中學(xué)教師資格考試綜合素質(zhì)文化修養(yǎng)：科學(xué)素養(yǎng)

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　　命題點(diǎn)1：我國(guó)古代科技史上的代表人物及其成就

　　(一)我國(guó)古代四大發(fā)明

　　1.造紙術(shù)

　　發(fā)明于西漢前期。東漢時(shí)期，蔡倫改進(jìn)了造紙術(shù)，發(fā)明蔡侯紙。

　　2.印刷術(shù)

　　中國(guó)的印刷術(shù)經(jīng)過(guò)雕版印刷和活字印刷兩個(gè)階段的發(fā)展。隋唐之際(7世紀(jì)左右)，出現(xiàn)雕版印刷術(shù)。868年印刷的《金剛經(jīng)》是世界上現(xiàn)存最早的雕版應(yīng)刷品。北宋時(shí)期(11世紀(jì)左右)，畢異發(fā)明活字印刷術(shù)——這是印刷業(yè)的一次革命，對(duì)中國(guó)、歐洲乃至世界文化發(fā)展有著深遠(yuǎn)影響，特別是傳入歐洲后，有力推動(dòng)了其文藝復(fù)興和宗教改革的進(jìn)行。歐洲人用活字排版印刷比畢異晚四個(gè)多世紀(jì)。

　　3.火藥

　　發(fā)明于唐代中期，唐朝末年，火藥開(kāi)始用在軍事戰(zhàn)場(chǎng)上。火箭是最早利用火藥的武器。

　　南宋時(shí)期發(fā)明了管形火器“突火槍”?；鹚幒突鹚幬淦髟?3世紀(jì)傳人阿拉伯，后來(lái)又由阿拉伯傳入歐洲。

　　4.指南針

　　前身是發(fā)明于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的“司南”。北宋時(shí)用于航海事業(yè)。13世紀(jì)傳到歐洲。

　　(二)我國(guó)古代的天文歷法

　　1.先秦時(shí)期

　　《尚書(shū)》記載了公元前2137年的一次日食，為人類最早的日食記錄。

　　商代甲骨文已經(jīng)記載了日食、月食，并且出現(xiàn)了原始?xì)v法——陰陽(yáng)歷。

　　春秋戰(zhàn)國(guó)之際，二十八宿體系已經(jīng)建立。

　　春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)采用的是古四分歷，取周年長(zhǎng)度為365又1/4天，采用十九年七閏的方法。比西方早160年。

　　春秋時(shí)期，留下了世界上公認(rèn)的首次哈雷彗星的確切記錄。《春秋》記載，公元前613年，“有星孛入于北斗”，即指哈雷彗星，這一記錄比歐洲早600多年。

　　戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，出現(xiàn)了世界上最早的天文學(xué)著作《甘石星經(jīng)》，其中有豐富的天文記載，反映了那個(gè)時(shí)期人們對(duì)天文的認(rèn)識(shí)。石申繪制了人類歷史上第一張星象表。

　　戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，二十四節(jié)氣已經(jīng)逐步發(fā)展完備。

　　2。兩漢時(shí)期

　　漢武帝時(shí)，天文學(xué)家制訂出中國(guó)第一部較完整的歷書(shū)《太初歷》，開(kāi)始以正月為歲首。

　　西漢《漢書(shū)·五行志》中關(guān)于太陽(yáng)黑子的記錄，被世界公認(rèn)為是有關(guān)太陽(yáng)黑子的最早記錄。

　　東漢時(shí)，張衡從日、月、地球所處的不同位置，對(duì)月食作了最早的科學(xué)解釋，并發(fā)明地動(dòng)儀，可以遙測(cè)千里以外地震發(fā)生的方向，比歐洲早1700多年。

　　3.南北朝隋唐時(shí)期

　　南北朝時(shí)期的祖>中之編制《大明歷》，取一周年長(zhǎng)度為365.24231481天，和近代科學(xué)測(cè)定的數(shù)值相差僅50余秒。

