中学教师资格考试综合素质文化修养：科学素养

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　　命题点1：我国古代科技史上的代表人物及其成就

　　(一)我国古代四大发明

　　1.造纸术

　　发明于西汉前期。东汉时期，蔡伦改进了造纸术，发明蔡侯纸。

　　2.印刷术

　　中国的印刷术经过雕版印刷和活字印刷两个阶段的发展。隋唐之际(7世纪左右)，出现雕版印刷术。868年印刷的《金刚经》是世界上现存最早的雕版应刷品。北宋时期(11世纪左右)，毕异发明活字印刷术——这是印刷业的一次革命，对中国、欧洲乃至世界文化发展有着深远影响，特别是传入欧洲后，有力推动了其文艺复兴和宗教改革的进行。欧洲人用活字排版印刷比毕异晚四个多世纪。

　　3.火药

　　发明于唐代中期，唐朝末年，火药开始用在军事战场上。火箭是最早利用火药的武器。

　　南宋时期发明了管形火器“突火枪”。火药和火药武器在13世纪传人阿拉伯，后来又由阿拉伯传入欧洲。

　　4.指南针

　　前身是发明于战国时期的“司南”。北宋时用于航海事业。13世纪传到欧洲。

　　(二)我国古代的天文历法

　　1.先秦时期

　　《尚书》记载了公元前2137年的一次日食，为人类最早的日食记录。

　　商代甲骨文已经记载了日食、月食，并且出现了原始历法——阴阳历。

　　春秋战国之际，二十八宿体系已经建立。

　　春秋战国时采用的是古四分历，取周年长度为365又1/4天，采用十九年七闰的方法。比西方早160年。

　　春秋时期，留下了世界上公认的首次哈雷彗星的确切记录。《春秋》记载，公元前613年，“有星孛入于北斗”，即指哈雷彗星，这一记录比欧洲早600多年。

　　战国时期，出现了世界上最早的天文学著作《甘石星经》，其中有丰富的天文记载，反映了那个时期人们对天文的认识。石申绘制了人类历史上第一张星象表。

　　战国时期，二十四节气已经逐步发展完备。

　　2。两汉时期

　　汉武帝时，天文学家制订出中国第一部较完整的历书《太初历》，开始以正月为岁首。

　　西汉《汉书·五行志》中关于太阳黑子的记录，被世界公认为是有关太阳黑子的最早记录。

　　东汉时，张衡从日、月、地球所处的不同位置，对月食作了最早的科学解释，并发明地动仪，可以遥测千里以外地震发生的方向，比欧洲早1700多年。

　　3.南北朝隋唐时期

　　南北朝时期的祖>中之编制《大明历》，取一周年长度为365.24231481天，和近代科学测定的数值相差仅50余秒。

　　隋唐天文学家僧一行制定的《大衍历》比较准确地反映了太阳运行的规律，系统周密，表明中国古代历法体系的成熟。僧一行还是世界上用科学方法实测地球子午线长度的创始人。他还发现了恒星位置移动现象，比英国人哈雷提出的恒星自行早了一千多年。

　　4.宋元时期

　　北宋科学家沈括的突出贡献在天文学方面，把四季二十四节气和十二个月完全统一起来的“十二气历”更加简便，有利于农事安排。

　　元朝杰出天文学家郭守敬，提出“历之本在于测验，而测验之器莫先仪表”的正确主张，创制了简仪和高表等近二十件天文观测仪器，主持了全国范围的天文测量。郭守敬编制的恒星多达2500颗。

　　1280年，郭守敬主持编定《授时历》，一年的周期与现行公历基本相同，但问世比现行公历早300年。

　　(三)我国古代的水利工程

　　1.四川都江堰

　　都江堰水利工程在四川都江堰市城西，是全世界迄今为止，年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。这项工程主要由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分构成，科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题，消除了水患，使成都平原成为“水旱从人”的“天府之国”。

