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《中國古代科技》教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施
欲求超勝必須會(huì)通
——《中國古代科技》教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施
徐永琴
—、設(shè)計(jì)思路
筆者在2016年津蘇皖粵“科技史教學(xué)”同課異構(gòu)暨《史學(xué)閱讀與微課設(shè)計(jì)》項(xiàng)目總結(jié)活動(dòng)中承擔(dān)了“中國古代科技”的公開教學(xué)任務(wù)。關(guān)于本課的教學(xué)內(nèi)容，課標(biāo)只是籠統(tǒng)地提出“概述古代中國的科技成就”而人教版必修三教材中選擇了四大發(fā)明、數(shù)學(xué)、天文學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)五個(gè)方面， 雖然篇幅較長(zhǎng)，但內(nèi)容淺顯，學(xué)生易于接受。
筆者初步設(shè)想，以一位歷史人物為切入口， 通過生動(dòng)有趣的歷史細(xì)節(jié)，以點(diǎn)帶面，梳理中國 古代科技的一些發(fā)展情況，并向?qū)W生傳遞一種正確對(duì)待我國古代科技乃至文化的態(tài)度。朱維錚在《走出中世紀(jì)》中介紹的“西學(xué)東漸”背景下的徐光啟，便是這樣一個(gè)人物。徐光啟是上海人，離筆者上課的學(xué)校很近，會(huì)給學(xué)生一定的親近感;他又是一個(gè)全能的科學(xué)家，其成就涵蓋中國古代科技的多個(gè)方面;他提出的“欲求超勝，必須會(huì)通”思想，是從實(shí)際出發(fā)，兼取中西文化之長(zhǎng)，創(chuàng)造中國新文化的典范，這對(duì)今天仍有現(xiàn)實(shí)意義。為此，我進(jìn)一步查閱了有關(guān)徐光啟的一系列學(xué)術(shù)論文，還閱讀了張傳璽的《中華文明史》、 吳國盛的《科學(xué)的歷程》、胡化凱的《中國古代科 學(xué)思想二十講》、張豈之的《中國歷史十五講》、江 曉原的《科學(xué)史十五講》、杜昇云等的《中國古代 天文學(xué)的轉(zhuǎn)軌與近代天文學(xué)》、張培瑜等的《中國古代歷法》等一系列專著,最后確定以徐光啟與 《幾何原本》、徐光啟與《崇禎歷法》、徐光啟與“紅夷大炮”三個(gè)方面作為本課的教學(xué)內(nèi)容。
二、教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施
【導(dǎo)入】根據(jù)國際數(shù)學(xué)教育委員會(huì)網(wǎng)站2015 年6月16日公布的信息，上海市獲得了 2020 年第14屆國際數(shù)學(xué)教育大會(huì)的舉辦權(quán)。國際數(shù)學(xué)教育委員會(huì)稱，此次大會(huì)選擇在上海召開，還 與上海的一位古人有關(guān)，他就是明朝末年的徐光啟。
【設(shè)計(jì)意圖】以現(xiàn)代之事引出古代之人，既增 強(qiáng)了古今之間的時(shí)空溝通,又直接導(dǎo)入本課核心 人物一徐光啟的數(shù)學(xué)成就:翻譯《幾何原本》。
【教師講述】1607年,徐光啟與意大利傳教 士利瑪竇合作翻譯了《幾何原本》前六卷，也就 是平面幾何部分。我們現(xiàn)在一直在使用也習(xí)以 為常的幾何、點(diǎn)、線、面、直角、鈍角、銳角、內(nèi)切圓、平行線等術(shù)語,都是徐光啟在400多年前翻 譯時(shí)首創(chuàng)的。
全書的主導(dǎo)思想是通過邏輯推理把整個(gè)內(nèi) 容貫穿起來,基本上形成一個(gè)今天看來不很嚴(yán)謹(jǐn) 的邏輯演繹系統(tǒng)。就是說《幾何原本》中的每一題 都要通過邏輯論證，用以肯定題斷的正確性。