　　隋唐天文學(xué)家僧一行制定的《大衍歷》比較準(zhǔn)確地反映了太陽(yáng)運(yùn)行的規(guī)律，系統(tǒng)周密，表明中國(guó)古代歷法體系的成熟。僧一行還是世界上用科學(xué)方法實(shí)測(cè)地球子午線長(zhǎng)度的創(chuàng)始人。他還發(fā)現(xiàn)了恒星位置移動(dòng)現(xiàn)象，比英國(guó)人哈雷提出的恒星自行早了一千多年。

　　4.宋元時(shí)期

　　北宋科學(xué)家沈括的突出貢獻(xiàn)在天文學(xué)方面，把四季二十四節(jié)氣和十二個(gè)月完全統(tǒng)一起來(lái)的“十二氣歷”更加簡(jiǎn)便，有利于農(nóng)事安排。

　　元朝杰出天文學(xué)家郭守敬，提出“歷之本在于測(cè)驗(yàn)，而測(cè)驗(yàn)之器莫先儀表”的正確主張，創(chuàng)制了簡(jiǎn)儀和高表等近二十件天文觀測(cè)儀器，主持了全國(guó)范圍的天文測(cè)量。郭守敬編制的恒星多達(dá)2500顆。

　　1280年，郭守敬主持編定《授時(shí)歷》，一年的周期與現(xiàn)行公歷基本相同，但問(wèn)世比現(xiàn)行公歷早300年。

　　(三)我國(guó)古代的水利工程

　　1.四川都江堰

　　都江堰水利工程在四川都江堰市城西，是全世界迄今為止，年代最久、唯一留存、以無(wú)壩引水為特征的宏大水利工程。這項(xiàng)工程主要由魚(yú)嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口進(jìn)水口三大部分構(gòu)成，科學(xué)地解決了江水自動(dòng)分流、自動(dòng)排沙、控制進(jìn)水流量等問(wèn)題，消除了水患，使成都平原成為“水旱從人”的“天府之國(guó)”。

　　2.新疆坎兒井

　　坎兒井與萬(wàn)里長(zhǎng)城、京杭大運(yùn)河并稱為中國(guó)古代三大工程。吐魯番的坎兒井總數(shù)近千條，全長(zhǎng)約5000km?？矁壕?，早在《史記》中便有記載，時(shí)稱“井渠”。吐魯番現(xiàn)存的坎兒井，多為清代以來(lái)陸續(xù)修建，如今仍澆灌著大片綠洲良田。吐魯番市郊五道林坎兒井、五星鄉(xiāng)坎兒井，可供參觀游覽。

　　3.京杭大運(yùn)河

　　京杭大運(yùn)河是世界上最長(zhǎng)的人工河流，也是最古老的運(yùn)河之一。京杭大運(yùn)河北起北京，南至杭州，經(jīng)北京、天津兩市及河北、山東、江蘇、浙江四省，溝通海河、黃河、淮河、長(zhǎng)江、錢塘江五大水系，全長(zhǎng)1794km。京杭大運(yùn)河作為南北的交通大動(dòng)脈，歷史上曾起過(guò)巨大作用。

　　4.興安靈渠

　　靈渠位于桂林東北66km處的興安縣境內(nèi)，是秦始皇為統(tǒng)一嶺南，命史祿于公元前219年至公元前214年興修，是世界上現(xiàn)存最完整的古代水利工程，與四川都江堰、鄭國(guó)渠齊名，被譽(yù)為“秦代三個(gè)偉大水利工程”，是最古老的運(yùn)河之一。興安靈渠至今有2200多年的歷史，其設(shè)計(jì)之精巧，令人贊嘆。

　　(四)古代數(shù)學(xué)成就

　　中國(guó)是世界上最早采用十進(jìn)制的國(guó)家，比埃及早1000多年。

　　殷商時(shí)已經(jīng)有了四則運(yùn)算，春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)正整數(shù)乘法口訣“九九歌”已經(jīng)形成。

