2017教师招聘新大纲文化素养|科学素养

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第三节科学素养

一、科学常识与科普读物

（一）科学常识

1.诺贝尔奖

诺贝尔奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔的部分遗产作为基金创立的。诺贝尔奖包括金质奖章、证书和奖金支票。在遗嘱中他提出，将部分遗产（920万美元）作为基金，以其利息分设物理、化学、生理或医学、文学及和平（后添加了经济奖）5个奖项（没有数学奖），授予世界各国在这些领域对人类作出重大贡献的学者。

历届诺贝尔奖海外华人得主：

杨振宁1957年获诺贝尔物理学奖；李政道1957年获诺贝尔物理学奖；

丁肇中1976年获诺贝尔物理学奖；李远哲1986年获诺贝尔获化学奖；

朱棣文1997年获诺贝尔物理学奖；崔琦1998年获诺贝尔物理学奖；

高行健2000年获诺贝尔文学奖；钱永健2008年获诺贝尔化学奖；

高锟2009年获诺贝尔物理学奖。

中国籍诺贝尔奖得主：

2012年诺贝尔文学奖授予中国作家莫言，莫言成为有史以来首位获得诺贝尔文学奖的中国籍作家。

2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者屠呦呦,理由是她发现了青蒿素,这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率.

2016诺贝尔奖获奖名单：

诺贝尔生理学或医学奖	大隅良典	日本	发现细胞自噬机制
诺贝尔物理学奖	戴维·索利斯	美国	发现了物质的拓扑相变和拓扑相
	邓肯·霍尔丹
	迈克尔·科斯特利茨
诺贝尔化学奖	让-皮埃尔-索瓦	法国	分子机器的设计和合成
	詹姆斯·弗雷泽·司徒塔特	美国
	伯纳德·费灵格	荷兰
诺贝尔和平奖	胡安·曼努埃尔·桑托斯·卡尔德龙	哥伦比亚	在结束哥伦比亚长达50多年的内战中所做的坚定努力
诺贝尔经济学奖	奥利弗·哈特	----	对契约理论的贡献
诺贝尔经济学奖	本特·霍姆斯特罗姆	---	对契约理论的贡献
诺贝尔文学奖	鲍勃·迪伦	美国	用美国传统歌曲创造了新的诗意表达

2.中国五大科学技术奖

为奖励在科技进步活动中作出突出贡献的公民、组织，国务院设立了五项国家科学技术奖:国家最高科学技术奖、国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖和中华人民共和国国际科学技术合作奖。国家最高科学技术奖报请国家主席签署并颁发证书和奖金。奖金数额由国务院规定。获奖者的奖金额为500万元人民币。该奖项2000年设立。

3.世界上第一台工业机器人

1959年，乔治·德沃尔和约瑟·英格柏格发明了世界上第一台工业机器人，命名为尤尼梅特，意思是“万能自动”。这个机器人的功能和人手臂功能相似。尤尼梅特的精确率达1/10000英寸。

4.人体生理特点

（1）新陈代谢

是指个体与外界环境之间的物质能量交换以及人体内部的物质与能量的转化过程，是人体最基本的生理活动。

（2）兴奋性

是指生物体能够接受刺激产生兴奋的能力。

（3）生殖

是指生物体有繁衍种族的功能。

（4）人体结构

成人有206块骨头，头骨29块、躯干骨51块、四肢骨126块，大约占体重的20%。每块骨是一个器官，骨头的数量由年龄决定。骨骼的作用是塑造体形、支撑躯体、运动、保护内脏器官、造血、储存矿物质。

5.生物的五界

魏泰克(1924—1980)将生物分成五个界。目前，生物分类学上使用较广的是五界分类系统，它是由美国生物学家魏泰克在1969年提出的。魏泰克在已区分了植物与动物、原核生物与真核生物的基础上，又根据真菌与植物在营养方式和结构上的差异，把生物界分成了原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界五界。

6.84消毒液

84消毒液是一种以次氯酸钠为主的高效消毒剂，主要成分为次氯酸钠(NaClO)。无色或淡黄色液体，有效氯含量5.5~6.5%。被广泛用于宾馆、旅游、医院、食品加工行业、家庭等的卫生消毒，且具有刺激性气味。1984年，地坛医院的前身北京第一传染病医院研制成功能迅速杀灭各类肝炎病毒的消毒液，经北京市卫生局组织专家鉴定，授予应用成果二等奖，定名为"84"肝炎洗消液，后更名为“84消毒液”。

7.误食钡盐急救

（1）催吐：特别是在现场，发现服毒者，即给予温开水口服500~600ml。然后用手指或匙勺刺激咽部，引起呕吐，反复多次。

（2）洗胃：立即用温开水洗胃，洗得越彻底越好，同时用硫酸钠导泻。可用10%硫酸钠200ml导泻。因为硫酸钠能与胃肠道内吸收的氯化钡结合为无害的硫酸钡，起到导泻和排除毒物的双重目的。

（3）补钾：补钾是抢救成功的关键，对轻度中毒患者，可用10%氯化钾口服。首次口服10~20ml，如有低钾血症，给予10%氯化钾2~8g，还可增加口服。直至症状体征消失为止。

（4）服用可溶性的硫化物以沉淀重金属盐。

8.现代科学四大基础理论

量子力学、相对论、基因理论、系统理论。

9.第一台电子计算机

又称"电子管计算机"。以电子管为主要电路元件的电子计算机。第一台通用数字电子计算机于1946年2月14日在美国制成，取名埃尼阿克(eniac)。世界上第一台电子计算机是个庞然大物:重27吨，占地150平方米，肚子里装有18800只电子管。1946-1957年生产的电子计算机都是第一代电子计算机。美国的毛琪利与爱克特发明了第一代电脑-ENIAC，冯·诺依曼被称为现代计算机之父。

