清朝的文化（一）——自然科学技术的成就教案（一）
北京市第九中学高级教师洪朝宗
（一）教学目的
要求学生掌握的基础知识主要有：王锡阐和《晓庵新法》；吴其浚和《植物名实图考》；李善兰与《方圆阐幽》；徐寿、华蘅芳制成中国第一台蒸汽机；詹天佑与京张铁路；冯如制成世界先进水平的飞机。
要求学生认识：1.清代科学家王锡阐、吴其浚在天文、生物领域所作出的贡献表明，即使在封建社会后期我国也不乏人材。2.在半殖民地半封建社会的中国，李善兰、徐寿、华衡芳、詹天佑、冯如的成就犹如凌寒独开的梅花，长了中华民族的志气，说明中华民族具有发展近代科技的聪明才智。3.清代科学家不迷信古人和洋人，努力学习世界先进技术，刻苦钻研，勇于创新的精神及詹天佑、冯如等热爱祖国，努力为国争光，为中华民族争气的赤子之心.永远是我们学习的榜样。
能力培养：
在教师指导下，通过对清朝自然科学和技术成就的学习和课内思考题的回答，培养学生综合归纳与分析问题的能力以及从历史人物的优秀品质中吸取教益、加强自身修养的能力。
教学重点和难点
1.本课重点：詹天佑和京张铁路；飞机设计师冯如。
2.本课难点：王锡阐、李善兰的条目中均涉及到复杂的自然科学概念；京张铁路涉及到复杂的技术问题。
教具准备
课前准备好京张铁路投影图片。
板书设计
一、王锡阐和《晓庵新法》
1.清代著名天文学家王锡阐
2.《晓庵新法》中的发明和创造——计算金星、水星凌日
二、吴其浚和《植物名实图考》
1.清朝中期的植物学家吴其浚
2.《植物名实图考》插图精确，开现代植物学先声
三、李善兰、徐寿和华蘅芳
1.数学家、翻译家李善兰和《方圆阐幽》
2.译书出名的徐寿、华蘅芳制成中国第一台蒸汽机
四、詹天佑和京张铁路
1.近代杰出的铁路工程师詹天佑
2.京张铁路修建成功
五、飞机设计师冯如
1.近代爱国设计师冯如
2.冯如制成世界先进水平的飞机
（二）教学过程
〔导入新课〕
提问：叫两名同学，分别到黑板前列举中国古代在天文、数学方面的伟大成就（每人至少写三点成就），激发学生对中国古代科技文化伟大成就的回忆。然后教师指出清朝文化与古代有些不同的背景和特点，再叫一名学生朗读第19课教材前的提示。
学生读后，教师进一步指出：在中国科技文化史的长河中，清朝文化处于低谷，不过，在当时较为严峻的社会环境中闪现出的一些文化成就犹如凌寒独开的梅花，越发显得可贵。
清朝的文化分三节课讲授，今天先讲自然科学技术的成就。
〔讲授新课〕
一、王锡阐和《晓庵新法》
我们的祖先在天文学研究领域是富有成果的。刚才，同学们已回忆过中国古代天文学的某些成果。16世纪的欧洲，随着资产阶级文化的兴起，天文学方面也取得了一些突出成果，涌现出了象哥白尼等的大天文学家。王锡阐生活在17世纪，是我国清初著名天文学家。他能够深入研究中、西天文学的成果，吸取二者之长处。而他最可贵之处，在于他不迷信古人和洋人，因此有所发明和创造。他写出了《晓庵新法》一书。书中吸取中、西天文学优点，有所发明创造。其中计算金星、水星凌日的方法是他的发明。所谓“凌日”就是金星、水星在太阳表面上的投影。请同学们打开教材，阅读本目注解①对“凌日”的解释。本目中的小字是介绍王锡阐在食分问题上纠正西方天文学家的错误，正好说明他不迷信洋人，同学们可在课下阅读一下。
二、吴其浚和《植物名实图考》