——李迪:《〈九章算術(shù)〉與〈幾何原本〉〉
【教師講述】從材料我們可以看到，《幾何原本》的主要特點(diǎn)是通過邏輯推理、邏輯論證，形成公理化的邏輯演繹體系。我們知道，我國的傳統(tǒng)數(shù)學(xué)是以《九章算術(shù)》為代表的。
《九章算術(shù)》例題：甲渠侯鄣：
大黃力十石弩一，右深強(qiáng)一分，負(fù)一筭，
八石具弩一，右弭失，負(fù)一筭，
六石具弩一，空上蜚，負(fù)一筭，
六石具弩一,衣不上，負(fù)一筭，
塢上望火頭，三不見所望，負(fù)三筭，
塢上望火頭，二不見所望，負(fù)二筭，
口泚?zhàn)植磺蹇巯乙幻摚?fù)二筭；
凡負(fù)十一筭。
【教師講述】一位駐守邊防的指揮官，參加業(yè)務(wù)考核時(shí)，因成績(jī)不良而被處罰�！毒耪滤阈g(shù)》 據(jù)此設(shè)計(jì)了這樣一道題。變?yōu)楝F(xiàn)代形式就相當(dāng) 于：（-1 + (-1) + (-1 + (-1 + (-3 + (-2 + (-2 =-11
【設(shè)問】與《幾何原本》相比，中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)有何特點(diǎn)？（參考答案:實(shí)用性；以計(jì)算為主，不 講邏輯論證。
他批評(píng)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)“僅僅具有其法，而不能 言其立法之意”。如中國人很早發(fā)明了三角形的勾股求法，但“言大小勾股能相求者.. 不言何以必等能相求也。”“言理不言故”這正是經(jīng)驗(yàn)型科學(xué)的根本缺陷。
——于化民:《徐光啟科學(xué)思想的基本特征》
【設(shè)問】材料揭示了我國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的什么問題？
�。▍⒖即鸢�:屬于經(jīng)驗(yàn)性科學(xué),缺少分析和理論概括。）
【教師講述】比如，中國人很早就知道三角形的勾股求法，但從來沒有深究這種求法的 因。后來,徐光啟專門寫了一本《勾股義》，用西方邏輯演繹的方法來論證我們的傳統(tǒng)數(shù)學(xué)。這本《勾股義》為明清興修水利提供了理論基礎(chǔ)。
徐光啟認(rèn)為，《幾何原本》不同于中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)：能令學(xué)理者祛其浮氣，練其精心;學(xué)事者資其定法，發(fā)其巧思，故舉世無人不當(dāng)學(xué)……欲其心思細(xì)密而已。
——徐光啟:《幾何原本雜議》
【設(shè)問】徐光啟為什么說舉世無人不當(dāng)學(xué) 《幾何原本》？（參考答案:它能改造人的思維。）
【設(shè)計(jì)意圖】通過中西比較及徐光啟對(duì)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的反思，強(qiáng)調(diào)《幾何原本》的引進(jìn)，不但開辟了一個(gè)新的科學(xué)領(lǐng)域，也開辟了一種與中國傳統(tǒng)大不相同的思維方式，這就是學(xué)習(xí)中的創(chuàng)新。
“象數(shù)之學(xué)，大者為歷法，為律呂；至其他有 形有質(zhì)之物，有度有數(shù)之事，無不賴以為用，用 之無不盡巧極妙者。”……他由此得出結(jié)論說: “凡物有形有質(zhì)，莫不質(zhì)于度數(shù)故耳�！�
——于化民:《徐光啟科學(xué)思想的基本特征》 師生共同理解、分析“凡物有形有質(zhì)，莫不 質(zhì)于度數(shù)故耳”的意思。（參考答案:世界萬事萬 物，無不表現(xiàn)為一定的數(shù)量關(guān)系。）