10.分子

分子是物质中能够独立存在的相对稳定并保持该物质物理化学特性的最小单元。分子由原子构成，原子通过一定的作用力，以一定的次序和排列方式结合成分子。分子的存在形式可以为气态、液态或固态。

（二）科普读物

1.凡尔纳，《海底两万里》《八十天环游地球》

儒勒·凡尔纳（1828.2.8～1905.3.24），是19世纪法国著名小说家、剧作家及诗人。儒勒·凡尔纳的小说可分两大类：一类“在未知的世界中漫游”，另一类“在已知的世界中漫游”。他的作品情景壮观、构思奇巧、想象丰富，在引人入胜的故事中蕴含着鲜明的正义感和广博的历史，地理知识。不仅可以激发读者一往无前的探险精神，培养人们的坚强意志，还可以丰富人们的科学知识，让人们感受大自然的广博和神奇。在法国，2005年被定为凡尔纳年，以纪念他百年忌辰。凡尔纳是世界上被翻译的作品第二多的名家，仅次于阿加莎·克里斯蒂，位于莎士比亚之上。

《海底两万里》是法国作家凡尔纳的代表作之一，叙述了法国生物学者阿龙纳斯在海洋深处旅行的故事。凡尔纳的小说得以广为流传，还因为他具有社会正义感和崇高的人道主义精神。他笔下的人物都是品质高尚、献身科学的人，是英勇顽强、不畏艰险的人。像尼摩船长等反抗压迫的战士的形象，正是他反对殖民主义，反对奴隶制和压迫者的进步思想的体现。

《八十天环游地球》，长篇科幻小说。法国作家儒勒·凡尔纳作于1873年。全书共37章，全书于1872年11月6日到同年12月22日发表在《时代》。英国绅士菲利斯·福格与朋友打赌两万英镑，要在80天内环游地球一周回到伦敦。

2.霍金，《宇宙的起源与归宿》《时间简史》

史蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking，1942年1月8日），ALS患者，英国著名物理学家和宇宙学家。肌肉萎缩性侧索硬化症患者，全身瘫痪，不能发音。霍金的主要研究领域是宇宙论和黑洞，证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发现象和无边界的霍金宇宙模型，在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。霍金是继牛顿和爱因斯坦之后最杰出的物理学家之一，被世人誉为“宇宙之王”。

(1)《宇宙的起源与归宿》

本书是霍金的又一力著，全书由七次相对独立但又互相紧密联系的讲座集结而成。作者力图通过这一系列讲座，用尽可能通俗的语言，深入浅出地阐明人类迄今所探知的宇宙演化史的基本轮廓，以及相关理论的基本原理。读者通过阅读本书，可以初步认知宇宙从形成、演变直至可能的最终归宿之全过程，以及这一过程之所以发生的物理机制。

(2)《时间简史》

《时间简史：从大爆炸到黑洞》（英语：A Brief History of Time: from the Big Bang to Black Holes）是英国物理学家斯蒂芬·威廉·霍金于1988年编写的一部将高深的理论物理通俗化的科普范本。讲述关于宇宙的起源和命运，主要介绍了什么是宇宙、宇宙发展的最新状况和关于宇宙本性的最前沿知识，解释了黑洞和大爆炸等天文物理学理论。

3.法布尔，《昆虫记》

让-亨利·卡西米尔·法布尔(Jean-Henri Fabre)（1823年12月22日－1915年10月11日），法国博物学家、昆虫学家、科普作家，以《昆虫记》一书留名后世，该书在法国自然科学史与文学史上都具重要地位，已译成多种不同语言。身为现代昆虫学与动物行为学的先驱，法布尔以膜翅目、鞘翅目、直翅目的研究而闻名，维克多·雨果称他为“昆虫世界的荷马”爱子因贫病交加于92岁之龄过世。

《昆虫记》

《昆虫记》又称《昆虫世界》、《昆虫物语》、《昆虫学札记》或《昆虫的故事》，是法国昆虫学家、文学家让-亨利·卡西米尔·法布尔所著的长篇科普文学作品，共十卷。

该作品是一部概括昆虫的种类、特征、习性和婚习的昆虫学巨著，同时也是一部富含知识、趣味美感和哲理的文学宝藏。这部著作的法文书名直译为《昆虫学的回忆》，副标题为'对昆虫的本能及其习俗的研究'。它的文字清新、自然有趣，语调轻松幽默诙谐，基于事实的故事情节曲折奇异。作者将昆虫的多彩生活与自己的人生感悟融为一体，用人性去看待昆虫。

4.鲁道夫·基彭哈恩，《千亿个太阳》

鲁道夫·基彭哈恩是生于捷克苏台德地区的苏台德德国人。他在埃尔朗根-纽伦堡大学原本主修数学和物理学，后改主修为天文学。他是60年代密近双星质量转移演化理论的创始人之一，基彭哈恩在1975年到1991年之间担任位在德国慕尼黑县加兴的马克斯·普朗克天文物理学研究所所长。1991年起基彭哈恩在哥廷根城为一位天文研究推广的活跃作家。因为他和史蒂芬·霍金相同风格的写作方式，让他获得了布鲁诺·汉斯·柏吉尔奖。他的著作包含了天文学、密码学和原子物理等主题。2005年英国皇家天文学会授予他爱丁顿奖章表彰他以数值计算研究恒星结构和恒星演化的贡献。

《千亿个太阳》本书深入浅出地介绍了恒星能源、结构和演化、射电脉冲星、密近双星质量转移、致密X射线星、恒星晚期演化、恒星的诞生以及地外生命与地外文明的知识。全书基本上撇开了数学公式，运用了许多生动比喻，叙述了许多著者亲身经历的故事，是一本颇有特色的科普著作。

