教学目标
通过本课的学习，使学生了解明朝北京紫禁城、明长城、李时珍和《本草纲目》、宋应星和《天工开物》、徐光启和《农政全书》。
通过本课的学习，使学生认识明朝我国包括建筑在内的古典科技取得的杰出成就，仍居于世界先进水平，是人类科技百花园中的瑰宝。同时，分析总结出明朝我国科技发展的时代特点，即对传统古典科技的总结居多，对近代自然科学的运用和发展尚少，潜藏着发展停滞的危机。以此培养学生初步运用历史唯物主义，用历史的、发展的眼光看待问题的能力。
通过对明朝科技成就的认识，培养学生自尊自信，但不故步自封的民族情怀。通过选取对本课涉及的三位科学家事迹的介绍，探究他们取得杰出成就的原因，从而培养学生刻苦学习、勤于思索、脚踏实地、开拓进取的品质。
教材分析和教学建议
一、重点和难点
本课集中叙述了明朝古典科技的突出成就及其时代特点，时代特点寓于成就之中。清朝的科技成就相对逊色，已落后于西方，教材略而不述。
本课的重点是北京紫禁城及李时珍和《本草纲目》。徐光启和《农政全书》虽属教材中的小字部分，但徐光启学习西方先进科学技术的事迹，很具时代特色，教学中要给予应有的注意。
本课的难点是包括建筑在内的科技成就所体现的时代特点。北京紫禁城是我国现存最大最完整的古建筑群，其建筑成就，不仅表现为气势宏伟的三大殿及风格绮丽的角楼等，还包括其突出地体现皇权至上的设计思想。《本草纲目》《天工开物》和《农政全书》三部科学巨著，除《本草纲目》中的植物分类法、《农政全书》介绍的欧洲水利技术外，均少有近代自然科学的气息。对此，应在精选材料的基础上，指导学生对本课科技成就的时代特点加以分析和理解。
二、教法建议
1.教材从甘肃嘉峪关导入本课。教师可补充：“俗传当年建关时，匠师计算用料十分精确，竣工后只剩一砖。此砖今存西瓮城门楼后檐台之上。”(《中国名胜词典·嘉峪关》)以进一步调动学生的学习兴趣。
2.教师应充分利用现有条件，通过录像或照片，向学生展示午门、皇极门、三大殿、角楼、琉璃瓦顶、汉白玉栏杆、高大的城墙等实物形象，使学生形成紫禁城建筑特色的感性认识。
3.注重总体布局，是我国古代城市建筑艺术的传统。教师应在指导学生归纳紫禁城内建筑特色和明朝北京城布局特点的基础上，引导学生认识，其中包含着皇权至上的建筑设计思想。教师还可进一步通过展示天安门广场的照片，引导学生比较，明清时期的北京以紫禁城为中心，而今天人民共和国的首都北京则以天安门广场为政治重心，并相互交流站在紫禁城三大殿前和天安门广场上(或观看照片)的联想和感受(对能力可及的学生，可引导其探讨这一城市布局的变迁所包含的不同设计思想)。
4.天坛是世界建筑艺术中的一枝奇葩。如时间允许，可出示实物形象并做扼要介绍。
5.万里长城是举世公认的世界建筑奇迹之一。教师应充分利用现有条件，通过录像或照片，向学生展示秦汉长城和明长城的实物形象。应通过对明长城的城壕、烽燧、敌台、城堡、关隘的了解，使学生形成明长城是冷兵器时代完整的军事防御体系的认识。
6.出示紫禁城、长城的实物形象后，可开展下列活动：①组织学生用词语或短句对所见形象进行描述；②组织学生答出联想到的相关场景；③组织学生用词语或短句对所见形象产生的感受进行描述，以使学生通过历史形象思维来把握有关认识对象。