同学们，我国明代有位医药学家叫什么名字？（学生应该答出：叫李时珍。）他写了一部总结性的药物学巨著是什么？（学生应该答出：叫《本草纲目》。）同学们说得对，《本草纲目》不仅是总结性的药物学巨著，对植物学研究也有重要参考价值，从这一角度看，也是一部有关植物学的巨著。清朝中期，有位著名的植物学家叫吴其浚。他宦迹半天下，每到一处，都亲自考察植物。他编写的《植物名实图考》记载植物1700多种，所记载的植物比《本草纲目》增加500多种。吴其浚对他所记载的植物进行了详细的考查，对每种植物的形态、颜色、性味、用途和产地均有描述；尤其着重植物的药用价值及同物异名或同名异物的考订。他纠正了前人记述植物的许多错误。书中还附有精确的植物插图。这是一部开现代植物学先声的专著。下面请大家观看教材中的《植物名实图考》插图。同学们看看这幅插图有何特点？图中的植物是“芋”。此图是在芋新鲜状态时绘制的，所以非常逼真，而且是根、茎、叶、花，全株绘制下来，颇能反映芋的特征。正由于《植物名实图考》中的插图“刻绘尤极精审”，所以受到中外学者的高度评价。插图尤极精审是该书的一大特色。
三、李善兰、徐寿和华蘅芳
1.数学家、翻译家李善兰和《方圆阐幽》
刚才提问时，同学们回顾了我国古代数学的某些杰出成就。可是到了近代，随着西方数学新成就的出现，中国数学显得落后了许多。但仍有些不甘落后的数学家取得一些成就。李善兰就是其中最杰出的一个。请大家欣赏教材中李善兰的画像。（结合插图讲）李善兰是清朝杰出的数学家、翻译家，他生活的时代正是我国从封建社会转变为半殖民地半封建社会的动荡时期。在艰苦的岁月中，他写出许多数学著作，晚年任同文馆算学总教习。李善兰著的《方圆阐幽》一书，对我国数学科学作出贡献。当时李善兰还未接触到西方的微积分（近代西方一种高等数学）。他却根据自己独到的见解阐述了微积分的初步原理。英国人伟烈亚力也认为李善兰所著，“其理有甚近微分者”。同学们，李善兰的这一成就说明什么？（教师应当引导学生回答出：它说明中国人有发展近代科技的聪明才智。）即使没有西方传入微积分，中国数学也会通过自己特殊途径，运用独特的思想方法，达到微积分，从而完成由初等数学到高等数学的转变。李善兰还曾同外国人合作，译出一系列西方自然科学著作，把西方自然科学知识介绍到我国。书上小字是介绍李善兰同英国人伟烈亚力合作翻译西方数学著作的情况，同学们可在课下阅读。
2.译书出名的徐寿、华蘅芳制成中国第一台蒸汽机
徐寿、华蘅芳是和李善兰齐名的翻译家、科学家。徐寿和华蘅芳合作，参阅外国资料，制成中国第一台蒸汽机，又制成木壳轮船“黄鹄号”。这是近代科技史上的新成就。改良蒸汽机是英国人瓦特发明的。这一发明是人类生产力发展史上的一个里程碑。制成中国第一台蒸汽机表明中国近代工业的开端。在制造木壳轮船的实践中，华蘅芳、徐寿认识到西方船坚炮利是以先进的自然科学作基础，因而决心翻译自然科学书籍。江南制造总局翻译馆是当时最大的译书机构，是传播近代自然科学的主要阵地。徐寿、华蘅芳都是翻译馆主要译书人员。他们以译书出名，其译著内容较李善兰丰富，具有较高水平，影响较大。教材中有关徐寿、华蘅芳的二段小字主要是介绍徐寿翻译活动中的一些创造发明与华蘅芳的爱国小故事，有助于对二位科学家的了解，同学们可在课下自己阅读。
四、詹天佑和京张铁路
1.中国近代杰出的铁路工程师詹天佑