　　勾股定理相傳是在商代由商高發(fā)現(xiàn)，比畢達(dá)哥拉斯早500多年。

　　公元前1世紀(jì)的《周髀算經(jīng)》和東漢時(shí)期的《九章算術(shù)》是最著名的中國(guó)古代數(shù)學(xué)著作?！毒耪滤阈g(shù)》分九章介紹了許多算術(shù)命題及其解法，是當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的應(yīng)用數(shù)學(xué)，它的出現(xiàn)標(biāo)志著中國(guó)數(shù)學(xué)形成了完整的體系。

　　算盤(pán)是中國(guó)傳統(tǒng)的計(jì)算工具，在長(zhǎng)期使用算籌的基礎(chǔ)上發(fā)明，是中國(guó)古代的一項(xiàng)重要發(fā)明，在阿拉伯?dāng)?shù)字出現(xiàn)前是世界廣為使用的計(jì)算工具。關(guān)于算盤(pán)的來(lái)歷，最早可以追溯到公元前600年，據(jù)說(shuō)我國(guó)當(dāng)時(shí)就有了“算板”。古人把10個(gè)算珠串成一組，一組組排列好，放入框內(nèi)，然后迅速撥動(dòng)算珠進(jìn)行計(jì)算。

　　魏晉時(shí)期的數(shù)學(xué)家劉徽，運(yùn)用極限理論，提出了計(jì)算圓周率的正確方法，求出π=3.1416.南北朝時(shí)期數(shù)學(xué)家祖沖之精確地算出圓周率是在3.1415926～3.1415927之間，比外國(guó)早近一千年。他還著有《綴術(shù)》。

　　(五)古代醫(yī)學(xué)成就

　　1.戰(zhàn)國(guó)

　　我國(guó)古代“脈學(xué)之宗”扁鵲，是當(dāng)時(shí)最著名的醫(yī)生，他發(fā)明了望、聞、問(wèn)、切四步診斷法。

　　2.兩漢時(shí)期

　　西晉時(shí)期王叔和編撰的《脈經(jīng)》是我國(guó)醫(yī)學(xué)史上現(xiàn)存第一部有關(guān)脈學(xué)的專書(shū)，是公元3世紀(jì)以前我國(guó)有關(guān)脈學(xué)知識(shí)的一次總結(jié)。

　　戰(zhàn)國(guó)問(wèn)世、西漢編訂的《黃帝內(nèi)經(jīng)》，是我國(guó)現(xiàn)存較早的重要醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)，奠定了祖國(guó)醫(yī)學(xué)的理論基礎(chǔ)。

　　張仲景的《傷寒雜病論》是后世中醫(yī)的重要經(jīng)典，其確立的辨證論治原則，是中醫(yī)臨床的基本原則，是中醫(yī)的靈魂所在。張仲景被后世稱為“醫(yī)圣”。

　　東漢的《神農(nóng)本草經(jīng)》，是我國(guó)第一部完整的藥物學(xué)著作。

　　東漢末年“神醫(yī)”華佗，發(fā)明外科手術(shù)麻醉藥“麻沸散”，比當(dāng)時(shí)的西方醫(yī)學(xué)界研究出來(lái)的麻醉藥早1600多年。

　　3.唐朝

　　孫思邈著有《千金方》，它全面總結(jié)歷代和當(dāng)時(shí)的醫(yī)學(xué)成果。

　　唐高宗年間，由政府組織編寫(xiě)的《唐本草》是世界上最早由國(guó)家發(fā)行的藥典。

　　4.明朝

　　明朝時(shí)期的李時(shí)珍著有《本草綱目》，全面總結(jié)了16世紀(jì)以前的中國(guó)醫(yī)藥學(xué)，被譽(yù)為“東方醫(yī)藥巨典”。

　　中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)四大經(jīng)典著作：《黃帝內(nèi)經(jīng)》《難經(jīng)》《傷寒雜病論》《神農(nóng)本草經(jīng)》。