【教師講述】世間萬物都可表現(xiàn)為某種數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系——徐光啟的這一深刻思想的精義是 以數(shù)學(xué)方法分析認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界。通過客觀事物的具象，依賴抽象的邏輯思維去發(fā)現(xiàn)自然界的內(nèi)部聯(lián)系和客觀規(guī)律。這就與以牛頓為代表的 歐洲近代科學(xué)家，努力探索以數(shù)學(xué)語言表達(dá)自然哲學(xué)的可能，有異曲同工之妙。
徐光啟……在長(zhǎng)期系統(tǒng)的觀察和實(shí)驗(yàn)的基 礎(chǔ)上，能把數(shù)學(xué)化置之于首要地位，從而獨(dú)立地在中國摸索到了近代科學(xué)的邊緣。
——何兆武:《明清之際中國人的科學(xué)觀 ——以徐光啟為例》 【設(shè)計(jì)意圖】把徐光啟的貫穿一切科學(xué)普遍性的數(shù)學(xué)原理的思想，與半個(gè)多世紀(jì)后牛頓的 《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》相比較，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)徐光啟為中國古代數(shù)學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展做出的貢獻(xiàn)。
昔人云“鴛鴦繡出從君看，不把金針度與 人”吾輩言幾何之學(xué)，正與此異。因反其語曰： “金針度去從君用，未把鴛鴦繡與人，……其要 欲使人人真能自繡鴛鴦而已。
——徐光啟：《幾何原本雜議》
【過渡】徐光啟把《幾何原本》比作“金針” ，有了這根“金針”就能繡出科學(xué)的“鴛鴦”，他就借用西方《幾何原本》這根“金針”創(chuàng)造性地繡 出了《崇禎歷書》這一科學(xué)“鴛鴦”的。
【設(shè)計(jì)意圖】不僅自然過渡到徐光啟在天文學(xué)方面的成就;而且明確《崇禎歷書》是在《幾何原本》思想指導(dǎo)下制定的，真正體現(xiàn)數(shù)學(xué)“不用為用，眾用所基”的功能。
【教師講述】崇禎是明朝最后一位皇帝，他統(tǒng)治時(shí)期正值明朝內(nèi)外交困之際，內(nèi)有農(nóng)民起義風(fēng)起云涌，關(guān)外有滿洲八旗鐵蹄的入侵，為什么要在這時(shí)修改歷法呢？
崇禎二年五月欽天監(jiān)所報(bào)日蝕再一次失驗(yàn)，而徐光啟用西洋方法預(yù)測(cè)曰蝕卻相當(dāng)準(zhǔn)確。 崇禎皇帝看到了這一現(xiàn)實(shí)。同年九月一日，崇禎皇帝下詔開設(shè)西洋歷局，決定引進(jìn)西洋歷法，修改《大統(tǒng)歷》。
——王燕軍:《崇禎與自然科學(xué)》
【教師講述】改歷的原因是“欽天監(jiān)所報(bào)日蝕再一次失驗(yàn)”這就涉及古代天文歷法的兩大用途，一是“敬授民時(shí)”指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；二是為帝王探知“天意”古人認(rèn)為，天文異象如日月蝕、彗星的出現(xiàn)，是各種災(zāi)難如政變、篡權(quán)等的先兆。自古以來，各朝各代常設(shè)欽天監(jiān),其負(fù)責(zé)人需就天文異象的出現(xiàn)向皇帝作秘密報(bào)告，對(duì)此采取相關(guān)措施。如果這“通天”秘事把握不了， 皇帝“天子”的身份就會(huì)受懷疑。
【教師講述】明代自開國后，一直使用《大統(tǒng)
歷》，《大統(tǒng)歷》實(shí)即元代郭守敬制訂的《授時(shí)歷》。
