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中国古代的科学技术【课标要求】概述古代中国的科技成就，认识中国科技发明对世界文明发展的贡献。英国学者李约瑟说“在上古和中古时代，中国科学技术一直保持着一个让西方望尘莫及的发展水平，中国科学发现和发明远远超过同时代的欧洲，已被证明是形成近代世界秩序的基本因素之一。”据1975年出版的《自然科学大事年表》记载，明代以前，世界上重要的创造发明和重大的科学成就大约300项，其中中国大约175项，占总数的５７％以上，其他各国占４２％左右。英国剑桥大学凯恩斯学院院长李约瑟博士研究后指出，中国的发明和发现，远远超过同时代的欧洲。一、古代科技的里程碑——四大发明（一）造纸术问题1：纸出现前中国和世界有哪些书写材料？有何不足？甲骨青铜器缣帛竹木简世界其他地区的书写材料地区材料古埃及植物纸草古希腊羊皮古巴比伦泥板古印度橡皮树叶笨重昂贵不方便《史记·滑稽列传》记载：西汉东方朔想给汉武帝提安邦定国的建议，因为东方朔有满肚子的话要说，他的奏章一下子就用了3000来根竹简。因为他手无缚鸡之力，无法拿动这么庞大的奏章，最后只好请了两位大力士抬进宫里去。汉武帝花了两个月的时间才看完那一大堆竹简。战国时有个思想家叫惠施，人称他博学多才、学富五车。原来，他旅行时也爱学习，随车装着爱看的书。其实这些书是一捆一捆的竹简和木牍，一共装了5辆车，“学富五车”的成语就是这么来的。学富五车蔡伦和造纸术东汉蔡伦改进了造纸术，纸成为了主要书写材料。蔡伦（公元62-121），字敬仲，湖南郴州人，公元75年入宫为宦，公元87年任尚方令，掌管宫廷手工作坊，公元105年发明造纸术，公元114年风龙亭侯。公元121年去世，葬在封地。切麻→洗涤→浸灰水→蒸煮→晒纸←抄纸←打浆←舂捣←东汉纸西汉纸造纸术是中华民族的伟大发明。在中国古代四大发明中，纸的发明影响最为久远，对文化发展和社会进步的积极作用也最为显著。纸在社会生活中的广泛应用，使得信息的记录、传播和继承都有了革命性的进步阅读思考：造纸术对当时的社会起到了怎样的作用？(二)印刷术的进步1、雕版印刷费时费力费钱缺点（二）印刷术印刷于公元868年的《金刚经》是迄今所知世界上最早的有明确刊印日期的印刷品。它于1907年被英国人斯坦因从敦煌所骗购，现为大英博物馆所藏。2、北宋毕昇发明活字印刷术泥活字板毕升（？-约1051）北宋发明家。徽州（今安徽歙县）人。活字印刷术的发明者。公元十一世纪以后，随着社会生产的发展，印刷术出现了许多重大的改革和发明。宋代庆历（公元1041年）间，毕升首创泥活字版，使书籍印刷更为方便。据沈括的《梦溪笔谈》记载，毕升发明在胶泥片上刻字，一字一印，用为烧硬后，便成活字。排版前，先在置有铁框的铁框的铁板上敷一层搀和纸灰的松脂蜡，活字依次排在上面，加热，使蜡稍溶化，以平板压平字面，泥字即因着在铁板上，可以象雕板一样印刷。此外，他还研究过木活字排版。活字可以多次使用，比整版雕刻经济方便。转轮排字盘使用示意图3、元代王祯创制木活字并发明了转轮排字盘4、明代中期出现了铜铅铸的金属活字中国印刷术经由波斯传到西方。14世纪末，欧洲出现雕印的印刷品。1450年前后，德国出现了受中国活字印刷术影响而制得金属活字。印刷术传到欧洲后，为欧洲走出黑暗的中世纪以及文艺复兴运动的出现准备了条件。阅读思考：印刷术对西方起到了怎样的作用？（三）火药的发明和使用火药的发明历程商周时期，人们在冶金实践中已经广泛使用木炭。春秋战国时期，制作火药的原料硫磺、硝石（硝酸钾）已经为人们所熟知。据说成书于汉代的《神农本草经》中，硫磺、硝石都被列为重要的药材。对炭、硫、硝三种物质性能的认识，为火药发明准备了条件。东晋葛洪的《抱朴子·仙药》中已提到“火药”。唐代在炼丹时偶然发现了火药。最早的记载见于孙思邈著的《丹经》，称作硫磺伏火法。前端缚火药筒，利用火药向后喷发产生的反作用力把箭发射出去。这是世界上最早的喷射火器。火炮火箭南宋·突火枪。这是世界上第一种发射子弹的步枪。火蒺藜都是火药包。火蒺藜（jili）除了包内装有火药外，外面还有菱角形的尖刺。