人教版高中历史必修三第8课 古代中国的发明和发现 教学设计

新人教版高中历史必修三第三单元
第8课《古代中国的发明和发现》教学设计
【教学目标】
古代四大发明；《九章算术》、十进位制记数法；《石氏星表》、浑仪；四大农书；《伤寒杂病论》和《本草纲目》；
掌握中国古代科技进步的基础知识，特别是纸、指南针、火药和印刷术的发明；认识古代中国四大发明对世界文明发展的贡献。
对比中国四大发明在中国和西方发挥的作用，思考其不同的原因，并从中分析中国古代科技在16世纪后逐渐滞后的原因。
联系数学、生物、地理等相关学科知识，认识我国古代科技的辉煌成就以及处于世界先进行列的地位。
【教学重点和难点】
重点：古代中国的伟大科技成就。
难点：古代中国伟大科技发明发现的方法与精神。
【课时安排】1
【教学方法】讲述法、列表法
【教学过程】
【导入新课】图片导入，请同学看这张幻灯片 ( http: / / www.21cnjy.com )，讲得是中国那一发明？学生：火药，老师讲述：火药是中国的炼丹家在炼丹的过程中偶然发现的，除了火药还有那三大发明？它们发明的过程及影响如何？我们共同通过第8课《古代中国的发明和发现》来学习一下。
【讲述新课】
一、四大发明：（课件1—14）
1、概念：四大发明是指火药、指南针、造纸术和活字印刷术等，是中国古代最有代表性的科学技术成就。
2、发明与外传：
（1）造纸术：造纸术的发明和改进是在两汉时 ( http: / / www.21cnjy.com )期，魏晋南 北朝和唐宋时期，纸的质量和产量不断得到提高，唐代时传入阿拉伯帝国，后来，随着阿拉伯帝国对北非和欧洲的战争，造纸术传入北非和欧洲。
发明：①西汉前期，中国已经有了纸。
教师讲述：造纸术发明之前，甲骨、竹简和绢帛 ( http: / / www.21cnjy.com )是古代用来供书写、记载的材料。但是甲骨、竹简都比较笨重，秦始皇一天光阅读奏章，就要整整一车；有些书是用丝绸做的，代价昂贵，得不到普及。在西方，纸未引进以前的大多数书是用牛皮纸和羊皮纸制成的，这两种纸就是经过特殊加工的羊皮和小牛皮。牛羊皮纸和纸莎草纸都是稀罕之物，而且造价昂贵，不便于普及。
中国 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )是世界上最早发明纸的国家。根据考古 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )发现，西汉 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )时期(公元前206年至公元前8年)，我国已经有了麻质纤维 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )纸。1986年甘肃天水市放马滩西汉墓中出土绘有地图的麻纸，年代为文帝、景帝(公元前179—前141年)之时。1957年西安市灞桥也出土不晚于武帝(公元前141—前87年)时的麻纸。另外，在陕西、甘肃其他地方所出土的西汉麻纸，可用于包装和书写，确是简牍、缣帛的理想代用品。但这些纸质地粗糙，且数量少，成本高这种纸张还夹带着较多未松散开的纤维束，表面不平滑，不适宜于书写，一般只用于包装。
②105年，东汉宦官蔡伦改进造纸术，制成植物纤维纸。
蔡伦（？——121）字敬仲，东汉桂阳郡人（今湖南郴州市）。汉和帝时，蔡伦入宫做皇帝的侍从，后来升任“尚方令”，负责管理皇室工场，监造各种器械。东汉 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )和帝元兴元年(公元105年)，蔡伦在总结前人制造丝织晶的经验的基础上，在洛阳 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )发明了用树皮、破渔网、破布、麻头等作原料，制造成了适合书写的植物纤维纸。据《后汉书·蔡伦传》记载：“自古书契多编以竹简，其用缣帛(即按书写需要裁好的丝织品)者谓之为纸。缣贵而简重，并不便于人。伦乃造意(发明、创造)用树肤、麻头及敝布。鱼网以为纸。元兴元年，奏上之。帝善其能，自是莫不从用焉，故天下咸称‘蔡侯纸’。”蔡伦把他在尚方制造出来的一批优质纸张献给汉和帝刘肇，汉和帝很称赞他的才能，马上通令天下采用。这样，蔡伦的造纸方法很快传遍各地。