7.《本草纲目》《天工开物》和《农政全书》三部科学巨著，内容均十分丰富。课堂教学中不可能也不必做详尽的介绍，使学生了解其特点、成就和地位即可。
8.教师应围绕本课的教学目标，选取有关事迹，力求使三部科学巨著作者栩栩如生的形象、可贵精神及优秀品质展示在学生面前(这些精神和品质在八股取士的时代，更显得难能可贵)，并引导学生总结三位科学家成功的原因。
如：李时珍救死扶伤的崇高医德，不盲从古训的创新勇气，刻苦钻研的坚强意志，广泛实地考察的科学方法，亲尝曼陀罗的献身精神，不耻下问的谦虚态度，二十七年成书的坚韧毅力等。宋应星对只知追求功名利禄者的蔑视，对人与自然关系的精见卓识(《天工开物》书名就体现了这种认识)。徐光启利用外国传教士采用介绍西方科学知识笼络统治者以换取传教有利条件的做法，坚持从利国利民出发并一再敦促，终于使意大利传教士利玛窦答应先译《几何原本》一书(利玛窦口述，徐光启笔译)。
9.三部科学巨著在世界上影响巨大，但《本草纲目》和《天工开物》二书在我国却遭冷遇。《本草纲目》历经周折刊印面世的当年(1596年)，李时珍之子李建元遵照父亲使《本草纲目》为更多人服务的遗愿，献书于朝廷。然而，明神宗收到《本草纲目》和李建元的上疏后，只批了“书留览，礼部知道”七个字。《天工开物》具有极高的科学价值，明末清初即在日本广泛流传，后被译为法、德、英多种文字，受到许多国家重视，但在我国却由于封建制度对科学技术的桎梏而长期不传。对此，教师可引导学生探讨其中的原因。
三、学法指导
1.通过明朝紫禁城、北京城的教学过程，使学生知道可从技术和艺术两方面去品评古代建筑成就(青铜文化、陶瓷文化等亦然)。
2.指导学生将三部科学巨著的要点制表，训练用表格归纳历史知识的学习方法。
四、问题探究
动脑筋
1.比较一下，明长城与秦长城有何不同?
秦长城为土筑，明长城东段用条石和青砖砌筑。(如能用两张地图比较，从而答出明长城的位置较秦长城靠南，中段用土心砖(石)砌筑更好)
2.想想看，李时珍有哪些优秀品德值得你学习?
救死扶伤的崇高医德，不盲从古训的创新勇气，刻苦钻研的坚强意志，广泛实地考察的科学方法，亲尝曼陀罗的献身精神，不耻下问的谦虚态度，二十七年成书的坚韧毅力。
3.你认为宋应星强调人类要与自然相协调、人力要与自然力相配合对不对?女孩：“宋应星说的不对。只要通过人力和科学技术，什么资源都可以开发，什么东西都可以制造出来。”男孩：“宋应星说的很对。如果人与自然不相协调，就会破坏生态平衡，人类也无法生存。再说如果人力不与自然力互相配合，那也休想制造出什么东西，开发出什么资源。”他们谁说的对?谈谈你的看法。
宋应星的强调是对的。男孩说的对，女孩的话有合理成份，但立论错误。自然是人类赖以生存的环境，人与自然不相协调，意味着人不能适应生存环境或破坏了生存环境。如果不能适应生存环境，人类甚至不会出现。如果人为地破坏了人与自然的协调，则意味着破坏了人类自身的生存环境。人类认识自然、改造自然的能力是无尽的，但科学技术是人类对自然规律的正确认识和对自然力的利用，这种认识和利用，不可能超越自然。
练一练
A
活动与探究
1.小调查
可自由发挥。
2.看图分析：右图是《天工开物》的一幅插图，描绘的是明代矿工在井下采煤的情景。图中有一根中间打通的长竹竿，从地面插进矿井深处，这是当时领先世界的一项生产技术。想想看，这根长竹竿是作什么作用的呢?