學(xué)生閱讀謀本，了解《授時(shí)歷》的相關(guān)知識(shí)�！窘處熤v述】元代天文學(xué)達(dá)到了一個(gè)高度，郭守敬之后的中國古代天文發(fā)展出現(xiàn)了停滯局面，一方面《授時(shí)歷》滿足了當(dāng)時(shí)社會(huì)的需要，另一方面當(dāng)時(shí)天文觀測(cè)所能達(dá)到的精度，基本上是裸眼觀測(cè)的極限。由保存下來的明代復(fù)制的郭守敬的簡(jiǎn)儀看，百刻環(huán)上每一刻又細(xì)分為36等份，整個(gè)圓周劃分達(dá)到3600份，意味著刻度精度達(dá)到10分，對(duì)于青銅儀器來說，很難再繼續(xù)提高觀測(cè)精度。如果沒有新的天文學(xué)要求，沒有革命性的新天文儀器，明代天文學(xué)的停滯局
面就可以理解了。
【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生了解中國古代天文學(xué)的
發(fā)展情況及其發(fā)達(dá)的原因。
【教師講述】但是，隨著時(shí)間的推移，《大統(tǒng)
歷》的誤差漸漸加大，對(duì)于歷法出現(xiàn)誤差問題，徐光啟是這么看的：
守敬之法,今日之所謂差，當(dāng)時(shí)之所謂密也。——徐光啟：《月食先后各法不同緣由及測(cè)驗(yàn)二法疏》
歷自漢迄元一干二百五十年，凡六十八改
謂古法良是，后來失傳誤改者，皆謬論也。
——徐光啟:《測(cè)候月食奉旨回奏疏》 漢以前差以日計(jì)，唐以前差以時(shí)計(jì),宋元以來差以刻計(jì)，今則差以分計(jì);必求分?jǐn)?shù)不差，宜待后之作者。
——徐光啟：《月食回奏疏》
欲求超勝，必須會(huì)通。
——徐光啟：《歷書總書目》
【設(shè)問】從上述言論中能看出徐光啟怎樣的
歷史進(jìn)步觀？（參考答案:文明是不斷進(jìn)步的，今勝于昔、后勝于今是歷史發(fā)展的必然;充分吸收
和利用前人的成果,這是文明進(jìn)步的偉大原則；
欲求超勝，必須會(huì)通。）
【設(shè)計(jì)意圖】通過材料，明確徐光啟既反對(duì)復(fù)古與崇古的傳統(tǒng)思想，認(rèn)為科學(xué)是不斷進(jìn)步的;也不盲目崇洋,認(rèn)為西洋歷法也不能做到分?jǐn)?shù)不差。他認(rèn)為近幾十年所定的西洋歷法應(yīng)比350多年前的《授時(shí)歷》進(jìn)步，要修成一部比前代更好的歷法，在當(dāng)時(shí)的情況下，必須做好會(huì)通中西的工作，也就是必須汲取古今中外的一切成果，既有繼承，又有創(chuàng)新。因此他積極引進(jìn)西法,與在華傳教士湯若望等一起制定《崇禎歷書》。
采用了丹麥天文學(xué)家第谷(1 546—1 601年)的宇宙體系。這是介于哥白尼的日心系和托勒密的地心體系之間的一種調(diào)和性體系……這就使《崇禎歷書》必然要用幾何學(xué)的計(jì)算系統(tǒng)，于是也就與……代數(shù)學(xué)計(jì)算系統(tǒng)的中國傳統(tǒng)歷法區(qū)別開來。
——?jiǎng)Ⅷ櫫?《徐光啟對(duì)〈崇禎歷書〉的編譯與其實(shí)際成效的問題研究》
【設(shè)問】《崇禎歷書》有哪些創(chuàng)新之處？（參考答案：宇宙體系上采用折中托勒密地心說與哥白尼日心體系的第谷學(xué)說；改變傳統(tǒng)數(shù)學(xué)研究方法,采用幾何學(xué)計(jì)算方法，將幾何學(xué)、三角學(xué)，包括平面三角和球面三角，用于天文學(xué)預(yù)測(cè)與研究中。）
【教師講述】古希臘天文學(xué)托勒密的地心說在歐洲統(tǒng)治天文學(xué)達(dá)1400多年的。1543年，哥白尼在猶豫躊躇30余年后，臨終前出版了其不朽的巨著《天體運(yùn)行論》，向世人宣布日心說。從曰心說邏輯上說，如果地球繞日旋轉(zhuǎn)，在地球上必定能觀測(cè)到恒星的周年視差。哥白尼生前曾做了較長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，均未成功，其他人的努力也都以失敗告終，現(xiàn)在我們知道主要是當(dāng)時(shí)望遠(yuǎn)鏡的精度不夠。