外传：向东，由朝鲜传入日本；向西，经阿拉伯传入欧洲。
造纸术在公元七世纪经过朝鲜 ( http: / / www.21cnjy.com )传入日本，八世纪中叶经中亚传到阿拉伯。在阿拉伯（古时称“大食”）的报达（今伊拉克的巴格达）、大马色（今叙利亚的大马士革）和撒马尔罕等地组织第一批造纸工场的时候，还是我国造纸工人亲自传授技术以后兴建的。阿拉伯最初造的麻纸，用破布做原料，采用的是我国的技术和设备。阿拉伯纸大批生产以后，就不断向欧洲各国输出，于是造纸术也随后由阿拉伯传入欧洲。
公元十二世纪，欧洲最先在西班牙和法国设 ( http: / / www.21cnjy.com )立了纸厂，十三世纪在意大利和德国也相继设厂造纸。到十六世纪，纸张已经流行于全欧洲，终于彻底取代了传统的羊皮和埃及纸莎草纸等，此后纸便逐步流传到全世界。
（2）印刷术：开始于隋朝的雕版印刷，经宋仁宗时的毕升发展、完善，产生了活字印刷，并由蒙古人传至了欧洲，所以后人称毕升 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )为印刷术的始祖。中国的印刷术是人类近代文明的先导，为知识的广泛传播、交流创造了条件。
发明：①隋唐出现雕版印刷术
至迟到东汉末年的熹平年间（公元１７２－１７８年），出现了摹印和拓印石碑的方法。大约在公元６００年前后的隋朝，人们从刻印章中得到启发，在人类历史上最早发明了雕版印刷术。印章在先秦 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )时就有，一般只有几个字，表示姓名 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )，官职或机构。印文均刻成反体，有阴文 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )、阳文 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )之别。在纸没有出现之前，公文或书信都写在简牍上，写好之后，用绳扎好，在结扎处放粘性泥封结，将印章盖在泥上，称为泥封 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )，泥封就是在泥上印刷，这是当时保密的一种手段。纸张出现之后，泥封演变为纸封，在几张公文纸的接缝处或公文纸袋的封口处盖印。据记载在北齐 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )时（公元550~577年）有人把用于公文 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )纸盖印的印章作得很大，很像一块小小的雕刻版 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )了。
雕版印刷是在一定厚度的平滑的木板上 ( http: / / www.21cnjy.com )，粘贴上抄写工整的书稿，薄而近乎透明的稿纸正面和木板相贴，字就成了反体，笔划清晰可辨。雕刻工人用刻刀把版面没有字迹的部分削去，就成了字体凸出的阳文，和字体凹入的碑石阴文截然不同。印刷的时候，在凸起的字体上涂上墨汁，然后把纸覆在它的上面，轻轻拂拭纸背，字迹就留在纸上了。
雕版印刷的起源时间在公元590～6 ( http: / / www.21cnjy.com )40年之间，也就是隋朝至唐初。唐初已有印刷品出土。1900年，在敦煌千佛洞里发现一本印刷精美的“金刚经”末尾题有“咸同九年四月十五日（公元868年）”等字样。咸通九年，即公元868年。这是目前世界上最早的有明确日期记载的印刷品。《金刚经》卷子是唐代雕版印品中的精美之作。
②北宋时期，平民毕升发明了活字印刷术。