用火点着药线抛出去，不但会燃烧；外面的铁蒺藜还会把敌人打死打伤。爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏。千门万户瞳瞳日，总把新桃换旧符。——王安石《元日》火药的发明开始了军事方面的一场具有历史意义的技术和战术革命，火器的强大威力改变了战争的面貌，改变了军队的编制、战法和整个指挥系统。火药还用于开采矿山。总之，火药的发明对经济、社会生产和文化娱乐也起到了巨大的促进作用，有不可估量的意义。阅读思考：火药对当时的社会起到了怎样的作用？（四）指南针和方向测定技术三国指南车战国司南北宋指南针指南鱼南宋罗盘今天的指南针早在战国时已有关于用天然磁石制造“司南”指示方向的记载。至宋代，中国人在这方面的技术有了重大进展。《梦溪笔谈》中说，当时以看风水、看病为业的方士最先把指南勺和指南鱼磨制成了灵敏度更高的磁针，并放在以八卦和天干地支分度的罗盘上，使用起来十分方便。宋朝航海者首先将指南针装到了船上，到宋后半期，海船上已普遍装有原始的罗盘导航“针盘”。这是世界海运史上空前的进步，标志着人类从此获得了在海洋中全天候、远距离航行的能力，对发展海上交通、推进世界各地人民的交往起了巨大的作用。舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。——[北宋]朱彧《萍洲可谈》郑子取玉，必载司南，为其不惑也。——[战国]《鬼谷子》“黄帝与蚩尤战于涿鹿之野。蚩尤作大雾，兵士皆迷。于是作指南车以示四方，遂擒蚩尤而即帝位。”——西晋崔豹《古今注》阅读思考：指南针对当时的社会起到了怎样的作用？指南针应用于方向测定，对于军事实践和经济生活有着重要作用，尤其是对于航海事业的发展意义特别重大。指南针的发明和应用为明代航海家郑和远航东非等地提供了条件；为哥伦布发现美洲的航行和麦哲伦的环球航行，提供了技术保障。欧洲文艺复兴初期四种伟大发明的传入流播，对现代世界的形成，曾起重要的作用。造纸术和印刷术，替宗教改革开了先路，并使推广民众教育成为可能。火药的发明，消除了封建制度，创立了国民军制。指南针的发明导致发现美洲，因而使全世界，而不再是欧洲成为历史的舞台。——卡特《中国印刷术的发明和它的西传》如果没有从中国引进造纸术和印刷术，欧洲可能要长期地停留在手抄本的状况，书面文献不可能如此广泛流传。——美国著名学者罗伯特火药、罗盘针、印刷术——这是预兆资产阶级社会到来的三项伟大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎，罗盘针打开了世界市场并建立了殖民地，而印刷术却变成新教的工具，并且一般地说变成科学复兴的手段，变成创造精神发展的必要前提的最强大的推动力。——马克思《1861-1863年政治经济学稿》造纸术：取代了欧洲中世纪长期使用的羊皮纸和小牛皮纸，促进了欧洲文化的发展。火药：推动了欧洲火药武器的发展，使封建城堡不堪一击，使骑士阶层日益衰落，火器进步也促进了欧洲采矿业和金属制造业的发展。指南针：促进了远洋航行，迎来了地理大发现的时代。印刷术：大大推动了文艺复兴运动和宗教改革，促进了人们思想的解放和社会的进步。总之，四大发明对欧洲经济、政治和文化乃至世界文明的进步作出了重大的贡献。四大发明的传播及意义中国古代的四大发明影响外传发明过程项目造纸术西汉：植物纤维纸东汉：“蔡侯纸”向东：朝鲜、日本向西：西亚、欧洲影响最为深远、作用最为显著。使信息的记录、传播和继承都有了革命性的进步。指南针战国：司南北宋：指南鱼、针南宋：指南鱼、指南龟12C末13C初传入阿拉伯，后传入欧洲对军事、经济、航海意义重大；推动近代的地理大发现火药唐末：应用于军事宋朝：火药武器广泛运用13C中期传入阿拉伯，后传入欧洲推动欧洲火药武器发展；及采矿业、金属制造业的发展印刷术隋唐：雕版印刷术北宋：活字印刷术（毕升）向东：朝鲜、日本向西：埃及、欧洲为世界文明作出重大贡献，为文艺复兴运动准备条件二、天文学成就1、天文观测2、天体仪器及测量1、天文观测•商朝：甲骨文保留了我国最早的日食、月食和新星记录。武乙王在位期间,有一条卜辞写道:‘癸酉贞日夕又食,佳若?’”