用来排除矿井中的有毒气体(瓦斯)。
(北京市第一五九中学 宫理业)
参考资料
明成祖修建北京
明成祖即位后，永乐元年(1403年)诏“以北平为北京”，称“行在”。永乐四年(1406年)闰七月，“诏以明年五月建北京宫殿，分遣大臣采木于四川、湖广、江西、浙江、山西”(《明史·成祖纪》)，并命“督军、民、匠造砖瓦”“征天下诸色匠作”，选在京诸卫及河南、山东、陕西、山西、直隶等地军士、民丁，“期明年五月俱赴北京听役”(《明太宗实录》)。但是，永乐五年(1407年)北京的宫殿并没有动工兴建。到永乐十四年(1416年)十一月壬申，明成祖决意迁都北京，“工部奏请择日兴工”，营建北京宫殿。明成祖“以营建事重”“复诏群臣议营建北京”。第二年二月壬申，“命泰宁侯陈董建北京，柳升、王通副之”。永乐十八年(1420年)九月，“诏自明年改京师为南京，北京为京师”。十一月，“以迁都北京诏天下”。北京郊庙宫殿，“通为屋8350楹，自永乐十五年六月兴工”，至永乐十八年(1420年)十二月建成(《明太宗实录》卷103、10
4、107、108；《明史·成祖纪》)。
蒯祥
蒯祥，江苏吴县人。原来是名木匠，以工艺精巧卓绝著称，有“蒯鲁班”之号，后任工部侍郎，永乐十五年(1417年)，负责建造北京宫殿。后来，皇极、中极、建极三大殿遭受火灾，正统年间(1436—1449)他又负责主持重建。天顺末年(1464年)，他还规划建造过英宗的陵墓裕陵(明十三陵之一)。
天坛
天坛是明代北京规模最大、气势雄伟的一处坛庙建筑。位于外城永定门内的东侧，始建于永乐十八年(1420年)。外垣东西长约一千七百米，南北宽约一千六百米，总面积为273公顷，比宫城面积还大两倍。正门朝南，其中有两组不同用途的建筑群。南部以圜丘坛为中心，包括皇穹亭、神厨等附属建筑构成的一组建筑群，为每年冬至皇帝祭天的场所。北端包括祈年殿及附属的皇乾殿、神厨、宰牲亭和七十二廊构成的一组建筑群，是每年初春皇帝祈祷丰年的地方。圜丘坛、皇穹亭、祈年殿建造在南北纵轴线，其间用宽30米、长约360米，高出地面25米的砖砌大道相连。大道两旁遍植柏树，形成森严肃穆的气氛。根据古代“天圆地方”之说，主要建筑平面均为圆形，以象征天。圜丘坛为汉白玉砌筑的圆形三层石坛，外面绕以两重内圆外方的矮墙，上覆以蓝色琉璃瓦。四面各有三座汉白玉的棂星门。坛上不建宫殿，对空而祭，称为“露祭”。坛面、台阶、栏杆所用的石块，栏板的尺度和数目皆以阳数即奇数计算，是以1、3、5、7、9及其倍数来定的。站在圜丘的中心发出声音，能达到增声的效果。其构思之精巧，造型之优美，堪称是古代建筑的杰作。祈年殿为三重檐的圆形大殿，建在三层圆形的汉白玉台基上。台基上层直径约90米，高6米，周围绕以雕有龙、凤、云纹的栏板和雕花栏杆。祈年殿矗立其中，高38米，三重檐皆铺以深蓝色琉璃瓦，层层缩小，呈放射状，顶上冠以鎏金宝顶。殿内有4根支托上层屋檐的龙井柱，象征着四季；12根支托中层屋檐的金柱，代表12个月；另外12根支托下层屋檐的檐柱，则代表12个时辰。整个大殿没有一根大梁或长檩，三层沉重的屋檐完全靠这28根木柱和许多互相衔接的枋、、桷、支撑着，是我国独特的木结构体系抬梁式构架的典型作品。
明长城