丹麥天文學(xué)家第谷堅(jiān)持觀測(cè)20年,試圖尋 找恒星的周年視差，以判斷“日心說”和“地心說”誰是誰非，最終未能發(fā)現(xiàn)。不過通過觀測(cè)，第谷發(fā)現(xiàn)了行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)。他崇敬哥白尼，但沒有確鑿的直接證據(jù)，因此沒有接受日心說。于是他于1582年提出了介于托勒密和哥白尼體系之間的一個(gè)折中的宇宙模型，稱之為第谷宇宙模型一認(rèn)為地球靜止不動(dòng)居于宇宙中心，月亮、太陽繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，形成月亮和太陽以地球?yàn)?圓心的圓運(yùn)動(dòng)；水星、金星、火星、木星、土星繞 太陽旋轉(zhuǎn)，同時(shí)隨太陽一起繞地球轉(zhuǎn)動(dòng),從而形 成五大行星以太陽為圓心的圓運(yùn)動(dòng)。
【設(shè)問】“日心說”最終取代了“地心說”，那 么“地心說”是屬于科學(xué)的范疇嗎？（參考答案： 屬于。）
【設(shè)計(jì)意圖】在我們平時(shí)的語境里“科學(xué)” 是絕對(duì)正確的。其實(shí)，科學(xué)是一個(gè)不斷進(jìn)步的過 程，今天“正確”的結(jié)論，隨時(shí)都可能成為“不正確”。我們判斷一種學(xué)說是不是科學(xué)，不是依據(jù)它的結(jié)論在今天正確與否，而是依據(jù)它所用的方法、它所遵循的程序。通過師生、生生間的探討，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)：科學(xué)也有它自身的發(fā)展歷史， 盡管中國古代天文歷法在內(nèi)的古代科學(xué)存在諸多的問題，但是，它所呈現(xiàn)出一條科學(xué)進(jìn)步的軌跡不容忽視。
【教師講述】我們從徐光啟的研究方法上， 就能看出中國古代天文學(xué)的科學(xué)內(nèi)涵：
歷局在中國第一次使用了人類歷史上新發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡；從伽利略在西方使用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天象到徐光啟在中國使用，其間不過30年左右。這一創(chuàng)舉不但是中國科學(xué)史上值得大書特書的一件事，同時(shí)也表明了徐光啟本人對(duì)于科學(xué)觀察與實(shí)驗(yàn)手段的極端重視。
——何兆武:《明清之際中國人的科學(xué)觀——以徐光啟為例》
【教師講述】徐光啟不但引進(jìn)并應(yīng)用望遠(yuǎn)鏡，還利用主管欽天監(jiān)工作的便利，領(lǐng)導(dǎo)制造了中國最早的一批望遠(yuǎn)鏡。用傳統(tǒng)方法解決不了的問題在運(yùn)用望遠(yuǎn)鏡后，都輕松地得到了答案。在1629年防御后金軍隊(duì)進(jìn)攻時(shí),徐光啟還曾用望遠(yuǎn)鏡窺敵。徐光啟對(duì)待科學(xué)不唯上，不唯書，不拘守前人的定論，不滿足于聽別人的現(xiàn)成報(bào)告，提倡親自動(dòng)手，一切從實(shí)際觀測(cè)的結(jié)果出發(fā)。代表當(dāng)時(shí)中國天文學(xué)最高水平的《崇禎歷書》得以完成，實(shí)在與徐光啟倡導(dǎo)的這種嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神密不可分。
徐光啟修《崇禎歷書》的緣起是《大統(tǒng)歷》在曰月交食上的預(yù)報(bào)失誤，因此，能做到對(duì)日月交食上的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，對(duì)于朝廷方面來說是可以過關(guān)了，但是作為改歷創(chuàng)議者和實(shí)施者的徐光啟并不滿足于僅能對(duì)日月交食上的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)上：