5.尼查叶夫，《元素的故事》

依·尼查叶夫，原名雅可夫·潘，苏联青年科学文艺作家。在苏联推广新技术的运动中，他担任过特约通讯员和《知识就是力量》月刊的编辑，其作品笔锋犀利、新颖有趣、说理详细、富有文艺色彩，《元素的故事》为其代表作。雅可夫·潘不仅是一位对科学和生活充满热情的作家，而且是一位富有爱国心的热血青年。1941年，他因过度劳累而积劳成疾，不能加入正规红军参加苏联卫国战争，但他却隐瞒重病，加入了抗击德国法西斯的民兵队伍，不幸壮烈牺牲于莫斯科前线。

《元素的故事》介绍的是发现化学元素的故事。著者通过一些生动的故事描写，记叙了18世纪中期到近年有关化学元素的重大发现和发展;列举了英国化学家戴维发现元素钠和钾，德国化学家本生、基尔霍夫发现元素铯和铷，居里夫妇发现元素钋和镭等故事。介绍了俄国化学家门捷列夫的化学元素周期表。

6.蕾切尔·卡逊，《海洋传》

蕾切尔·卡森（Rachel Carson，1907年5月27日—1964年4月14日），是美国的海洋生物学家，但她是以她的作品《寂静的春天》引发了美国以至于全世界的环境保护事业。2007年5月27日是美国女作家、科学家和环境保护运动的先驱蕾切尔·卡森(Rachel Carson，1907-1964)诞辰100周年纪念日。蕾切尔·卡森为20世纪的环保事业做出巨大贡献，直至她逝世后的21世纪，人们仍然牢记她对环保事业的贡献。

《海洋传》从卡森优美的文字中聆听大海永恒的乐章，体会海洋怀抱中各种生物的微妙联系，伴随海洋传自己体内海水的脉动，以另一种胸怀去认识我们与周围的世界。

7.斯特拉德林，《小小探索者百科全书》

8.高士其，《细菌的衣食住行》

高士其，（1905-1988）福建福州人，科学家、教育家、作家、残疾人社会活动家。早年留学美国，因科学实验致残。归国后从事科普创作与抗日救亡。新中国成立后撰著数百万字科学作品，被亿万青少年亲切地称为“高士其爷爷”。创建新中国科协、中国科普研究所等，为中国科普事业的奠基人。为表彰他对科学与人类进步所作的贡献，中国政府授予“中华民族英雄”称号。国际小行星命名委员会授予星座命名，国际编号3704号星为“高士其星”。

《细菌的衣食住行》是高士其经典科普丛书，让你了解你时时接触的微生物，进入神秘的细胞世界。认识你看不见的病毒。作者以深入浅出、通俗易懂的普及形式来使公众理解科学、理解公共卫生。以达到改变陋习、健康生活、移风易俗、文明社会的目的与宗旨。全书共分为五章，分别为概论、“大王”的生活、“蚂蚁”的生活、大王和蚂蚁的斗争、其他的捣乱分子等。

9.少年儿童出版社，《十万个为什么》

《十万个为什么》是少年儿童出版社在20世纪60年代初编辑出版的一套青少年科普读物，目前最新版是第六版，第六版总主编是韩启德。50年来，这套书先后出版了6个版本，累计发行量超过1亿册，是新中国几代青少年的科学启蒙读物，已经成为中国原创科普图书的第一品牌。它在传播知识、普及科学方面发挥了积极的作用，影响几代青少年走上了科学的道路。受其影响，冠以“十万个为什么”的图书层出不穷，成为少儿科普类图书的代名词。

二、中国科技发展成就

（一）古代科技成就

1.四大发明（造纸术、印刷术、指南针、火药）

四大发明是关于中国科学技术史的一种观点，是指中国古代对世界具有很大影响的四种发明，是古代中华民族劳动人民的重要创造，一般是指造纸术、指南针、火药及印刷术。

指南针是用以判别方位的一种简单仪器。前身是司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。指南针的N指北方，E指东方，W指西方，S指南方。

造纸术是中国四大发明之一，人类文明史上的一项杰出的发明创造。中国是世界上最早养蚕织丝的国家。中国古代劳动人民以上等蚕茧抽丝织绸，剩下的恶茧、病茧等则用漂絮法制取丝绵。漂絮完毕，篾席上会遗留一些残絮。当漂絮的次数多了，篾席上的残絮便积成一层纤维薄片，经晾干之后剥离下来，可用于书写。这种漂絮的副产物数量不多，在古书上称它为赫蹏或方絮。这表明了中国造纸术的起源同丝絮有着渊源关系。造纸术（也称蔡侯纸）蔡伦改进。

火药是一种黑色或棕色的炸药，由硝酸钾、木炭和硫磺机械混合而成，最初均制成粉末状，以后一般制成大小不同的颗粒状，可供不同用途之需，在采用无烟火药以前，一直用作唯一的军用发射药。

根据历史学家邓广铭考证，雕版印刷术发明于唐朝，并在唐朝中后期开始普遍使用。宋代虽然发明了活字印刷术，但是普遍使用的仍然是雕版印刷术。北宋科学家、政治家沈括曾在《梦溪笔谈》中有一篇文章叫《活板》，其中详细介绍了活板印刷术的全过程，通俗易懂，非常详细。在他写于1088年的著作《梦溪笔谈》中，将此发明归于不知名的工匠毕升（990年-1051年）。