　　2.新疆坎儿井

　　坎儿井与万里长城、京杭大运河并称为中国古代三大工程。吐鲁番的坎儿井总数近千条，全长约5000km。坎儿井，早在《史记》中便有记载，时称“井渠”。吐鲁番现存的坎儿井，多为清代以来陆续修建，如今仍浇灌着大片绿洲良田。吐鲁番市郊五道林坎儿井、五星乡坎儿井，可供参观游览。

　　3.京杭大运河

　　京杭大运河是世界上最长的人工河流，也是最古老的运河之一。京杭大运河北起北京，南至杭州，经北京、天津两市及河北、山东、江苏、浙江四省，沟通海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系，全长1794km。京杭大运河作为南北的交通大动脉，历史上曾起过巨大作用。

　　4.兴安灵渠

　　灵渠位于桂林东北66km处的兴安县境内，是秦始皇为统一岭南，命史禄于公元前219年至公元前214年兴修，是世界上现存最完整的古代水利工程，与四川都江堰、郑国渠齐名，被誉为“秦代三个伟大水利工程”，是最古老的运河之一。兴安灵渠至今有2200多年的历史，其设计之精巧，令人赞叹。

　　(四)古代数学成就

　　中国是世界上最早采用十进制的国家，比埃及早1000多年。

　　殷商时已经有了四则运算，春秋战国时正整数乘法口诀“九九歌”已经形成。

　　勾股定理相传是在商代由商高发现，比毕达哥拉斯早500多年。

　　公元前1世纪的《周髀算经》和东汉时期的《九章算术》是最著名的中国古代数学著作。《九章算术》分九章介绍了许多算术命题及其解法，是当时世界上最先进的应用数学，它的出现标志着中国数学形成了完整的体系。

　　算盘是中国传统的计算工具，在长期使用算筹的基础上发明，是中国古代的一项重要发明，在阿拉伯数字出现前是世界广为使用的计算工具。关于算盘的来历，最早可以追溯到公元前600年，据说我国当时就有了“算板”。古人把10个算珠串成一组，一组组排列好，放入框内，然后迅速拨动算珠进行计算。

　　魏晋时期的数学家刘徽，运用极限理论，提出了计算圆周率的正确方法，求出π=3.1416.南北朝时期数学家祖冲之精确地算出圆周率是在3.1415926～3.1415927之间，比外国早近一千年。他还著有《缀术》。

　　(五)古代医学成就

　　1.战国

　　我国古代“脉学之宗”扁鹊，是当时最著名的医生，他发明了望、闻、问、切四步诊断法。

　　2.两汉时期

　　西晋时期王叔和编撰的《脉经》是我国医学史上现存第一部有关脉学的专书，是公元3世纪以前我国有关脉学知识的一次总结。

　　战国问世、西汉编订的《黄帝内经》，是我国现存较早的重要医学文献，奠定了祖国医学的理论基础。

　　张仲景的《伤寒杂病论》是后世中医的重要经典，其确立的辨证论治原则，是中医临床的基本原则，是中医的灵魂所在。张仲景被后世称为“医圣”。

　　东汉的《神农本草经》，是我国第一部完整的药物学著作。

　　东汉末年“神医”华佗，发明外科手术麻醉药“麻沸散”，比当时的西方医学界研究出来的麻醉药早1600多年。

　　3.唐朝

　　孙思邈著有《千金方》，它全面总结历代和当时的医学成果。

　　唐高宗年间，由政府组织编写的《唐本草》是世界上最早由国家发行的药典。

　　4.明朝

　　明朝时期的李时珍著有《本草纲目》，全面总结了16世纪以前的中国医药学，被誉为“东方医药巨典”。

　　中国传统医学四大经典著作：《黄帝内经》《难经》《伤寒杂病论》《神农本草经》。

　　(六)古代地理学成就

　　1.约在三国时期，出现了中国第一部专记水道的著作——《水经》。

　　2.北魏郦道元，把实地考察所得和前人著作中的大量有关记载汇集起来，完成了名著《水经注》。它记述的河流水道共计1252条，对每条河流的源流、脉络和所流经地区的地理情况及其历史事迹，都作了尽量详细的叙述，至今还有参考价值。