今所求者，每遇_差，必尋其所以差之故；每用一法，必論其所以不差之故。窮極原本，著為明白簡(jiǎn)易之說，使一覽了然，萬世之后，人人可以從事;遇有稍差，因可隨時(shí)隨事，依法修改。
——徐光啟：《條議歷法修正歲差疏》
【設(shè)問】徐光啟在修歷中強(qiáng)調(diào)“求其故”的目 的是什么？（參考答案:知其所以然處，然后歸納 為自然界的普遍原理；把這一普遍原理作為“金 針”度與后人。）
【教師講述】在天文學(xué)上，徐光啟之所以強(qiáng)調(diào)“求其故”,也是希望能夠把“金針”度與后人。
因?yàn)樵谒磥�，掌握了所以然之故，就等于掌�?了天文學(xué)研究的金鑰匙。但是，在對(duì)世界缺乏基本了解的明末社會(huì)大環(huán)境下，一些保守人士在歷書編撰過程中就與徐光啟反復(fù)爭(zhēng)論，維護(hù)中 國道統(tǒng)，反對(duì)利用西洋天文學(xué)修歷�！睹魇�?歷志》中保留了當(dāng)時(shí)8次較量的記錄。這些較量有 著共同的模式：雙方各自根據(jù)自己的天文學(xué)方法預(yù)先推算出天象出現(xiàn)的時(shí)刻、方位等,然后再在屆時(shí)的實(shí)測(cè)中看誰“疏”誰“密”。這8次較量的結(jié)果竟是8:0—中國傳統(tǒng)天文學(xué)方法“全軍覆沒”。其中3次發(fā)生于《崇禎歷書》編成之前,5次發(fā)生于編成并“進(jìn)呈御覽”之后（此時(shí)徐光啟 已經(jīng)病逝。到第7次時(shí)即1643年，崇禎帝“已深知西法之密”。最后一次較量的結(jié)果使他下了決心，下令頒行天下�？上Т藭r(shí)明朝的末曰來臨,詔令也無法實(shí)施了。崇禎皇帝修“老黃歷”的目的是要挽回早在民間淪喪的“天子”威嚴(yán)，但是,一部更先進(jìn)的歷法頒布時(shí)，他卻喪失了大明江山,歷史真的讓人回味！清朝入關(guān)后，湯若望對(duì)《崇禎歷書》略作修改后獻(xiàn)給清王朝，清朝把它作為“天命轉(zhuǎn)移、乾坤再造”的象征物頒行于全國，是為《時(shí)憲歷》。
【設(shè)計(jì)意圖】在“欲求超勝，必須會(huì)通”思想 的指導(dǎo)下，徐光啟對(duì)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)性科學(xué)的創(chuàng)新提 高到了理論的高度，但是徐光啟的思想沒有繼續(xù)發(fā)揮其對(duì)近代科學(xué)的催生作用，則要?dú)w咎于他所處的社會(huì)環(huán)境，讓學(xué)生感悟社會(huì)環(huán)境對(duì)科 學(xué)發(fā)展的制約因素。
過渡：與《崇禎歷書》有相似結(jié)果的，還有徐 光啟極力引進(jìn)、積極仿制的“紅夷大炮”。
【教師講述】紅夷大炮是當(dāng)時(shí)西方先進(jìn)火器 之又稱西洋大炮。由荷蘭殖民者帶入我國， 明朝人稱荷蘭人為“紅夷”，故將此類大炮稱為 “紅夷大炮”。
中國是火藥和火器的故鄉(xiāng)。唐末火藥用于軍事，最早的火藥武器有巨竹筒為槍身的突火槍、火箭、火炮等，宋朝戰(zhàn)事頻繁,軍事上廣泛使用火藥。
南宋高宗末年，名將虞允文在采石磯以1.8 萬人的軍隊(duì)大敗17萬金兵，最終奠定了南北二 朝對(duì)峙的局面。賴以制勝的武器喚作霹靂炮，就是用竹筒盛混合瓷屑的火藥的爆炸性火器。
金朝屢吃大虧，很快向敵人學(xué)習(xí)，研制出用鐵 殼盛火藥的震天雷，用拋石機(jī)發(fā)射，作為攻堅(jiān)利 器，差點(diǎn)滅亡了南宋,幸虧有成吉思汗的蒙古騎兵 在背后夾擊，才讓南宋茍延殘喘了半個(gè)世紀(jì)。