毕升（1000- 1051），北宋布衣，淮南路蕲州 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )蕲水县直河乡（今湖北省 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )英山县 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )草盘地镇 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )五桂墩村）人。初为印刷铺工人，专事手工印刷。他在印刷实践中，深知雕版印刷的艰难，认真总结前人的经验，在唐代 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )发明雕版印刷术 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )的基础上，于宋仁宗 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )庆历年间（1041-1048年），平民毕升创造了胶泥活字印刷术。
教师简单讲述：毕升的方法是这样的：用胶泥做成 ( http: / / www.21cnjy.com )一个个规格一致的毛坯，在一端刻上反体单字，字划突起的高度象铜钱边缘的厚度一样，用火烧硬，成为单个的胶泥活字。为了适应排版的需要，一般常用字都备有几个甚至几十个，以备同一版内重复的时候使用。遇到不常用的冷僻字，如果事前没有准备，可以随制随用。为便于拣字，把胶泥活字按韵分类放在木格子里，贴上纸条标明。排字的时候，用一块带框的铁板作底托，上面敷一层用松脂、蜡和纸灰混合制成的药剂，然后把需要的胶泥活字拣出来一个个排进框内。排满一框就成为一版，再用火烘烤，等药剂稍微熔化，用一块平板把字面压平，药剂冷却凝固后，就成为版型。印刷的时候，只要在版型上刷上墨，覆上纸，加一定的压力就行了。为了可以连续印刷，就用两块铁板，一版加刷，另一版排字，两版交替使用。印完以后，用火把药剂烤化，用手轻轻一抖，活字就可以从铁板上脱落下来，再按韵放回原来木格里，以备下次再用。毕升还试验过木活字印刷，由于木料纹理疏密不匀，刻制困难，木活字沾水后变形，以及和药剂粘在一起不容易分开等原因，所以毕升没有采用。 毕升的胶泥活字版印书方法，如果只印二三本，不算省事，如果印成百上升份，工作效率就极其可观了，不仅能够节约大量的人力物力，而且可以大大提高印刷的速度和质量，比雕版印刷要优越得多。现代的凸版铅印，虽然在设备和技术条件上是宋朝毕升的活字印刷术所无法比拟的，但是基本原理和方法是完全相同的。
③活字印刷术的推陈出新：毕 ( http: / / www.21cnjy.com )升发明活字印刷以后，朝鲜人民又开始用泥活字等方法印书，后来又采用木活字印书。到了十三世纪，他们首先发明用铜活字印书。我国使用铜活字印书比朝鲜稍晚。朝鲜人民还创造了铅活字、铁活字等。
外传：毕升的胶泥活字首先传到朝鲜，称为“陶活字”。后来又由朝鲜传到日本、越南、菲律宾。十五世纪，活字板传到欧洲。
公元1456年，德国的戈 ( http: / / www.21cnjy.com )登堡用活字印《戈登堡圣经》，这是欧洲第一部活字印刷品，比中国的活字印刷史晚四百年。活字印刷术经过德国而声速传到其他的十多个国家，促使文艺复兴运动的到来。十六世纪，活字印刷术传到非洲、美洲、俄国的莫斯科，十九世纪传入澳洲。从十三世纪到十九世纪，毕升发明的活字印刷术传遍全世界。全世界人民称毕升是印刷史上的伟大革命家。
（3）火药：火药最早是炼丹家在炼丹时发明的，但应用于军事却始于唐末。
发明：①火药最早是炼丹家在炼丹时发明的。
炼丹术起源很早，《战国策》中已有方士向 ( http: / / www.21cnjy.com )荆王献不死之药的记载。汉武帝也妄想“长生久视”，向民间广求丹药，招纳方士，并亲自炼丹。从此，炼丹成为风气，开始盛行。历代都出现炼丹方士，也就是所谓的炼丹家。炼丹家的目的是寻找长生不老之药，这样的目的是不可能达到的。炼丹术流行了一千多年，最后还是一无所获。但它直接与火药的发明有关系。晋代葛洪在“抱朴子”中对火法有所记载，火法大致包括：煅（长时间高温加热）、炼（干燥物质的加热）、灸（局部烘烤）、熔（熔化）、抽（蒸馏）、飞（又叫升，就是升华）、优（加热使物质变性）。炼丹起火，启示人们认识并发明火药。
②唐朝末年,火药已被用于军事。最早的火药武器有突火枪、火箭、火炮等。
唐昭宗天佑元年(904年)杨行密的军队围攻豫章,部将郑 (以所部发机飞火,烧龙沙门,带领壮士
③宋朝在军事上广泛使用火药，抵御辽、西夏和金的进攻。
外传：12,13世纪,火药首先传入阿拉伯国家,然后传到希腊和欧洲乃至世界各地。
