师:同学们,今天我们来学习第20课《魏晋南北朝的科技与文化》。本节课的课程标准是知道祖冲之的数学成就,初步认识书法艺术,了解北方农业技术的成熟和农历。本节课分为三个子目:一、贾思勰和《齐民要术》;二、科学家祖冲之;三、书法、绘画与雕塑。
接下来,请同学们看下面这张月球背面图。1959年,苏联拍摄了一批月球照片,科学家研究月球背面照片后,决定用世界上最有贡献的科学家的名字来命名那片神奇的山谷,其中就把一座环形山献给了我国古代科学家祖冲之。祖冲之取得了怎样的科学成就?在他生活的时代,科技文化领域还有哪些突出成就呢?带着这些问题,我们走进今天的课堂。下面,我们先来学习第一个子目:贾思勰和《齐民要术》。请同学们先来认识贾思勰。
贾思勰是我国古代杰出农学家,北魏末年人,曾做过高阳太守。他研究前人有关农业的著作,搜集农业民谣,访问有经验的老农,长期在生产实践中细心观察和比较,写出了《齐民要术》一书。
《齐民要术》是一本怎样的书呢?我们来了解它的书名含义。“齐民”指一般群众、老百姓;“要术”指生产生活的方法,《齐民要术》即一般群众需要掌握的生产生活方法。请同学们思考,贾思勰撰写《齐民要术》的目的是什么呢?通过这段材料“起自耕农,终于醯醢(即醋和用鱼肉制成的酱),资生之业,靡不毕书”可知,从耕种田地之术到酿造腌渍之法,帮助谋生的经验技术无不写在书里。由此可见,贾思勰通过记录总结农业生产技术和经验,教育百姓务农,指导百姓掌握生产生活方法,体现了他以民生为本的务实精神。
接下来,请同学们看《齐民要术》的部分篇目,思考这本书的主要内容是什么?我们一起来分析篇目,从篇目可知,书中提到了耕田、谷类种植、蔬菜种植、栽树(包括果树栽培)以及酱醋酿造等生产技术。由此可见,《齐民要术》总结了农、林、纺织、渔等方面的生产技术,内容十分丰富。我们可以通过研究《齐民要术》来了解当时中国社会经济发展的情况。在书中,贾思勰还提出了很多重要思想。接下来,我们一起来了解。请同学们看这段材料,思考为什么贾思勰强调农业生产要顺应天时地利,这体现了作者什么样的思想呢?通过材料可知,贾思勰认为只有根据天时和土壤条件来进行生产才能得到好收成,体现了他尊重规律、因地制宜的思想。通过以上学习,我们可知《齐民要术》凸显了中国古代科学家以民生为本的务实精神,反映出当时的农业生产已经达到了很高的水平。这部农书对后世的农学发展有着深远影响,在世界农学史上占有重要地位。
农业的发展需要土地丈量、水利设施新建,这都对数学和历法有更高要求,而这些要求推动着数学和历法的发展。接下来,我们来学习第二个子目:科学家祖冲之。
祖冲之是南北朝时期的杰出科学家,他在数学、天文、历法和机械制造方面都有重大成就。他与其子合著数学名著《缀术》,最突出的成就是把圆周率精确计算到小数点以后的第七位数字,这项成果领先世界近千年。
圆周率是什么呢?我们来了解一下。圆周率是圆的周长同直径的比值,用希腊字母π来表示。圆周率的应用很广泛,尤其在天文历法方面,凡牵涉到圆的一切问题,都要使用它。如何正确求出准确的圆周率,这是世界数学史上一个重要课题。我国古代的数学家很早就开始计算圆周率,如西汉的刘歆、东汉的张衡。一直到三国时期,刘徽创立了割圆术,才有比较科学的方法来计算。下面我们来了解一下割圆术。
割圆术是魏晋著名数学家刘徽为计算圆周率所创立的方法,即从圆内接正六边形开始,逐次加倍地增加边数去逐步逼近圆。以此类推,分割得越细,得到的多边形的面积就越接近圆,这样计算出来的圆周率比较精确。
请同学们在书本找一找,刘徽利用割圆术计算出来的圆周率是多少呢?对,是3.1416。但是刘徽也多次强调用割圆术计算出来的圆周率可以更为精准。那么,是哪位数学家又进行了这一项挑战呢?对,是祖冲之。下面我们一起来学习,祖冲之不满足前人计算出来的圆周率,经过努力,终于把圆周率精确到小数点以后的第七位数字,即3.1415926 - 3.1415927之间,比前人的计算更为精准。约1000年以后,其他国家的数学家才打破了这个记录。
请同学们思考,祖冲之是如何计算出圆周率的呢?很多研究者认为祖冲之是利用割圆术来进行计算的,要计算出这个精准的数值,他必须要算到圆内接正24576边形的面积。在1500多年前,这是一件多么不容易的事情。祖冲之在其他方面也取得很大成就。例如,历法是中国古代劳动人民智慧的结晶,在农业发展过程中发挥着重要作用。祖冲之改进了曹魏历法,纠正了当时通行的《元嘉历》的误差。经过多年观察和推算,编制了当时最先进的历法《大明历》。在机械制造方面,祖冲之造出了指南车、千里船、水碓磨。