　　(六)古代地理學(xué)成就

　　1.約在三國(guó)時(shí)期，出現(xiàn)了中國(guó)第一部專記水道的著作——《水經(jīng)》。

　　2.北魏酈道元，把實(shí)地考察所得和前人著作中的大量有關(guān)記載匯集起來(lái)，完成了名著《水經(jīng)注》。它記述的河流水道共計(jì)1252條，對(duì)每條河流的源流、脈絡(luò)和所流經(jīng)地區(qū)的地理情況及其歷史事跡，都作了盡量詳細(xì)的敘述，至今還有參考價(jià)值。

　　3.西晉時(shí)期裴秀撰寫(xiě)的《禹貢地域圖》，提出繪制地圖的原則。

　　4.明代徐霞客撰寫(xiě)的《徐霞客游記》，是世界上最早介紹喀斯特地貌的著作。

　　(七)古代建筑成就

　　1.隋唐時(shí)期

　　(1)隋唐時(shí)期是我國(guó)古代政治、經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展的巔峰時(shí)期，此時(shí)期的中國(guó)古代建筑也進(jìn)入了成熟時(shí)期。

　　(2)隋朝最著名的橋梁工程是趙縣安濟(jì)橋，又名趙州橋。它是隋代著名工匠李春設(shè)計(jì)建造的。趙州橋是世界上保存完好的一座最古老的石拱橋。

　　(3)唐代最著名的中國(guó)式塔是大雁塔和小雁塔。

　　(4)隋朝著名建筑師宇文愷主持修建大興城，唐在此基礎(chǔ)上修成長(zhǎng)安城。

　　2.北宋時(shí)期

　　(1)北宋初年，李誡編寫(xiě)的《營(yíng)造法式》，是我國(guó)建筑史上的建筑著作，對(duì)當(dāng)時(shí)的建筑界產(chǎn)生了重大影響。

　　(2)遼代河北薊縣獨(dú)樂(lè)寺和山西應(yīng)縣木塔是我國(guó)著名的古代木結(jié)構(gòu)建筑。

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　　【摘要】發(fā)明于唐代中期，唐朝末年，火藥開(kāi)始用在軍事戰(zhàn)場(chǎng)上?；鸺亲钤缋没鹚幍奈淦?。相關(guān)內(nèi)容可詳見(jiàn)下面環(huán)球網(wǎng)校教師資格頻道整理的中學(xué)教師資格考試綜合素質(zhì)文化修養(yǎng)：科學(xué)素養(yǎng)。

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　　3.明清時(shí)期

　　明朝初年，明成祖令人在元大都的基礎(chǔ)上營(yíng)建北京城。北京城里外有三重，宮城外有皇城，皇城外有京城。宮城又稱紫禁城。北京城的主體建筑都布置在中軸線上，中央官署集中在京城南部，鐘樓、鼓樓位于城北。宮城的黃色琉璃瓦和紅墻相配，充分體現(xiàn)出封建皇帝的威嚴(yán)。

　　(八)農(nóng)業(yè)、手工業(yè)、科技史論著

　　賈思勰的《齊民要術(shù)》、沈括的《夢(mèng)溪筆談》、徐光啟的《農(nóng)政全書(shū)》、宋應(yīng)星的《天工開(kāi)物》都是著名的論著。

　　命題點(diǎn)2：新中國(guó)科技成就

　　新中國(guó)成立后，中國(guó)的科技蓬勃發(fā)展，在原子能技術(shù)、空間技術(shù)、生物技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，以及農(nóng)業(yè)技術(shù)上取得了突破性發(fā)展，有的項(xiàng)目已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　1960年，我國(guó)第一枚近程地對(duì)地導(dǎo)彈研制成功。