为了防卫蒙古骑兵的南下骚扰，早在明太祖时候(洪武二年，1369年)，就修筑了从山海关到居庸关的长城。明成祖时候，修筑了宣化一带的长城。辽东长城分别修筑于永乐、正统、成化年间。永乐时(1403—1424)筑北镇至开原辽河流域长城；1442年(正统七年)，筑山海关至北镇辽西长城；1479年(成化十五年)，筑开原至鸭绿江辽东边墙，这段边墙长八百八十多公里。15世纪后半期，鞑靼占有河套以后，明政府又大规模地修筑长城。1474年(成化十年)，延绥巡抚余子俊率领将士4万人，“依山形，随地势，或铲削，或垒筑，或挑堑”(《明史·余子俊传》)，修筑了东起清水营(陕西府谷西北)西至花马池(宁夏盐池西)长885公里的长城。15世纪70年代，明朝军民又修筑了花马池以西到黄河的长城和山西北部的一段长城。16世纪初，修筑了甘肃境内黄河沿岸的一段长城(南至靖远)，修筑了嘉峪关及其附近的长城。16世纪中期，修筑了山西、河北境内的内外两条长城和沿太行山南下的内三关长城，又修筑了一次山海关到居庸关的长城，修筑了兰州一带的长城。此外，小规模的修筑，随时随地都在进行，一直没有停止过。
明长城东起鸭绿江，西至嘉峪关，全长六千多公里。是明朝北方劳动人民前后花了将近二百年的时间陆续修筑起来的。明朝时候，讳称“长城”，叫做“边墙”。山海关以西的明长城，大都用砖石砌筑，工程坚固，保存比较完好；山海关、嘉峪关东西对峙，气魄雄伟。山海关以东的辽东长城，分别用土筑、石垒、木柱、木板或利用自然地形筑成，工程比较简单，毁坏严重，现在仅存一些遗迹。
林则徐的嘉峪关诗
课文导言中所引林则徐描写嘉峪关的诗句，出自他的《出嘉峪关感赋二首》中的第一首，此首全诗为：“严关百尺界天西，万里征人驻马蹄。飞阁遥连秦树直，缭垣斜压陇云低。天山峭摩肩立，瀚海苍茫入望迷。谁道崤函千古险，回看只见一丸泥。”此诗为1842年10月林则徐被遣戍新疆伊犁，路过嘉峪关时所作。
李时珍和《本草纲目》
李时珍(1518—1593)，蕲州(今湖北蕲春)人。父亲李闻言，是一位著名的医生和医药学者，著有多种医学和药物著作。李时珍自幼体弱多病，随父学医，好读医书。14岁时考取秀才，接着三次参加举人考试，都遭失败。从此他下定决心，专攻医学。李时珍埋头攻读了许多医药著作和经史子集，兼及各种杂著、小说，“读书十年不出户庭，博学无所弗窥(视)”(顾景星《白茅堂集·李时珍传》)。他的医术大有进步，名声播扬远近各地。由于他医好了富顺王朱厚儿子的病，曾被聘为楚王府的奉祀(掌管良医所事)；又因为治愈了楚王朱英世子的病，被荐在明朝太医院任职。但两次任职时间都很短促。此后，他回到家乡蕲州，一面行医，一面从事著述。
30岁时，李时珍感到历代的药物学著作存在不少缺点，不仅分类杂乱，内容谬误，还漏载了许多药物，认为有重新整理和补充的必要。他决心在宋代唐慎微编的《证类本草》的基础上，编写一部完善的药物学著作。在行医的过程中，他阅读了大量的医药著作，并且走访了湖北、河南、江西、江苏、安徽等地，实地调查研究，采取药物标本，请教劳动人民，收集民间药方，积累了丰富的资料和知识。他把古今药方和各种药材，不断运用于临床试验，逐一加以验证，掌握药物的性能和疗效。从嘉靖三十一年(1552年)起，经过二十七年的努力，参考了八百多种著作，三易其稿，终于在万历六年(1578年)编成了《本草纲目》。
《本草纲目》共52卷，190万字。记载药物1892种，分为水、火、土、金石、草、谷、菜、果、木、服器、虫、鳞、介、禽、兽、人16部62类，附方11096则，附图1160幅。编写的体例是首标正名叫做纲，各家注释叫做目，其次是集解、辨疑、正误，再次是气味、主治、附方。根据祖国药物学著作的传统名称，仍以《本草》命名。
李时珍除了写作《本草纲目》，还著有《濒湖脉学》《奇经八脉考》等，流传甚广。此外，尚有《脉学考证》《白花蛇传》等，今已失传。
宋应星
