下面就来说说郭守敬的科学成就与创造发明。

　　一.从小勤奋好学，年少初露锋芒

　　郭守敬于金哀宗正大八年(1231年)，出生在邢州的邢台县(今河北省邢台市信都区)。他的父亲早逝，由其祖父郭荣抚养成人。郭荣是金、元之际一位颇有名望的学者。在祖父的教养下，郭守敬从小勤奋好学，在少年时代就养成了很强的动手能力，并逐步精通五经、熟知天文与算学、擅长水利技术。

　　郭守敬15岁时，曾根据书上的一幅插图，用竹篾扎制出一架测天用的浑仪，而且还堆土做了一个土台阶，把竹制浑仪放在上面，进行天文观测。他还曾根据北宋燕肃一幅拓印的石刻莲花漏图，弄清了这种可以保持漏壶水面稳定的、在当时颇为先进的计时仪器的工作原理。

　　忽必烈(即后来的元世祖)的重要谋士、学者刘秉忠精通经学和天文学，当时因守父丧，正在邢台西南的紫金山中结庐读书。郭荣与刘秉忠交情好，便将少年郭守敬送到刘秉忠门下深造。这让郭守敬获得了颇多的教益。

　　后来，朝廷发起了整治开挖水流河道的工作，并专门聘请郭守敬承担工程的规划设计。他根据家传学问，再加上认真地调查勘测，很快就弄清了因战乱而破坏了的河道系统。

　　随后的疏浚整治工程，在郭守敬的指点之下，使蔓延的水泽各归故道，并一举挖出已被埋没了近30年的石桥遗物。这项工程受到了当时人们的传颂。年少的郭守敬就此初露锋芒。

　　二.注重调查、锲而不舍，水利工程成就显著

　　中统元年(1260年)，忽必烈在开平府(后称上都)即位，命张文谦到大名路(今河北大名一带)等地担任宣抚司的长官，郭守敬也跟随张文谦(刘秉忠被调忽必烈身边后，把郭守敬介绍给了张文谦)一同前往学习。郭守敬所到之处，做了许多河道水利的调查勘测工作，为后来的水利工作开展掌握了第一手资料。

　　中统三年(1262年)，因当时任左丞相的张文谦的推荐，郭守敬在开平府受到忽必烈的召见，他面陈关于水利的六条建议，每奏一事，忽必烈都点头称是，对他颇为赞赏。忽必烈随即任命他为提举诸路河渠，掌管各地河渠的整修和管理工作。

　　数月后，张文谦又作为朝廷的代表负责治理西夏。郭守敬在张文谦的领导和支持下，奉命修浚西夏境内的唐来、汉延等古渠，他先实地勘查情况，后组织施工，使得当地的农田得到灌溉，受到西夏百姓的爱戴。当地百姓曾在渠头上为他建立生祠(指为活人修建的祠堂)。

　　至元二十八年(1291年)，有人建议利用滦河和浑河溯流而上，作为向上都运粮的渠道。忽必烈不能决断，派郭守敬去实地勘查。郭守敬探测到中途，就已发现这些建议不切实际。他乘着报告调查结果的机会，提出了许多新建议(之前就曾提出过二个方案，均不完善)。其中包括大都运河新方案。 忽必烈看到奏章后，非常高兴，特别重置都水监，由郭守敬任领都水监事一职。

　　至元二十九年(1292年)春，运河工程动工，开工之日忽必烈命丞相以下官员一律到工地劳动，全部听从郭守敬指挥 。这虽然只是个象征性活动，但却反映了忽必烈对这条运河的重视程度，以及郭守敬在水利方面的权威。

　　郭守敬不负众望，领导并开辟了大都(今北京市市区)的白浮堰，开凿了由通州到大都积水潭(今北京什刹海)大运河最北的一段——通惠河的修建工程。

　　至元三十年(1293年)七月，通惠河建成。忽必烈从上都(今内蒙古锡林郭勒盟正蓝旗草原)回到大都，路过积水潭，见其上“舳舻敝 (蔽)水”，心中大悦，亲自赐名为通惠河。

　　从此以后，郭守敬成为了元朝的水利工程专家。到大德二年(1298年)，有人提议在上都西北的铁幡竿岭下，开出一条宣泄山洪的渠道，向南通往滦河。当时的元成宗铁穆耳把郭守敬召到上都商议。

　　郭守敬根据地势和历年山洪资料，指出这条宣泄山洪的渠道宽要五十步至七十步(约80至115米)。但经办此事的人认为郭守敬太夸大事实了，就把他定的宽度缩减了三分之一。

　　谁知来年山洪暴发时，果然因渠道太窄，造成泛滥成灾，还险些冲及成宗的行帐。成宗在避水时就叹道：“郭太史真是神人呐，可惜没有听他的话!”

　　郭守敬注重调查、锲而不舍的成功经验，为元朝创造了很多水利工程的奇迹，同时也为当地人民造了不少福。

　　三.取长补短、大胆创新

　　除了上述在水利工程上成就外，郭守敬一生中，还从事了许多其他学科的研究工作，而且在科学活动中，他能精心观察客观事物的特点，从中掌握它们的发展规律;他又能很好地发现和总结劳动人民的发明创造，从具体实践中得到运用和提高;他还善于从别人的经验教训中吸取有用的东西，取长补短，使自已的科学研究事业逐渐趋于完善。

　　但是，郭守敬从不满足前人的现成经验，他敢于大胆探索，富有创新精神。由于他孜孜不倦、刻苦钻研、勤奋实干，所以在天文、历法、水利和数学等方面都取得了卓越的成就。

　　如在数学方面，郭守敬参与制定的《授时历》，除了在天文数据上的进步之外，在计算方法方面也有重大的创造和革新。

　　在光学方面，郭守敬在创造的景符、仰仪等天文仪器中反复运用了针孔成象原理，这在中国光学史上也是比较突出的成就，体现了中国古代较高的光学知识应用能力。

　　在天文学方面，郭守敬运用他改进、创造的天文仪器，进行了许多精密的天文观测，从而使《授时历》的编制有了可靠的观测基础。他所从事和领导的观测项目甚多，如冬至时刻、二十八宿距度和星表、四海测验、黄赤交角以及一些历元时刻的测定，其中大部分数据都是中国古代历法史上最精确的，或近于最佳的。

　　在创编《授时历》工作前后，郭守敬还制造并创作了一些天文仪器，其中多数是计时器或与计时器有关的仪器。大多具有设计科学、结构巧妙、制造精密、使用方便的特点，而且绝大多数都注意到仪器安装的校正装置。他的创作博得同时代和后世的高度赞扬。

　　在地理学方面，郭守敬曾提出，以海平面作为基准，比较大都(今北京)和汴梁(今河南开封)两地地形高下之差，这是地理学上的一个重要概念“海拔”的首次出现。

　　总之，郭守敬，善于总结前人的经验教训，在取长补短的基础上，再进行大胆探索创新。最终成长为元朝著名的天文学家、数学家、水利工程专家。我们应该学习他，善于总结与研究前人的成败经验;以及在取长补短的基础上，敢于大胆创新发明的可贵精神，争取为祖国做出更多的创造与发明。