　　1964年1o月16日，中國(guó)第一顆原子彈試爆成功。

　　1965年，中國(guó)科學(xué)家人工合成胰島素，這是世界上第一次人工合成的具有生物活力的結(jié)晶蛋白質(zhì)。

　　1966年，中國(guó)的陳景潤(rùn)證明哥德巴赫猜想中的“1+2”。

　　1967年，我國(guó)第一顆氫彈爆炸成功。

　　1970年4月24日，我國(guó)的“長(zhǎng)征”1號(hào)航天運(yùn)載火箭順利地將“東方紅”1號(hào)人造衛(wèi)星送入太空軌道。

　　1971年8月，中國(guó)自己制造的第一艘核潛艇下水。

　　1973年，被世界稱為“雜交水稻之父”的袁隆平在世界上首次培育成功秈型雜交水稻。

　　1983年，中國(guó)第一臺(tái)億次電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)銀河計(jì)算機(jī)研制成功。

　　1984年，大亞灣核電站開(kāi)始動(dòng)工興建。1994年2月1日和5月1日，兩臺(tái)機(jī)組分別投入商業(yè)運(yùn)行。這是我國(guó)引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和資金建設(shè)的第一座大型商業(yè)用核電站。

　　1984年-1995年，我國(guó)科學(xué)家在云南澄江發(fā)現(xiàn)大批寒武紀(jì)動(dòng)物群化石。

　　1988年，我國(guó)第一座高能加速器——北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)建成。

　　20世紀(jì)80年代，我國(guó)陸續(xù)建設(shè)了三大高能物理研究裝置——北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、蘭州重力子加速器和合肥同步輻射裝置。

　　1989年，化學(xué)所研制丙綸級(jí)聚丙烯樹(shù)脂。在化學(xué)纖維5個(gè)品種滌綸、錦綸、丙綸、腈綸和維綸中，丙綸是中國(guó)自行研究開(kāi)發(fā)成功的。

　　1993年10月，“曙光一號(hào)”大型并行計(jì)算機(jī)研制成功，達(dá)到當(dāng)時(shí)世界先進(jìn)水平。

　　1997年，長(zhǎng)江三峽實(shí)現(xiàn)大江截流。

　　1999年6月，我國(guó)首次赴北極考察。

　　從1999年起，我國(guó)“神舟”1號(hào)飛船經(jīng)過(guò)了4次無(wú)人飛行的試驗(yàn)，并獲得成功，揭開(kāi)了我國(guó)航空航天史上的嶄新的一頁(yè)。

　　2000年11月29日，我國(guó)獨(dú)立研制的第一臺(tái)具有人類外觀特征、可以模擬人行走與基本操作功能的類人型機(jī)器人，在國(guó)防科技大學(xué)首次亮相。類人型機(jī)器人的問(wèn)世，標(biāo)志著我國(guó)機(jī)器人技術(shù)已躋身國(guó)際先進(jìn)行列。

　　2001年，人類基因組計(jì)劃率先在中國(guó)取得突破，人類基因組“中國(guó)卷”率先繪制完成。

　　2003年10月15日，“神舟”5號(hào)飛船載著我國(guó)第一位宇航員楊利偉升上太空，“神舟”載人航天飛行第一次成功。這對(duì)我國(guó)載人航天具有劃時(shí)代意義。

　　2005年10月12日，中國(guó)航天員費(fèi)俊龍、聶海勝乘坐“神舟”6號(hào)載人飛船成功進(jìn)入太空。

　　2005年，青藏鐵路格爾木一拉薩段全線鋪通，于2006年7月1日開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。青藏鐵路工程技術(shù)人員和建設(shè)者按照建設(shè)世界一流高原鐵路的目標(biāo)，克服許多難以想象的困難，攻克“多年凍土、高寒缺氧、生態(tài)脆弱”三大世界性難題，優(yōu)質(zhì)高效地完成了青藏鐵路全線鋪通任務(wù)。