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（4）指南针：指南针的前身是司南，出现于战国时期，北宋时开始应用于航海。
发明：①战国时期发明“司南”，这是世界上最早的指南仪器。
教师讲述：春秋战国时期的《管子》书中和《山海经》书中便有了关于慈石 ( http: / / a1.att. / 00 / 80 / 01000000000000119088000553900.jpg" \o "司南" \t "_blank )的记载，而在这一时期的《鬼谷子》书中和《吕氏春秋》书中还进一步有了慈石吸铁的记载。这可以说是古代最早的磁指南器，现在北京的中国历史博物馆和其他地方的许多博物馆都有司南的模型展出。这里要指出关于指南车的问题，历史上传说黄帝（约公元前47世纪）和西周周公（约公元前21世纪）曾制造和使用指南车，但是经过后来的文献考证和模型制作试验，都已证明指南车与指南针没有关系，汉代以后的指南车是依靠机械结构，而不是依靠磁性指南的。
②后来，人们利用磁石指南的特性，制成指南针。
③北宋时，指南针应用于航海。
指南针在航海上的应用有一个逐渐发展过程 ( http: / / www.21cnjy.com )。成书年代略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》（1119年）中记有：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针。”这是世界航海史上最早使用指南针的记载。文中指出，当时只在日月星辰见不到的时候才使用指南针，可见指南针刚开始使用时，使用还不熟练。二十几年后，许兢的《宣和奉使高丽图经》也有类似的记载：“惟视星斗前迈，若晦冥则用指南浮针，以揆南北。”到了元代，指南针一跃而成海上指航的最重要的仪器了。不论昼夜晴阴都用指南针导航了。而且还编制出使用罗盘导航，在不同航行地点指南针针位的连线图，叫做“针路”。船行到某处，采用何针位方向，一路航线都一一标识明白，作为航行的依据。
中世纪时阿拉伯人海船船体狭小，根本 ( http: / / www.21cnjy.com )无法容纳百余人。当时往来南中国海、印度洋和波斯湾之间的商船，能够容纳上百人的只有中国海船，连阿拉伯商人也经常搭乘中国海船。宋代与阿拉伯的海上贸易十分频繁，中国开往阿拉伯的大型船队有指南针导航，阿拉伯人便从中国商船上学到了指南针的用法。
随着中国旱罗盘传入欧洲，法国人又将旱罗盘 ( http: / / www.21cnjy.com )改进，将其装入有玻璃罩的容器中，成为便携仪器。后来，这种携带方便的指南针被欧洲各国的水手广为应用。指南针在航海上应用，使得哥伦布发现美洲新大陆的航行和麦哲伦的环球航行成为了可能。这大大加速了世界经济发展的进程，为资本主义的发展提供了必不可少的前提。
直到公元15世纪前后，罗盘才作为看风水的工具，在朝鲜广泛使用。而指南针传入日本，则是公元17世纪的事情了
3、四大发明的意义：
（1）造纸术经阿拉伯人传入欧洲，廉价的纸张很快取代了欧洲长期使用的书写材料羊皮和小牛皮，促进了欧洲文化的发展。
（2）火药传入欧洲，推动了欧洲火药武器的发展，使封建城堡不堪一击，靠冷兵器耀武扬威的骑士阶层日益衰落。
（3）指南针的使用，促进了远洋航行，迎来了地理大发现的时代。
（4）欧洲人借鉴中国的印刷术，造出了自己的活字印刷术，大大推动了文艺复兴运动和宗教改革，促进了思想解放和社会进步。
【合作探究】利用资料分析探究， 16 ( http: / / www.21cnjy.com )～18世纪西欧社会性质的根本性变化是四大发明重大影响的关键性因素。用历史比较的方法思考四大发明在中国和西欧发展命运不同的原因。
（1995年全国卷） 阅读下列材料：
材料一：《韩非子·有度》载：“先王立司 ( http: / / www.21cnjy.com )南以端朝夕。”（朝夕指东西方向）《鬼谷子·谋》称：“郑（国）人之取玉也，载司南之车，为其不惑也。”（惑指迷失方向）
材料二：据《萍洲可谈》载，北宋有人在广州看到“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”