早期政權(quán)間的軍備競(jìng)賽促進(jìn)了中國火藥武器的發(fā)展。后來，火藥和火器經(jīng)阿拉伯人傳到歐洲，歐洲人開始仿制東方的金屬管形火器。此時(shí)正是歐洲資本主義萌芽和資產(chǎn)階級(jí)興起之時(shí)，他們?yōu)榱舜虼T士階層的盔甲，摧毀封建城堡歐洲，不斷改進(jìn)金屬管形火器的結(jié)構(gòu)和性能，推陳出新，讓火器日益精良，終于打敗了封建主，建立了自己的統(tǒng)治。
而此時(shí)，火藥和火器的故鄉(xiāng)——中國，與西
方同時(shí)期火器的發(fā)展相比已形落后。
【設(shè)計(jì)意圖】通過生動(dòng)有趣的故事細(xì)節(jié)，介紹中國火藥及火藥武器的發(fā)展和外傳，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以火藥和火藥武器在歐洲資本主義戰(zhàn)勝封建主義中的作用，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，并進(jìn)一步理解“會(huì)通”與“超勝”的關(guān)系。
16世紀(jì)當(dāng)歐洲傳教士把西方火器知識(shí)帶進(jìn)中國時(shí)，馬上引起了徐光啟的關(guān)注。當(dāng)明朝與滿洲進(jìn)行了幾次大戰(zhàn)，明軍雖然擁有八旗軍所沒 有的傳統(tǒng)火器，但粗制濫造，且施放技術(shù)不嫻 熟，在八旗軍風(fēng)馳電掣的沖擊面前往往敗北。徐 光啟上疏萬歷皇帝：臣竊見東事以來，可以克敵制勝者，獨(dú)有神 威大炮1器而已。
——徐光啟：《西洋神器既是其益宜
盡其用疏》
【教師講述】1620年徐光啟被委以練兵事務(wù)，他首先派人到澳門購買當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的“紅夷大炮”,在澳門葡萄牙商人的協(xié)助下，買得四門紅夷大炮，并帶回四名葡籍炮師。但是廣 州地方官認(rèn)為，靠西洋武器護(hù)國，不正說明自己的無能，此舉失宜。經(jīng)多方交涉才準(zhǔn)許四門大炮入境，四名葡籍炮師被遣返回澳門。
1621年遼東戰(zhàn)局急劇惡化，購買西洋火器又提上議事日程，在澳門當(dāng)局的積極配合下，1623年購得的26門紅夷大炮運(yùn)抵北京,但是在葡人教演過程中發(fā)生了爆炸事件，部分官員便抓住這次事故，聲稱它證明澳門葡人早有征服中國的預(yù)謀，所有葡人全部譴返。但還是有火炮送到了關(guān)外前線，天啟六年(1626年)，努爾哈赤率八旗兵圍攻寧遠(yuǎn)（今遼寧興城)，當(dāng)時(shí)明軍在關(guān)外的最后一個(gè)要塞。明軍利用紅夷大炮給金軍以重創(chuàng)。袁崇煥一戰(zhàn)成名。此戰(zhàn)是滿洲發(fā)動(dòng)侵明戰(zhàn)爭(zhēng)以來遭到的第一次重大挫折，努爾哈赤對(duì)此非常憤懣,最終郁忿成疾，不久便死去。寧遠(yuǎn)之戰(zhàn),紅夷大炮發(fā)揮了異常的作用，從此聲名鵲起,激起了中國人購買和仿制的熱情。
西洋造臺(tái)用銃，多有巧法，毫厘有差，關(guān)系 甚大”,必須薦舉“深心巧思，精通理數(shù)者”，才能制出精良的火炮。
——?jiǎng)Ⅷ櫫?《明清時(shí)期紅夷大炮的興衰與兩朝西洋火器發(fā)展比較》
【設(shè)問】徐光啟之前翻譯的《幾何原本》，對(duì) 他造炮有何影響？（參考答案:成為他制炮用炮 的重要數(shù)學(xué)依據(jù)之一。）
以往，引進(jìn)西洋火器，只知道依葫蘆畫瓢地 進(jìn)行仿造，結(jié)果多不得法,不是爆炸就是性能低
下，而今懂得了 ： “西洋鑄造大銃，長(zhǎng)短大小，厚 薄尺量之制，著實(shí)慎重……必依一定真?zhèn)�，比照度�?shù)，推例其法，不以尺寸為則，只依銃口徑為則。