宋应星(1587—?)，号长庚，江西奉新人。万历四十三年(1615年)，与兄同时中举。崇祯七年(1634年)，出任江西分宜县教谕(县学教师)，公余即着手著述《天工开物》，三年后刊行。后来，还做过福建汀州府推官(掌勘问刑狱)和安徽亳州知州。崇祯十七年(1644年)清兵入关，他解职家居，后来参加了南明政府的抗清斗争。失败后，返回家乡，康熙三年(1664年)前后病逝于家，终年七十八岁左右。他的著作除《天工开物》外，还有《野议》《谈天》《论气》《思怜诗》(以上今存)、《画音归正》《杂色文》《原耗》《春秋戎狄解》(以上今佚)诸书行世。
《天工开物》共有上、中、下三卷，分为乃粒(粮食作物栽培)、粹精(谷物加工)、作咸(制盐)、甘嗜(制糖)、膏液(榨油)、乃服(养蚕与纺织)、彰施(染色)、五金、冶铸、锤锻、陶埏(陶瓷)、燔石(煤、石灰、矾石、硫黄、砒石)、杀青(造纸)、丹青(颜料与墨)、舟车、佳兵(兵器)、蘖(酒母、酒)及珠玉18部分，并附有123幅图画。此书几乎论述了工农业所有部门的技术，反映了我国当时具有世界先进水平的许多生产技术和经验，对研究明代的科学技术和社会生产具有很高的价值。《天工开物》于17世纪末传入日本，1869年被译为法文，此后在欧洲广泛传播，被译为多种文字。
徐光启和《农政全书》
徐光启(1562—1633)，字玄扈，松江府上海县人。万历二十五年(1597年)乡试第一，过了七年(1604年)又中进士，选为“庶吉士”入翰林院。以后，“从西洋人利玛窦学天文、历算、火器，尽其术，遂遍习兵机、屯田、盐、水利诸书”，成为博学的科学家。崇祯三年(1630年)，任礼部尚书兼翰林院学士，1662年(崇祯五年)，入阁参预机务，翌年(1633年)逝世。崇祯时，徐光启建议修正历法，“帝(崇祯)从其言，诏西洋人龙华民、邓玉函、罗雅谷等推算历法，光启为监督”。除《农政全书》外，徐光启尚有天文、历算著作《测天约说》《割圜八线表》《通率表》等多种。史称他“雅负经
济才，有志用世”(据《明史·徐光启传》)，可惜在明末腐败政治下，未能施展其才干。
徐光启编著的《农政全书》，60卷，包括农本、田制、农事、水利、农器、树艺(谷物、蔬菜、果树)、蚕桑、蚕桑广类(木棉、麻)、种植(经济作物)、牧养、制造(食物、房屋)、荒政等12类，对农具、农业技术、土壤、水利、施肥、选种、果木嫁接等各方面都有详尽的记录，特别对于番薯和棉花的种植技术与经营方法，作了重点的介绍。书中还附有作者与意大利传教士合译的《泰西水法》六卷，介绍欧洲的水利技术。《农政全书》可以说是我国明代一部农业百科全书。
图画说明
明代的嘉峪关
我国古代的雄伟建筑之一。嘉峪关是明朝万里长城的西端终点，因城关坐落在甘肃省嘉峪山麓，地势险要，巍峨宏伟，故得名“嘉峪关”，亦称“天下雄关”。
嘉峪关城建于明洪武五年(1372年)，关城呈梯形，面积33500平方米。垛墙高1.7米。关城开东西两道正门，均有瓮城围护。其上各筑有一座关楼。关分内外两城，内城呈正方形，墙身为夯土筑成，非常坚固。关门西开，门上原有一个三层的关楼，上题“嘉峪关”三个大字。登关城远望长城似游龙浮动，不见首尾，令人赞叹不已。
紫禁城保和殿后的云龙阶石
保和殿是紫禁城外朝三大殿的最后一进殿宇。保和殿最主要的用途是举行封建科举考试中最高等级的殿试，以选择封建王朝的高级官吏。保和殿后面三层汉白须弥座高台正中的御路，由一块巨大的汉白玉雕成。这块御路石称为云龙阶石，它长16.57米，宽3.07米，厚1.07米，重量超过二百吨，是紫禁城内所用的最大的一块石料。在这块巨大的御路石上，雕刻着九条凌空飞舞的巨龙，它们或升或降，高高地突起在巨石的表面，造型十分生动。巨龙身下是万朵云霞。石雕的下部有五座宝山，宝山之间是流畅的水纹。整块石雕运用了各种不同的雕刻手法，变化有致，主次分明，是一件极有价值的艺术品。