中国的四大发明在欧洲近代文明产生之前陆续传入西方，对西方科技发展产生一定影响，印刷术的出现改变了只有僧侣才能读书和受高等教育的状况，便利了文化的传播。火药和火器的采用摧毁了欧洲中世纪天主教的思想枷锁。指南针传到欧洲航海家的手里，使他们有可能发现美洲和实现环球航行，为西方奠定了世界贸易和工场手工业发展的基础。

2.天文历法

中国古历采用阴阳合历，即以太阳的运动周期作为年，以月亮圆缺周期作为月，以闰月来协调年和月的关系。古人根据太阳一年内的位置变化以及由此引起的地面气候的演变次序，把一年又分成24段，分列在十二个月中，以反映四季、气温、物候等情况。

阴阳历是兼顾月亮绕地球的运动周期和地球绕太阳的运动周期而制定的历法。

哈雷彗星（周期彗星表编号：1P/Halley）是每76.1年环绕太阳一周的周期彗星，肉眼可以看到。因英国物理学家爱德蒙·哈雷（1656-1742）首先测定其轨道数据并成功预言回归时间而得名。哈雷彗星的轨道周期为76～79年，下次过近日点时间为2061年7月28日。

西汉的《太初历》是中国古代第一部比较完整的汉族历法，也是当时世界上最先进的历法。其法规定一回归年为一年，一朔望月为一月，所以又称八十一分律历。以夏历的正月为岁首。三统历第一次把二十四节气编入历法，以没有中气的月份为闰月。它还首次记录了五星运行的周期。太初历共使用了188年。

地动仪是中国东汉科学家张衡创造的一传世杰作。张衡所处的东汉时代，地震比较频繁。张衡对地震有不少亲身体验，为了掌握全国地震动态，他经过长年研究，终于在阳嘉元年（公元132年）发明了候风地动仪，这也是世界上的第一架地动仪。

3.医学

“望闻问切”：望闻问切是中医用语：望，指观气色；闻，指听声息；问；指询问症状；切；指摸脉象。合称四诊。

《伤寒杂病论》是中国传统医学著作之一，作者是张仲景，至今是中国中医院校开设的主要基础课程之一。2003年非典期间，该书和张仲景便再次成为人们关注的焦点。伤寒杂病论系统地分析了伤寒的原因、症状、发展阶段和处理方法，创造性地确立了对伤寒病的“六经分类”的辨证施治原则，奠定了理、法、方、药的理论基础。

麻沸散传说是华佗创制的用于外科手术的麻醉药。《后汉书·华佗传》载：“若疾发结于内，针药所不能及者，乃令先以酒服麻沸散，既醉无所觉，因刳(kū，剖开)破腹背，抽割积聚（肿块）。”华佗所创麻沸散的处方后来失传。传说系由曼陀罗花（也叫闹羊花、万桃花、醉心花、狗核桃）1斤、生草乌、香白芷、当归、川芎各4钱，天南星1钱，共6味药组成；另一说由羊踯躅3钱、茉莉花根1钱、当归1两、菖蒲3分组成。据后人考证，这些都不是华佗的原始处方。

《黄帝内经》分《灵枢》、《素问》两部分，是中国最早的医学典籍，传统医学四大经典著作之一（其余三者为《难经》、《伤寒杂病论》、《神农本草经》）。《黄帝内经》是一本综合性的医书，在黄老道家理论上建立了中医学上的“阴阳五行学说”、“脉象学说”、“藏象学说”、“经络学说”、“病因学说”“病机学说”、“病症”、“诊法”、“论治”及“养生学”、“运气学”等学说，从整体观上来论述医学，呈现了自然、生物、心理、社会“整体医学模式”。其基本素材来源于中国古人对生命现象的长期观察、大量的临床实践以及简单的解剖学知识。它奠定了人体生理、病理、诊断以及治疗的认识基础，是中国影响极大的一部医学著作，被称为医之始祖。

《神农本草经》又称《本草经》或《本经》，中医四大经典著作之一，作为现存最早的中药学著作约起源于神农氏，代代口耳相传，于东汉时期集结整理成书，成书非一时，作者亦非一人，秦汉时期众多医学家搜集、总结、整理当时药物学经验成果的专著，是对中国中医药的第一次系统总结。

《难经》是战国时期出版的图书，作者是扁鹊，原名《黄帝八十一难经》，古代中医学著作之一，传说为战国时期秦越人（扁鹊）所作。本书以问答解释疑难的形式编撰而成，共讨论了81个问题，故又称《八十一难》，全书所述以基础理论为主，还分析了一些病证。其中一至二十二难为脉学，二十三至二十九难为经络，三十至四十七难为脏腑，四十八至六十一难为疾病，六十二至六十八为腧穴，六十九至八十一难为针法。

《千金要方》又称《备急千金要方》、《千金方》，是中国古代中医学经典著作之一，被誉为中国最早的临床百科全书，共30卷，是综合性临床医著。唐朝孙思邈所著，约成书于永徽三年（652年）。该书集唐代以前诊治经验之大成，对后世医家影响极大。

《本草纲目》（公元 1578 年）明．李时珍著。五十二卷。作者用了近三十年时间编成，收载药物 1892 种，附药图 1000 余幅，阐发药物的性味、主治、用药法则、产地、形态、采集、炮制、方剂配伍等，并载附方 10000 余。本书有韩、日、英、法、德等多种文字的全译本或节译本。集我国16世纪之前药学成就之大成。书中不仅考正了过去本草学中的若干错误，综合了大量科学资料，提出了较科学的药物分类方法，溶入先进的生物进化思想，并反映了丰富的临床实践。本书也是一部具有世界性影响的博物学著作。被国外学者誉为中国之百科全书。

4.数学

九九歌：九九歌是汉族民间谚语，在汉族传统文化中，九为极数，乃最大、最多、最长久的概念。九个九即八十一更是“最大不过”之数。古代汉族人民认为过了冬至日的九九八十一日，春天肯定已经到来。