——李映發(fā):《明末對(duì)紅夷炮的引進(jìn)與發(fā)展》【教師講述】中國兵器家懂得了“不以尺寸為則，只依銃口徑為則”就能變被動(dòng)為主動(dòng)地進(jìn) 行仿造：“比照度數(shù),推例其法”就能設(shè)計(jì)和制造出多種多樣的新式火器。這種按比例計(jì)算各項(xiàng) 數(shù)據(jù)而進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的科學(xué)方法，對(duì)于我國古代火器的發(fā)展具有定的推進(jìn)意義，使其制造 工藝臻于完善。
【設(shè)計(jì)意圖】建立“紅夷大炮”與《幾何原本》 間的內(nèi)在聯(lián)系，讓本課三大主要內(nèi)容不顯孤立。
【教師講述】在積極造炮的同時(shí)，徐光啟還組建了一支用西洋火器裝備為主的火器營(yíng)，以 提高明軍的戰(zhàn)斗力。地點(diǎn)就選在登州（山東蓬 菊，他的學(xué)生在這里訓(xùn)練軍隊(duì)。這支部隊(duì)雇傭 葡萄牙人傳輸技術(shù)，用紅夷大炮做裝備,一度成 為明朝裝備最精良的部隊(duì)。登州一時(shí)成為全國 裝備最精良的軍事前沿，中國火器鑄造演練的 中心。
但是此時(shí)的朝中有人非�？床粦T徐光啟， 要給他點(diǎn)顏色看看，所以他們就克扣登州的軍糧，最終導(dǎo)致兵士叛亂，后來這些叛亂軍士全部投降滿洲，為滿洲提供了不可多得的精銳武器 裝備和制炮技術(shù)，使雙方的軍事力量發(fā)生了很大化。徐光啟憂憤滿腔，決心退出軍事舞臺(tái)， 專心從事于《大統(tǒng)歷》的修訂工作。
然而，清軍反而享受了徐光啟引進(jìn)紅夷大炮之利。正所謂戰(zhàn)敗的軍隊(duì)善于學(xué)習(xí)吧,清軍在這方面很快“超勝”，且一入關(guān)就用改良后的紅衣大炮，把大順軍隊(duì)炸得陣腳大亂。此后入主北 京的清廷,驅(qū)使大軍南征，都是以紅夷（衣）大炮作為轟破南明政權(quán)堅(jiān)城的利器。
徐光啟在明亡前11年就去世了，他不曾料想，他認(rèn)定可以讓明帝國起死回生的西洋技術(shù)， 怡好都走向反面，在某種程度上加速了帝國的 滅亡。而他力主引進(jìn)的軍事技術(shù)，乃至他主持的歷法改革，到頭來都被清朝用作統(tǒng)治全國的工具。
但是，隨著戰(zhàn)事的熄滅，清王朝開始推行輕 視火器研制和閉關(guān)鎖國的政策，扼殺了火器研制者的創(chuàng)造精神，隔斷了東西方火器理論與制造技術(shù)的交流渠道，從而使中國的火器研制業(yè) 每況愈下，而此時(shí)歐洲的火器理論與制造技術(shù) 又邁上了一個(gè)歷史發(fā)展的新臺(tái)階，這種狀況一 直持續(xù)到第一次鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)都沒有改變。
【設(shè)計(jì)意圖】通過中與外、明與清、清朝前 后間的對(duì)比，讓學(xué)生明白，一個(gè)民族在科技上不再有傳承與創(chuàng)新的能力，這個(gè)民族必將走向衰弱；一個(gè)民族要持續(xù)發(fā)展，必須在繼承傳統(tǒng) 的基礎(chǔ)上，吸收古今中外的一切文明成果，提升 創(chuàng)新能力。這就是徐光啟強(qiáng)調(diào)的“欲求超勝，必須會(huì)通”。
【作者簡(jiǎn)介】徐永琴，中學(xué)高級(jí)教師，江蘇省昆山 中學(xué)歷史教師，主要從事教學(xué)管理和歷史 教學(xué)工作。
�。ū疚恼涀裕盒煊狼伲骸队蟪瑒俦仨殨�(huì)通——〈中國古代科技〉教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施》，《歷史教學(xué)》，2016年第23期，第33-39頁。如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系小編刪除。）
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