请大家打开教材，欣赏詹天佑的插图。（学生边看图教师边往下讲）詹天佑是中国近代杰出的铁路工程师，他少年时赴美留学，在美国读完小学、中学后考入耶鲁大学土木工程系学铁路工程。归国后，他曾完成外国工程师难以完成的滦河大桥，后来又当京张铁路的总工程师。本目中第一段小字是对詹天佑生平的部分介绍，请××同学给大家朗读一下。
2.京张铁路修建成功
詹天佑的主要成就是负责成功地修建了京张铁路。（投影京张铁路图）该铁路于1905年始建，清政府任命詹天佑为总工程师。詹天佑不辞劳苦，亲自带领工人和工程技术人员往返数次勘定三条路线，最后选定现行路线，即从丰台北上西直门、沙河、经南口、居庸关、八达岭、宣化到张家口。由于清廷拨款有限，时间紧迫，詹天佑只好选定这条难度大的就近路线。不过这条线路有不少难关，特别是居庸关、八达岭一带，叠峦重嶂、悬崖峭壁，工程的难度为当时国内所仅
有，世界所罕见。詹天佑克服资金不足，机器短缺、技术力量薄弱等困难，出色地完成八达岭、居庸关两处最艰难的隧道工程。其中八达岭隧道长1091米，居庸关隧道长367米。在开凿八达岭隧道时，詹天佑创造了从中间开井、两端相对开凿的方法，加快了工程的进度。1908年4月和5月接连凿通了这两处隧道工程。为了减缓路线坡度，确保行车安全，詹天佑在青龙桥设计出“人”字形路轨。1909年，京张铁路全线通车。这是中国人自行设计和施工的第一条铁路干线。请同学想一想：詹天佑是在什么样的社会背景下修成这条铁路的？詹天佑是在中国民族危机空前严重，中国科技十分落后，外国人讽刺中国工程师不可能修建铁路的情况下修建这条铁路的。詹天佑能克服重重困难修成京张铁路有什么意义？（教师引导学生答出：为国家和民族争了气。）京张铁路的建成，这也是中国人民反帝斗争的胜利。詹天佑用自己的业绩为中华民族修建了一座反帝纪念碑。他的爱国精神永远值得后人学习和怀念。
本目教材后面的有关詹天佑给他美国老师的信写得很好，我们请××同学给大家朗读一下。刚才××同学朗读得很好。这封信反映了詹天佑一心想着国家的高尚品质，这是他能够完成重要任务的思想动力，很值得我们学习。
五、飞机设计师冯如
中华民族早有飞上九宵的理想，据《墨子·鲁问》记载，战国时代的鲁班曾用木片和竹片制成飞鸟。据说此鸟能飞上天，但那不过是人类征服空间的一种尝试。真正的飞机只有在近代工业的条件下才能出现。它最早是由美国莱特兄弟发明的。冯如出生在半殖民地半封建的中国，却不甘落后。他到美国后边做工边自学，努力钻研西方技术，成为一名著名的飞机设计师。冯如为什么要研制飞机呢？请同学们从课文中找出答案。（学生应当找到：冯如设想，如果有千百架飞机守卫国土，列强就不敢对中国轻举妄动了。）冯如钻研飞机设计和制造技术的道路是不平坦的。他经历了一次又一次失败。有一次飞机升到数丈高空突然坠地，冯如侥幸死里逃生，但他毫不动摇，表现出一种顽强的意志。经过几年努力，他终于在1910年制成一架具有当时世界先进水平的飞机。在国际飞行比赛中，冯如驾驶自制的飞机荣获第一名。请同学欣赏本目教材中的插图《冯如和他制造的飞机》。
冯如事业成功后，拒绝美国高薪聘请，携机回到祖国。后来，他在广州一次飞机表演中不幸蒙难。
冯如死后，在他坠机牺牲处召开追悼大会，各界赠送许多挽联，其中以广东的文学家何淡如的一副最脍炙人口，这副义深情切的挽联表达了当时人们对冯如不幸失事罹难的惋惜和悼念。请××同学朗读一下这副挽联。
复习巩固
清朝自然科学技术的成就讲到此。下面，请同学们自己动手，列表归纳清朝科学家、工程师的成就。
清朝的文化（一）自然科学技术的成