勾股定理是一个基本的几何定理，直角三角形两直角边（即“勾”，“股”）边长平方和等于斜边（即“弦”）边长的平方。也就是说，设直角三角形两直角边为a和b，斜边为c，那么a²+b²=c² 。勾股定理现发现约有400种证明方法，是数学定理中证明方法最多的定理之一。勾股数组成a²+b²=c²的正整数组(a,b,c)。(3,4,5)就是勾股数。

《九章算术》是中国古代第一部数学专著，是《算经十书》中最重要的一种，成于公元一世纪左右。该书内容十分丰富，系统总结了战国、秦、汉时期的数学成就。同时，《九章算术》在数学上还有其独到的成就，不仅最早提到分数问题，也首先记录了盈不足等问题，《方程》章还在世界数学史上首次阐述了负数及其加减运算法则。它是一本综合性的历史著作，是当时世界上最简练有效的应用数学，它的出现标志中国古代数学形成了完整的体系。其作者已不可考。一般认为它是经历代各家的增补修订，而逐渐成为现今定本的，西汉的张苍、耿寿昌曾经做过增补和整理，其时大体已成定本。最后成书最迟在东汉前期，现今流传的大多是在三国时期魏元帝景元四年（263年），刘徽为《九章》所作的注本。

圆周率是圆的周长与直径的比值，一般用希腊字母 π表示，是一个在数学及物理学中普遍存在的数学常数。π也等于圆形之面积与半径平方之比。是精确计算圆周长、圆面积、球体积等几何形状的关键值。在分析学里，π可以严格地定义为满足sin x = 0的最小正实数x。

5.建筑

长城，从东到西绵延万里；从古至今，其修筑延续二千多年。凭临登攀，偏要到悬崖绝壁人踪罕至处，方可见其建造的艰辛奇特。它那雄伟的风姿、美学的价值、防御的功能及所蕴含的军事谋略，都是世界文化遗留中少见的。它是世界的奇迹，是个伟大的奇迹，因为它深受各国人民的仰慕和赞叹。

莫高窟，俗称千佛洞，坐落在河西走廊西端的敦煌。它始建于十六国的前秦时期，历经十六国、北朝、隋、唐、五代、西夏、元等历代的兴建，形成巨大的规模，有洞窟735个，壁画4.5万平方米、泥质彩塑2415尊，是世界上现存规模最大、内容最丰富的佛教艺术地。1961年，莫高窟被中华人民共和国国务院公布为第一批全国重点文物保护单位之一。1987年，莫高窟被列为世界文化遗产。莫高窟与山西大同云冈石窟、河南洛阳龙门石窟、甘肃天水麦积山石窟并称为中国四大石窟。

赵州桥是一座空腹式的圆弧形石拱桥，是中国现存最早、保存最好的巨大石拱桥。赵州桥是入选世界纪录协会世界最早的敞肩石拱桥，创造了世界之最。河北民间将赵州桥与沧州铁狮子、定州开元寺塔、正定隆兴寺菩萨像并称为“华北四宝”。由著名匠师李春设计建造，距今已有1400多年的历史，是当今世界上现存第二早（还有一座小商桥）、保存最完整的古代单孔敞肩石拱桥。1961年被国务院列为第一批全国重点[2] 文物保护单位，2015年荣获石家庄十大城市名片之一。它是中国第一座石拱桥，在漫长的岁月中，虽然经过无数次洪水冲击、风吹雨打、冰雪风霜的侵蚀和8次地震的考验，却安然无恙，巍然挺立在清水河上。

《营造法式》是宋崇宁二年（1103年）出版的图书，作者是李诫，是李诫在两浙工匠喻皓的《木经》的基础上编成的。是北宋官方颁布的一部建筑设计、施工的规范书，这是我国古代最完整的建筑技术书籍，标志着中国古代建筑已经发展到了较高阶段。

圆明园又称圆明三园，是清代一座大型皇家宫苑，它坐落在北京西郊，与颐和园毗邻，由圆明园、长春园和万春园组成，所以也叫圆明三园。圆明园，在清室150余年的创建和经营下，曾以其宏大的地域规模、杰出的营造技艺、精美的建筑景群、丰富的文化收藏和博大精深的民族文化内涵而享誉于世，被誉为“一切造园艺术的典范”，被法国作家维克多·雨果称誉为“理想与艺术的典范”。

6.农业

《齐民要术》大约成书于北魏末年（公元533年-544年），是北朝北魏时期，南朝宋至梁时期，中国杰出农学家贾思勰所著的一部综合性农学著作，也是世界农学史上最早的专著之一，是中国现存最早的一部完整的农书。全书10卷92篇，系统地总结了六世纪以前黄河中下游地区汉族劳动人民农牧业生产经验、食品的加工与贮藏、野生植物的利用，以及治荒的方法，详细介绍了季节、气候、和不同土壤与不同农作物的关系，被誉为“中国古代农业百科全书”。

《梦溪笔谈》，北宋科学家、政治家沈括（1031—1095）撰，是一部涉及古代中国自然科学、工艺技术及社会历史现象的综合性笔记体著作。该书在国际亦受重视，英国科学史家李约瑟评价为中国科学史上的里程碑。

《农政全书》，作者徐光启。按内容大致上可分为农政措施和农业技术两部分。前者是全书的纲，后者是实现纲领的技术措施。所以在书中人们可以看到开垦、水利、荒政等等一些不同寻常的内容，并且占了将近一半的篇幅，这是其他的大型农书所鲜见的。

《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，是中国古代一部综合性的科学技术著作，有人也称它是一部百科全书式的著作，作者是明朝科学家宋应星。外国学者称它为“中国17世纪的工艺百科全书”。