　　3.西晋时期裴秀撰写的《禹贡地域图》，提出绘制地图的原则。

　　4.明代徐霞客撰写的《徐霞客游记》，是世界上最早介绍喀斯特地貌的著作。

　　(七)古代建筑成就

　　1.隋唐时期

　　(1)隋唐时期是我国古代政治、经济、文化发展的巅峰时期，此时期的中国古代建筑也进入了成熟时期。

　　(2)隋朝最著名的桥梁工程是赵县安济桥，又名赵州桥。它是隋代著名工匠李春设计建造的。赵州桥是世界上保存完好的一座最古老的石拱桥。

　　(3)唐代最著名的中国式塔是大雁塔和小雁塔。

　　(4)隋朝著名建筑师宇文恺主持修建大兴城，唐在此基础上修成长安城。

　　2.北宋时期

　　(1)北宋初年，李诫编写的《营造法式》，是我国建筑史上的建筑著作，对当时的建筑界产生了重大影响。

　　(2)辽代河北蓟县独乐寺和山西应县木塔是我国著名的古代木结构建筑。

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　　【摘要】发明于唐代中期，唐朝末年，火药开始用在军事战场上。火箭是最早利用火药的武器。相关内容可详见下面环球网校教师资格频道整理的中学教师资格考试综合素质文化修养：科学素养。

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　　3.明清时期

　　明朝初年，明成祖令人在元大都的基础上营建北京城。北京城里外有三重，宫城外有皇城，皇城外有京城。宫城又称紫禁城。北京城的主体建筑都布置在中轴线上，中央官署集中在京城南部，钟楼、鼓楼位于城北。宫城的黄色琉璃瓦和红墙相配，充分体现出封建皇帝的威严。

　　(八)农业、手工业、科技史论著

　　贾思勰的《齐民要术》、沈括的《梦溪笔谈》、徐光启的《农政全书》、宋应星的《天工开物》都是著名的论著。

　　命题点2：新中国科技成就

　　新中国成立后，中国的科技蓬勃发展，在原子能技术、空间技术、生物技术、计算机技术，以及农业技术上取得了突破性发展，有的项目已经达到国际领先水平。

　　1960年，我国第一枚近程地对地导弹研制成功。

　　1964年1o月16日，中国第一颗原子弹试爆成功。

　　1965年，中国科学家人工合成胰岛素，这是世界上第一次人工合成的具有生物活力的结晶蛋白质。

　　1966年，中国的陈景润证明哥德巴赫猜想中的“1+2”。

　　1967年，我国第一颗氢弹爆炸成功。

　　1970年4月24日，我国的“长征”1号航天运载火箭顺利地将“东方红”1号人造卫星送入太空轨道。

　　1971年8月，中国自己制造的第一艘核潜艇下水。

　　1973年，被世界称为“杂交水稻之父”的袁隆平在世界上首次培育成功籼型杂交水稻。

　　1983年，中国第一台亿次电子计算机系统银河计算机研制成功。

　　1984年，大亚湾核电站开始动工兴建。1994年2月1日和5月1日，两台机组分别投入商业运行。这是我国引进技术、设备和资金建设的第一座大型商业用核电站。

　　1984年-1995年，我国科学家在云南澄江发现大批寒武纪动物群化石。

　　1988年，我国第一座高能加速器——北京正负电子对撞机建成。

　　20世纪80年代，我国陆续建设了三大高能物理研究装置——北京正负电子对撞机、兰州重力子加速器和合肥同步辐射装置。

　　1989年，化学所研制丙纶级聚丙烯树脂。在化学纤维5个品种涤纶、锦纶、丙纶、腈纶和维纶中，丙纶是中国自行研究开发成功的。

　　1993年10月，“曙光一号”大型并行计算机研制成功，达到当时世界先进水平。

　　1997年，长江三峡实现大江截流。

　　1999年6月，我国首次赴北极考察。

　　从1999年起，我国“神舟”1号飞船经过了4次无人飞行的试验，并获得成功，揭开了我国航空航天史上的崭新的一页。

　　2000年11月29日，我国独立研制的第一台具有人类外观特征、可以模拟人行走与基本操作功能的类人型机器人，在国防科技大学首次亮相。类人型机器人的问世，标志着我国机器人技术已跻身国际先进行列。