材料三：马克思在《机器、自然力 ( http: / / www.21cnjy.com )和科学应用》中说：“火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎，指南针打开了世界市场并建立了殖民地，而印刷术则变成了新教的工具，总的来说变成科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的强大的杠杆。”
材料四：鲁迅在《电的利弊》中说：“外国用火药制造子弹御敌，中国却用它做爆竹敬神；外国用鸦片医病，中国却拿来当饭吃。”
请回答：（1）从材料看，司南至迟发明于 ( http: / / www.21cnjy.com )什么时候？司南和指南针在哪些方面发挥了它辨别方向的功能？（2）应如何理解材料三的内容？（3）材料四中鲁迅揭露了当时中国社会的什么问题？（4）指南针在近代西欧和中国的不同用途说明了什么？
参考答案：（1）战国。生产（或采玉）、导航 ( http: / / www.21cnjy.com )、迷信活动（或看风水）。（2）马克思指出了中国三大发明传到欧洲后，在欧洲从封建社会向资本主义社会转变中起了促进作用。（3）旧中国的愚昧落后，中国古代先进科学技术未能充分发挥其推动社会进步的作用。（4）科技能否产生巨大经济效益和社会效益，取决于社会环境。
二、数学运算——《九章算术》和珠算：
1、《九章算术》：古代中国在数学研究及运用方面取得的成就
（1）成书时间：东汉
（2）主要内容：
（3）意义和地位：
①是当时世界上最先进的应用数学著作；
②《九章算术》的问世，标志着中国古代以计算为中心的数学已经形成了完整的体系，在世界数学史上占有重要地位。
2、珠算：古代中国发明的最伟大的计算工具
三、天象观测——〈石氏星表〉和浑仪：
过渡：古代中国的宇宙结构学说 ( http: / / www.21cnjy.com )。主要有三家：即盖天、浑天、宣夜说。盖天说即“天圆地方”说，“天员（圆）如张盖，地方如棋局”，天地之间有八根柱子撑着。浑天说则主张大地是个球形，外裹着一个球形的天穹，地球浮于天表内的水上（后来发展为“地在气中”），日月星辰附在天壳上，随天周日旋转。宣夜说认为“天”并常有一固定的天穹，只不过是无边无涯的气体，日月星辰就在气体中飘浮流动。而其中浑天说对于观测天象而言，其价值和意义要远远高于宣夜说。
赤道坐标、《石氏星表》、浑仪和简仪的发明都与浑天说分不开。
1、观测机构：尧设火正、羲和之官；后世不少朝代也都设有专门的天象观测机构。
2、观测记录：
（1）中国留下了世界上最早的日食、月食记录；
学生看书填表：
五、医学——〈伤寒杂病论〉和〈本草纲目〉：
教师强调讲述《伤寒杂病论》：集大成的中医专著、“万世宝典”
全书分为“伤寒”和“杂病”两大部分，以 ( http: / / www.21cnjy.com )六经论伤寒，以脏腑论杂病，分别记载在《伤寒论》和《金匮要略》中。伤寒是一切热病的总称，分为六大症候群，杂病部分还记载了40多种疾病，200多个药方。《伤寒杂病论》以“六经分类”、“八纲辨证”、“四诊合参”为前提，形成了一整套基本理论、治疗法则、处方规则、配伍规范。全书分类简明，辨证切要，对病因、病机、诊断、治疗的论述特别精当，如对一些人生意外如自缢的救治，如人工呼吸，其方法和原理都很有科学道理。在处方上，这部著作剂型种类之丰富完备、处方之精当严谨都大大超过了以往。仅就剂型而论，就有饮片、散剂、酒剂、洗剂、浴剂、熏剂、滴耳剂、灌鼻剂、外用栓剂、灌肠剂、外用软膏剂等多种。后世称：其言精而奥，其法简而详，是一部真正的中医学的经典。
（3）地位：创造性地提出辩证施治的方法，奠定了后世中医临床学的理论基础，被后世医家誉为“万世宝典”。
【本课小结】
四大发明传入欧洲以后，对欧洲社会和文化 ( http: / / www.21cnjy.com )的发展作出了伟大贡献。造纸术、印刷术，促进欧洲文化的发展，推动了文艺复兴和宗教改革；火药在欧洲的应用与发展，推动世界从冷兵器时代进入热兵器时代，使封建统治阶级日益衰落；指南针的使用，使西欧人开辟了新航路，西方用殖民征服的方式开始将世界联结成一个以资本主义为主导的整体。西欧率先进入近代社会，整个世界在其推动下，逐步从古代向近代演变。
【板书设计】
一、四大发明：
二、数学运算——《九章算术》和珠算：
三、天象观测——〈石氏星表〉和浑仪：
四、《授时历》和四大农书
五、医学——〈伤寒杂病论〉和〈本草纲目〉