王君对这条卜辞解释作“癸酉日占卜:黄昏时的这次日食是否吉利?”又进一步说此次日食是发生在公元前1142年。春秋：留下了世界公认的关于彗星与哈雷彗星的最早记录“武王伐纣，东面而迎岁，至汜而水，至共头而坠。彗星出，而授殷人其柄。时有彗星，柄在东方，可以扫西人也！”——《淮南子·兵略训》“秋七月，有星孛入于北斗。”——《春秋》鲁文公十四年BC1057BC613战国：《甘石星经》是世界最早的天文学著作。•在长期观测天象的基础上,战国时期楚人甘德、魏人石申各写出一部天文学著作。后人把这两部著作合起来,称为《甘石星经》。甘石星经入选中国世界纪录协会世界最早的天文学著作。•甘德和石申夫当时曾系统地观察了金、木、水、火、土五大行星的运行，初步掌握了这些行星的运行规律，记录了800个恒星的名字，其中测定了121颗恒星的方位，发现了金.木.水.火.土五大行星的运动规律。它是世界上最早的恒星表.2、天体仪器及测量•东汉科学家张衡发明了浑象仪，还发明了世界上第一台观测地震的侯风地动仪，比西方早1700多年。候风地动仪浑象仪•僧一行•和机械专家梁令瓒一起，依靠一批工匠，共同创制了黄道游仪•还是世界上用科学方法实测地球子午线长度的创始人。简仪——元代天文学家郭守敬于公元1276年创制的一种测量天体位置的仪器。因将结构繁复的唐宋浑仪加以革新简化而成，故称简仪。分类成就评价天文学天象观测天文学著作天体测量①殷商时代有关日食的记载…②有关彗星和哈雷彗星的记录…③中国古人对太阳黑子的纪录…《甘石星经》……《石氏星表》①东汉张衡……②唐代僧一行……③元代郭守敬……在很长时间内处于世界前列我国最早的一部天文学专著也取得突出的成就中国古代天文学成就斐然的原因有哪些?中国古代天文学成就突出的原因：1.农业生产“授民以时”的需要。2.王朝统一天下“受命于天”的需要。3、古代中国以“农”立国，重视农业生产，支持天文观测。三、算经与圆周率春秋：九九乘法表春秋战国：筹算元：珠算《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。该书内容十分丰富，系统总结了从周秦到代的数学成就。《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。《九章算术》没有作者，它是一本综合性的历史著作，是当时世界上最先进的应用数学，它的出现标志中国古代数学形成了完整的体系。《九章算术》：标志着中国古代数学体系的形成。圆周率•南北朝时代著名数学家祖冲之进一步得出精确到小数点后7位的π值（约5世纪下半叶），给出不足近似值3.1415926和过剩近似值3.1415927，还得到两个近似分数值，密率355/113和约率22/7。他的辉煌成就比欧洲至少早了1000年。我国数学成就一览表分类成就数学方面计算方法数学专著①春秋时期出现九九乘法口诀②春秋战国出现了筹算计算法③元代出现珠算法东汉时期《九章算术》总结了……，记载了……，标志着……。南朝宋、齐祖冲之圆周率……领先世界1000年之久。数学专家四、古代农书（连一连）1、《齐民要术》现存的第一部完整的农书。2、《农书》涉及农业各方面的知识及生产工具的改革3、《农政全书》博古今农学之大全，吸收西学元代王祯明代徐光启北朝贾思勰北方农业畜牧业生产经验屯垦、水利、谎政《农器图谱》五、从《黄帝内经》到《本草纲目》1、西汉：战国问世，西汉编定的《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。2、东汉：张仲景的《伤寒杂病论》是后世中医的重要经典，后人称张仲景为“医圣”。华佗擅长外科手术，被誉为“神医”。他发明的麻沸散比西方早1600多年，还发明了我国早期的体育保健操——五禽戏3、明朝：李时珍的《本草纲目》记载药物一千八百多种，方剂一万多个，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”。华佗的五禽戏据《三国志·华佗传》记载：华佗曾对其弟子吴普说：“人体欲得劳动，但不当使极尔。动摇则谷气得消，血脉流通，病不得生