　　2001年，人类基因组计划率先在中国取得突破，人类基因组“中国卷”率先绘制完成。

　　2003年10月15日，“神舟”5号飞船载着我国第一位宇航员杨利伟升上太空，“神舟”载人航天飞行第一次成功。这对我国载人航天具有划时代意义。

　　2005年10月12日，中国航天员费俊龙、聂海胜乘坐“神舟”6号载人飞船成功进入太空。

　　2005年，青藏铁路格尔木一拉萨段全线铺通，于2006年7月1日开通运营。青藏铁路工程技术人员和建设者按照建设世界一流高原铁路的目标，克服许多难以想象的困难，攻克“多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱”三大世界性难题，优质高效地完成了青藏铁路全线铺通任务。

　　2009年，中国第一个南极内陆科学考察站——昆仑站在南极大陆内陆正式建成。

　　2009年，中国科学家在辽宁发现世界上最早的带羽毛恐龙化石。该化石距今约1.6亿年。

　　2010年11月14日，全球超级计算机500强排行榜在美国公布，中国“天河一号”超级计算机以每秒2570万亿次的实测运算速度，成为世界上运算最快的超级计算机。这也是中国第一台千万亿次超级计算机。

　　命题点3：世界科技发展史的主要成就以及代表人物

　　世界近代自然科学的发展，大体经历过三个阶段：

　　(一)第一阶段：近代自然科学的兴起(15世纪)

　　15世纪中叶，以恢复古代文化为名义的“文艺复兴运动”首先从意大利开始兴起，很快扩展到整个欧洲，同时它也促进了近代自然科学的兴起，实现了科学史上的一次革命。

　　它冲破了神学与经院哲学的牢笼，推动了生产力的发展，为近代自然科学的发展提供了坚实的依据。

　　波兰科学家哥白尼发表《天体运行论》，开创性地提出了“日心说”，标志着近代天文学的兴起。

　　德国天文学家开普勒提出太阳系行星运动的轨迹是椭圆形的，发现了行星运动的三大定律，进一步证实了哥白尼学说的正确性。

　　意大利天文学家和物理学家伽利略利用自制天文望远镜观察天体，证明并进一步发展了哥白尼的学说，并且在物理学领域取得重大成就。

　　1705年，英国天文学家哈雷发表《彗星天文学论说》，其首先测定彗星轨道，并预言周期为76年，1759年得到证实，称为哈雷彗星。

　　17世纪，近代数学建立、牛顿力学体系创立、近代化学创立等，都体现了这个阶段的特点。

　　(二)第二阶段：近代自然科学的飞速发展(19世纪末)

　　19世纪前期电磁感应现象的发现，综合了电和磁的关系，并取得了电磁关系研究的飞跃。分子一原子结构学说的确立、化学元素周期规律的发现、达尔文生物进化论的提出、爱因斯坦相对论的创立等，都是各学科发展过程中的综合表现。

　　第二次工业革命开始于1870年前后，主要成就表现在三个方面：电力的广泛应用;内燃机和新交通工具的创制：新通信手段的发明。这些技术被迅速地应用于手工业，大力推动了经济的发展。

　　17～20世纪初重要的自然科技成就见表4-1。

　　(三)第三阶段：飞跃阶段(20世纪四五十年代)

　　新技术革命兴起，科技的各个领域都有突破性的进展，整体化、综合化的程度更高，出现了许多新的学科。主要原因是：科学理论出现大突破：社会发展的需要，特别是第二次世界大战期间和战后各国对高科技的迫切需求。这次科技革命以原子能技术、航天技术、电子计算机的应用为典型代表。

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