　　2009年，中國(guó)第一個(gè)南極內(nèi)陸科學(xué)考察站——昆侖站在南極大陸內(nèi)陸正式建成。

　　2009年，中國(guó)科學(xué)家在遼寧發(fā)現(xiàn)世界上最早的帶羽毛恐龍化石。該化石距今約1.6億年。

　　2010年11月14日，全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜在美國(guó)公布，中國(guó)“天河一號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)以每秒2570萬(wàn)億次的實(shí)測(cè)運(yùn)算速度，成為世界上運(yùn)算最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。這也是中國(guó)第一臺(tái)千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)。

　　命題點(diǎn)3：世界科技發(fā)展史的主要成就以及代表人物

　　世界近代自然科學(xué)的發(fā)展，大體經(jīng)歷過(guò)三個(gè)階段：

　　(一)第一階段：近代自然科學(xué)的興起(15世紀(jì))

　　15世紀(jì)中葉，以恢復(fù)古代文化為名義的“文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)”首先從意大利開(kāi)始興起，很快擴(kuò)展到整個(gè)歐洲，同時(shí)它也促進(jìn)了近代自然科學(xué)的興起，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)史上的一次革命。

　　它沖破了神學(xué)與經(jīng)院哲學(xué)的牢籠，推動(dòng)了生產(chǎn)力的發(fā)展，為近代自然科學(xué)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的依據(jù)。

　　波蘭科學(xué)家哥白尼發(fā)表《天體運(yùn)行論》，開(kāi)創(chuàng)性地提出了“日心說(shuō)”，標(biāo)志著近代天文學(xué)的興起。

　　德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒提出太陽(yáng)系行星運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓形的，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律，進(jìn)一步證實(shí)了哥白尼學(xué)說(shuō)的正確性。

　　意大利天文學(xué)家和物理學(xué)家伽利略利用自制天文望遠(yuǎn)鏡觀察天體，證明并進(jìn)一步發(fā)展了哥白尼的學(xué)說(shuō)，并且在物理學(xué)領(lǐng)域取得重大成就。

　　1705年，英國(guó)天文學(xué)家哈雷發(fā)表《彗星天文學(xué)論說(shuō)》，其首先測(cè)定彗星軌道，并預(yù)言周期為76年，1759年得到證實(shí)，稱為哈雷彗星。

　　17世紀(jì)，近代數(shù)學(xué)建立、牛頓力學(xué)體系創(chuàng)立、近代化學(xué)創(chuàng)立等，都體現(xiàn)了這個(gè)階段的特點(diǎn)。

　　(二)第二階段：近代自然科學(xué)的飛速發(fā)展(19世紀(jì)末)

　　19世紀(jì)前期電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，綜合了電和磁的關(guān)系，并取得了電磁關(guān)系研究的飛躍。分子一原子結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)的確立、化學(xué)元素周期規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、達(dá)爾文生物進(jìn)化論的提出、愛(ài)因斯坦相對(duì)論的創(chuàng)立等，都是各學(xué)科發(fā)展過(guò)程中的綜合表現(xiàn)。

　　第二次工業(yè)革命開(kāi)始于1870年前后，主要成就表現(xiàn)在三個(gè)方面：電力的廣泛應(yīng)用;內(nèi)燃機(jī)和新交通工具的創(chuàng)制：新通信手段的發(fā)明。這些技術(shù)被迅速地應(yīng)用于手工業(yè)，大力推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

　　17～20世紀(jì)初重要的自然科技成就見(jiàn)表4-1。

　　(三)第三階段：飛躍階段(20世紀(jì)四五十年代)

　　新技術(shù)革命興起，科技的各個(gè)領(lǐng)域都有突破性的進(jìn)展，整體化、綜合化的程度更高，出現(xiàn)了許多新的學(xué)科。主要原因是：科學(xué)理論出現(xiàn)大突破：社會(huì)發(fā)展的需要，特別是第二次世界大戰(zhàn)期間和戰(zhàn)后各國(guó)對(duì)高科技的迫切需求。這次科技革命以原子能技術(shù)、航天技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用為典型代表。

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