(nèi)容。在輾轉(zhuǎn)抄錄流傳中，《水經(jīng)注》的經(jīng)文與注文出現(xiàn)許多混淆與舛誤。清朝乾嘉學(xué)者對(duì)《水經(jīng)注》進(jìn)行了大量的�？惫ぷ�，如全祖望著《全校水經(jīng)注》，趙一清著《水經(jīng)注釋》，戴震�！端�(jīng)注》。近代楊守敬、熊會(huì)貞又著《水經(jīng)注疏》，注明酈注征引故實(shí)，詳述酈注所敘水道的遷流，訂正全、趙、戴諸家校釋，是一部有關(guān)《水經(jīng)注》的很好的參考書。
《水經(jīng)注》對(duì)三峽兩岸猿聲的描寫
譯成白話為：空曠的山谷里傳來猿叫的聲音，那樣哀婉，久久不絕。打魚的人唱歌道：巴東三峽巫峽最長，猿叫三聲就使人淚沾衣裳。
圖畫說明
古代骨算籌
這是1971年陜西千陽縣出土的西漢骨質(zhì)算籌，是目前所見到的最早的算籌。算籌是我國最早的計(jì)算工具，早在春秋時(shí)期已經(jīng)出現(xiàn)了。當(dāng)時(shí)除了骨質(zhì)算籌外，還有木質(zhì)、鐵質(zhì)、銅質(zhì)等各種材料。人們計(jì)算時(shí)用算籌擺成橫式、縱式兩種。橫式表示十位、千位、十萬位……縱式表示個(gè)位、百位、萬位……依次類推，縱橫相間，便能表示各種數(shù)字。如果遇到“零”則不擺算籌，讓這位數(shù)字空著，圖中右側(cè)的算籌表示的數(shù)字是1976。算籌在我國古代使用了近二千年，逐漸被珠算所代替。
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