（二）近代科技成就

1.詹天佑

詹天佑（1861年4月26日－1919年4月24日），汉族，字眷诚，号达朝。祖籍徽州婺源，生于广东省广州府南海县。1905—1909年主持修建中国自主设计并建造的第一条铁路—京张铁路；创设“竖井开凿法”和“人”字形线路，震惊中外。他是中国近代铁路工程专家，被誉为中国首位铁路总工程师。其负责修建了京张铁路等工程，有“中国铁路之父”、“中国近代工程之父”之称。

2.李四光

李四光（1889.10.26－1971.4.29），字仲拱，原名李仲揆，湖北黄冈人，蒙古族，是中国地质力学的创立者，中国现代地球科学和地质工作的主要领导人和奠基人之一。新中国成立后第一批杰出的科学家和为新中国发展做出卓越贡献的元勋。2009年当选为100位新中国成立以来感动中国人物之一。

3.龚振麟

龚振麟和林则徐、魏源是同时代人，有革新思想，好研习西学，对西方的算学、火器有一定研究，晚清舰船、火炮研制家。龚振麟创议用铁模（即铁范）铸造铁炮，大大加快了制炮的速度。由于铁模铸炮有很多优点，引起许多人的重视，龚振麟就写了《铸炮铁模图说》一书，于1842年刊印分发沿海各地区，求得推广，后由魏源收入他所编著的《海国图志》。

4.冯如

冯如是汉族广府人，生于广东恩平的一个贫农家庭。他是中国第一位飞机设计师、制造者和飞行家。冯如传奇的一生，创造的“六个第一”，提出了航空战略理论，冯如被誉为“中国航空之父”。对中华民族航空事业和人民空军发展带来的深远影响。

三、世界科技发展成就

（一）古代科技成就

1.古希腊

（1）毕达哥拉斯

毕达哥拉斯（公元前572~公元前497），古希腊数学家、哲学家。毕达哥拉斯认为无论是解说外在物质世界，还是描写内在精神世界，都不能没有数学，并通过推导总结出毕达哥拉斯定理（勾股定理）和黄金分割等相关规律。

（2）希波克拉底

希波克拉底（公元前460~公元前377），古希腊著名医生，欧洲医学奠基人，被尊为“医学之父”。他提出“体液学说”。他的医学观点对以后西方医学的发展有巨大影响。

（3）欧几里得

欧几里得（公元前330年—公元前275年），古希腊数学家，被称为“几何之父”。他最著名的著作《几何原本》是欧洲数学的基础，提出五大公式，欧几里得几何，被广泛的认为是历史上最成功的教科书。

（4）阿基米德

阿基米德（公元前287~公元前212），古希腊哲学家、数学家、物理学家。他发明了阿基米德式螺旋抽水机。阿基米德的突出成就主要在数学和力学，享有“力学之父”的美称。阿基米德流传于世的数学著作有10余种，著名的有《浮体》。

（5）亚里士多德

亚里士多德（公元前384~公元前322），古希腊最伟大的哲学家、科学家和教育家之一，是柏拉图的学生。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物，恩格斯称他是古代的黑格尔。他在天文学、物理学、数学、教育学等诸多方面都有杰出的贡献。亚里士多德崇尚真理，他有一句名言：“吾爱吾帅，吾尤爱真理。”著作如《工具论》、《物理学》等。

2.古罗马

（1）托勒密

托勒密（约90~168），古希腊天文学家、地理学家和光学家。托勒密写下了一系列科学著作，其中《天文学大成》（13卷），是根据喜帕恰斯的研究成果写成的一部西方古典天文学百科全书，主要论述宇宙的地心体系，此书在中世纪被尊为天文学的标准著作。

（2）维特鲁威

维特鲁威的全名叫马可·维特鲁威。维特鲁威总结了当时的建筑经验后写成关于建筑和工程的论著《建筑十书》，共十篇。这是世界上遗留至今的第一部完整的建筑学著作，也是现在仅存的罗马技术论著。他最早提出了建筑的三要素“实用、坚固、美观”，并且首次谈到了把人体的自然比例应用到建筑的丈量上，并总结出了人体结构的比例规律。

（3）盖伦

盖伦（129～199）是最著名的医生、动物解剖学家和哲学家。他一生专心致力于医疗实践解剖研究，写作和各类学术活动，撰写了超过500部医书。他根据古希腊体液说，提出了气质这一概念，用气质代替了希波克拉底体液理论中的人格，提出了人格类型的概念，形成了4种气质学说，此分类方式一直在心理学中沿用至今。其主要作品有《气质》《本能》《关于自然科学的三篇论文》。

（二）近现代科技成就

1.天文

（1）哥白尼

尼古拉·哥白尼（1473~1543），波兰天文学家，日心说的创立者，近代天文学的奠基人。他于40岁时提出了日心说，并经过长年的观察和计算完成他的伟大著作《天球运行论》。哥白尼的“日心说”沉重地打击了教会的宇宙观，为新的宇宙观发展提供了依据。

（2）开普勒

约翰尼斯·开普勒（1571-1630），杰出的德国天文学家、物理学家、数学家。开普勒发现了行星运动的三大定律，分别是轨道定律、面积定律和周期定律。这三大定律最终使他赢得了“天空立法者”的美名。

（3）哈雷彗星

埃德蒙·哈雷（Halley, Edmond1656-1742）。英国天文学家、地理学家、数学家、气象学家和物理学家。哈雷最广为人知的贡献就是他对一颗彗星的准确预言。他把牛顿定律应用到彗星运动上，并正确预言了那颗现被称为哈雷的彗星作回归运动的事实。

（4）莱特兄弟

莱特兄弟的全名是威尔伯·莱特（1867.4.16—1912.5.12）和奥维尔·莱特（1871.8.19—1948.1.30 ）。他们是美国的发明家、飞机的制造者。于1903年12月17日，他们首次制作了完全受控、附机载外动力、机身比空气重、持续滞空不落地的飞机，也就是“世界上第一架飞机”。

（5）哥达德（戈达德）

罗伯特·哈金斯·戈达德（1882年10月5日－1945年8月10日）是美国教授、工程师和发明家，液体火箭的发明者。他于1926年3月16日发射了世界的第一枚液体火箭。设立于1959年的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心就是以他的名字命名。月球上的戈达德环形山也以他的名字命名。

（6）苏联

前苏联第一颗人造地球卫星的发射成功，揭开了人类向太空进军的序幕，大大激发了世界各国研制和发射卫星的热情。前苏联发射的第一颗人造地球卫星的主要任务并非科学考察，而是进行政治宣传。第一颗卫星上天是历史上最引人注目的科学事件。

加加林（1934年3月9日—1968年3月27日），世界第一名航天员，苏联英雄，前苏联太空人，前苏联红军上校飞行员，是第一个进入太空的地球人。

（7）美国

阿波罗计划，又称阿波罗工程，是美国从1961年到1972年组织实施的一系列载人登月飞行任务。目的是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察，为载人行星飞行和探测进行技术准备，它是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。

2.物理

（1）伽利略

伽利略（1564~1642），意大利物理学家、天文学家和哲学家，被称为近代实验科学的先驱者。他支持哥白尼的日心说，并改进望远镜观测天体取得大量成果。当时，人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。今天，史蒂芬·霍金说，“自然科学的诞生要归功于伽利略，他这方面的功劳大概无人能及。”伽利略自由落体实验证实不同重量球体自由落下，它们同时着地的实验。之前人们接受亚里士多德的物体下落速度与物体重量成正比的观点。据《伽利略传》记载，1589年伽利略在比萨斜塔当着其他教授和学生面做了这个实验，推翻了亚里士多德的观点。

（2）帕斯卡定理

帕斯卡定理指圆锥曲线内接六边形（包括退化的六边形）其三对边的交点共线，与布列安桑定理对偶，是帕普斯定理的推广。定理约于公元1639年为法国数学家布莱士·帕斯卡所发现，被称为帕斯卡定理，是射影几何中的一个重要定理。

（3）马德堡半球实验

马德堡半球，亦作马格德堡半球，是1654年时，当时的马德堡市长奥托·冯·格里克于神圣罗马帝国的雷根斯堡进行的一项科学实验，目的是为了证明大气压的存在。即抽气前，半球的外部压力等于其内部压力等于大气压。但抽气后，半球外部压力大于其内部压力，并且半球内部为真空。就好像大气压“压”住了两个半球。所以这两个半球必须用较大的力才能拉开。

（4）牛顿

艾萨克·牛顿（1643年1月4日—1727年3月31日）爵士，英国皇家学会会长，英国著名的物理学家，百科全书式的“全才”，著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。他在1687年发表的论文《自然定律》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。

（5）富兰克林

本杰明·富兰克林（1706年1月17日—1790年4月17日）（又译班哲明·富兰克林、班杰明·富兰克林），出生于美国马萨诸塞州波士顿。本杰明·富兰克林曾经进行多项关于电的实验，并且发明了避雷针，最早提出电荷守恒定律。

（6）罗蒙诺索夫

罗蒙诺索夫(1711.11.19－1765.4.15)，俄国百科全书式的科学家、语言学家、哲学家和诗人，被誉为俄国科学史上的彼得大帝。提出了“质量守恒定律”（物质不灭定律）的雏形。

（7）哈格里夫斯

詹姆斯·哈格里夫斯（1721年 ——1778年4月22日），既是一个纺织工，又是一个木工，珍妮机发明者。珍妮机是真正近代意义上的机器。被认为是工业革命开始的标志。

（8）瓦特

詹姆斯·瓦特（1736年1月19日 — 1819年8月25日）英国发明家，第一次工业革命的重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进，使之成为“万能的原动机”。他开辟了人类利用能源新时代，使人类进入“蒸汽时代”。后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”（简称“瓦”，符号W）。

（9）安培定理

安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。

（10）欧姆定理

欧姆定律的简述是：在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。为了纪念欧姆对电磁学的贡献，物理学界将电阻的单位命名为欧姆，以符号Ω表示。

（11）多普勒效应

多普勒效应Doppler effect是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒而命名的。主要内容为物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高（蓝移）；在运动的波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低（红移）；波源的速度越高，所产生的效应越大。根据波红（蓝）移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。

（12）焦耳定理

焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。内容是：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。

（13）法拉第、亨利

迈克尔·法拉第（1791年9月22日～1867年8月25日）英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家。1831年10月17日，法拉第首次发现电磁感应现象，并进而得到产生交流电的方法。1831年10月28日法拉第发明了圆盘发电机，是人类创造出的第一个发电机。

约瑟夫·亨利，美国科学家。他是以电感单位“亨利”留名的大物理学家。比法拉第更早发现了电磁感应现象，还发现了电子自动打火的原理，但却没有及时去申请专利。他被认为是本杰明·富兰克林之后最伟大的美国科学家之一，对于电磁学贡献颇大。

（14）西门子

维尔纳·冯·西门子（1816年12月13日—1892年12月6日）世界著名的德国发明家、企业家、物理学家。主要成就发明电梯、电力机车、指南针式电报机、修建电气化铁路、提出平炉炼钢法、直流电动机、直流发电机、电力机车、有轨电车、无轨电车、海底、地底电缆，最终成为举世闻名的德国“电子电气之父”。

（15）贝尔

亚历山大·格拉汉姆·贝尔（1847年3月3日－1922年8月2日）是一位美国发明家和企业家。他获得了世界上第一台可用的电话机的专利权，创建了贝尔电话公司。

（16）爱迪生

托马斯·阿尔瓦·爱迪生（1847年2月11日—1931年10月18日），出生于美国俄亥俄州米兰镇。爱迪生是人类历史上第一个利用大量生产原则和电气工程研究的实验室来进行从事发明专利而对世界产生重大深远影响的人。他发明的留声机、电影摄影机、电灯对世界有极大影响。他一生的发明共有两千多项，拥有专利一千多项。

（17）普朗克

马克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克（1858年4月23日—1947年10月4日，享年89岁），出生于德国荷尔施泰因，是德国著名的物理学家和量子力学的重要创始人。且和爱因斯坦并称为二十世纪最重要的两大物理学家。他因发现能量量子化而对物理学的又一次飞跃做出了重要贡献，并在1918年荣获诺贝尔物理学奖。

（18）伦琴射线

X射线是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的粒子流，是波长介于紫外线和γ射线之间的电磁波。由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。医学上常用作透视检查，工业中用来探伤。X射线衍射法已成为研究晶体结构、形貌和各种缺陷的重要手段。

（19）爱因斯坦

阿尔贝特·爱因斯坦（1879~1955），德裔美国（拥有瑞士国籍）物理学家、思想家及哲学家，被认为是20世纪最具代表性的物理学大师。他是现代物理学的开创者和奠基人，相对论“质能关系”的提出者，“决定论量子力学诠释”的捍卫者。1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。

3.化学

（1）费歇尔

费歇尔，德国的是最知名的学者之一。在19世纪下半叶和20世纪之初，是有机化学领域中的领袖，他发现了苯肼，对糖类、嘌呤类有机化合物的研究取得了突出的成就，因而荣获1902年的诺贝尔化学奖。他是第二个荣获此项荣誉的化学家，可见科学界对他的推崇。他对科学发展的贡献，归纳起来，主要有以下四个方面，一、对糖类的研究；二、对嘌呤类化合物的研究：三、对蛋白质；主要是氨基酸、多肽的研究；四、在化工生产和化学教育上的贡献。由此可见，可以说他是生物化学的创始人。酸碱当量表。

（2）门捷列夫

德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫（1834年2月8日－1907年2月2日），19世纪俄国科学家，发现化学元素的周期性，依照原子量，制作出世界上第一张元素周期表，并据以预见了一些尚未发现的元素。

4.生物

（1）维萨里

安德烈·维萨里是著名的医生和解剖学家，近代人体解剖学的创始人，维萨里与哥白尼齐名，是科学革命的两大代表人物之一。维萨里的主要贡献1543年发表了《人体结构》一书，该书总结了当时解剖学的成就。他建立的解剖学为血液循环的发现开辟了道路，成为人们铭记他的丰碑。

（2）胡克、施旺、施莱登

胡克是17世纪英国最杰出的科学家之一。他在力学、光学、天文学等多方面都有重大成就。他所设计和发明的科学仪器在当时是无与伦比的。他本人被誉为英国的"双眼和双手"。

施旺西奥多·施旺（1810年12月7日～1882年1月11），德国生理学家，细胞学说的创立者之一，末梢神经系统中许旺氏细胞的发现者，胃蛋白酶的发现和研究者，酵母菌有机属性的发现者，术语“新陈代谢（metabolism）”的创造者。他最重要的贡献是1839年发表的《关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究》，在文中地指出动物和植物都是由细胞构成的。

施莱登是德国最早接受达尔文进化论的植物学家之一，与施旺共同创立细胞理论。通过研究植物显微镜下的结构来描述和命名新种。1838年，施莱登提出了一个关于细胞的生命特征、细胞的生理过程以及细胞的生理地位的理论，它标志着第一个较为系统的细胞学说的建立。

细胞学说是1838~1839年间由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出,直到1858年才较完善。它是关于生物有机体组成的学说，主要内容有:

①细胞是有机体，一切动植物都是由单细胞发育而来，即生物是由细胞和细胞的产物所构成；

②所有细胞在结构和组成上基本相似；

③新细胞是由已存在的细胞分裂而来；

④生物的疾病是因为其细胞机能失常；

⑤细胞是生物体结构和功能的基本单位；

⑥生物体是通过细胞的活动来反映其功能的；

⑦细胞是一个相对独立的单位，既有他自己的生命，有对于其他细胞共同组成的整体的生命起作用；

⑧新的细胞可以由老的细胞产生。

细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上的共同起源。这一学说的建立地推动了生物学的发展，并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。恩格斯曾把细胞学说誉为19世纪最重大的发现之一。

（3）沃尔弗

德国胚胎学家。他仔细观察鸡的胚胎发育，证明鸡的血管是逐渐形成的，为生物体各种器官的“渐成论”提供了有力的证据。主要著作是1759年发表的《发生论》。提出胚胎发育后成说。

（4）维勒

弗里德里希·维勒，1800年7月31日--1882年9月23日，德国化学家。他因人工合成了尿素，打破了有机化合物的"生命力"学说而闻名。

（5）达尔文

达尔文是英国生物学家、进化论的奠基人。1859年出版《物种起源》，提出了生物进化论学说，从而摧毁了各种唯心的神造论以及物种不变论。除了生物学外，他的理论对人类学、心理学、哲学的发展都有不容忽视的影响。恩格斯将"进化论"列为19世纪自然科学的三大发现之一(其他两个是细胞学说、能量守恒转化定律)，对人类有杰出的贡献。