第4课 “发明和发现的国度” 学案

学案5　“发明和发现的国度”
[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。
一、走向世界的四大发明
1．四大发明：造纸术、火药、指南针、印刷术。
2．外传及其影响
(1)造纸术：经阿拉伯传入欧洲，促进了欧洲文化的发展。
(2)火药
①传入欧洲，推动了欧洲火药武器的发展，使骑士阶层日益衰落。
②促进了欧洲采矿业和金属制造业的发展。
(3)指南针：促进了远洋航行，迎来了地理大发现时代。
(4)印刷术：推动了文艺复兴运动和宗教改革，加快了思想解放的进程。
总之，中国的四大发明传入欧洲，使西欧率先迈入近代社会。
［重点精讲］
四大发明在中国和西方的命运不同的原因。
是因为中国封建自然经济占主导地位，专制主义中央集权强大，实行科举制度、重农抑商、闭关锁国政策，这些都阻碍了先进科学技术发挥作用。西方商品经济的发展、资本主义萌芽的成长、重商主义、对外扩张等促进了西方科技的进步。
深化探究
　材料一　
四大发明广场(局部)
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最强大的杠杆。——马克思《机器、自然力和科学的应用》
思考　
(1)四大发明对欧洲产生了怎样的影响？
答案　造纸术促进了欧洲文化的发展；火药传入欧洲，推动了欧洲火药武器的发展，使骑士阶层日益衰落；指南针的使用，促进了远洋航行，迎来了地理大发现时代；欧洲人造出印刷机，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。总之，中国的四大发明传播到欧洲，对其从封建社会向资本主义社会转变起了促进作用。
材料二　法国作家雨果说：“像印刷术、大炮、气球和麻醉药这些发明，中国都比我们早。可是有一个区别，在欧洲，有一种发明，马上就生气勃勃地发展为一种奇妙的东西。而在中国却依旧停滞在胚胎状态，无声无嗅。中国真是一个保存胎儿的酒精瓶。”
思考　
(2)四大发明在中国社会发展中产生了怎样的作用？说明了什么道理？
答案　作用：四大发明是中华民族智慧的象征。然而它未能使中国在迈向近代化的过程中独领风骚，更没有使中国生产力和生产关系发生质的变化。在古代中国自然经济成分比较稳定，封建制度不断强化，四大发明等先进技术未能充分发挥其推动社会进步的作用。
说明：科学技术能否产生巨大的效益取决于社会环境(包括社会制度、社会条件、社会生产力发展水平)。
[探究偶得]
科学技术是巨大的社会生产力，必须加大对科学技术的投入；经济的发展既为科技发展提供物质基础，也会推动科技的持续创新与进步，应该坚持以经济建设为中心。
二、十进位值制和珠算
1．十进位值制
(1)古代中国人发明了十进位值制记数法。
(2)十进位值制记数法的关键是逢十进一，方便运算，被马克思称为“最美妙的发明之一”。
(3)春秋战国时期出现的算筹记数法，完全具有今天通行的十进位值制的功能。
2．珠算
(1)珠算盘的发明与应用。公元2世纪发明了珠算盘。北宋时期，穿档定珠算盘已普遍使用。明代为适应商业发展，运用更广泛。明代程大位编著《算法统宗》，所有的运算全部使用珠算盘。
(2)传播：珠算法传到朝鲜、日本、东南亚和欧洲。
[深化理解]
算盘是极其简便的计算工具，且具有独特的教育功能，在今天仍盛行不衰，这说明中国古代科技发明影响深远。
[教材互补]
《九章算术》采用了十进位值制记数法，汇集了许多算术命题。这些命题的解法采用了当时世界上最先进的运算方法，是当时世界上最先进的应用数学著作。它的问世，标志着中国古代以计算为中心的数学形成了完整的体系。(人教版)
深化探究
材料一　英国的李约瑟博士说：“商朝的数字系统是比古巴比伦和古埃及同一时代的字体更为先进、更为科学的。”“如果没有这种十进位制，就几乎不可能出现我们现在这个统一化的世界了。”
材料二　见下图
思考
早在商代就已经发明了十进位值制记数法，中国古代还发明了哪些高超的记数计算方法？它反映了中国古代数学的什么特点？
答案　(1)成就：春秋战国时期，发明了算筹记数法。至迟在公元2世纪，古代中国人发明了珠算盘，到了明代，珠算盘的运用更加广泛，所有的运算全部使用珠算盘。
(2)特点：整体看中国古代数学偏重于代数学，长于对数的运算及计算方法的研究；但是疏于几何学，很少注意对几何图形性质的研究。
三、简仪和《授时历》
1．人类为准确地观测日月星辰的运行位置，发明了赤道坐标，中国是世界上最早使用赤道坐标的国家。
2．浑仪是古代中国观测天体坐标的工具，至迟出现在汉武帝时期；元代郭守敬改革浑仪，发明了“简仪”，是当时世界上最先进的天文观测工具。
3．郭守敬等编制《授时历》，测定一年的周期与现行公历相同，但比现行公历的确立早300年。
[误区警示]
天文历法是紧密联系的，但二者不能混淆。天文侧重于观察天象，记录天文现象及变化；而历法则侧重于指导农业生产，为农业生产服务。历法是在观察天文的基础上逐渐形成的。
[重点精讲]
中国古代天文、历法成就对社会政治、经济有何作用？
满足了农业生产“授农以时”的需要和封建王朝统一天下“授命于天”的理论需求，即直接为农业生产和加强大一统的政治需要服务。
深化探究
材料　
思考
(1)右图是中国古代观测天体坐标的工具，他们分别是：图一浑仪，图二简仪，其中图二是由元代科学家郭守敬在图一的基础上改造而成。
(2)中国古代的天文学能够取得巨大成就的原因有哪些？
答案　①满足农业生产“授农以时”的需要；②为封建王朝统一天下提供“授命于天”的依据，宣示政权统治的合理性、合法性；③朝廷集中人力对天文历法进行观测和研究，取得显著的成就。
四、《齐民要术》和《农政全书》
1．《齐民要术》
(1)南北朝时贾思勰的《齐民要术》是中国现存最早、最完整的农书，也是当时世界上最早、最系统的一部农学名著。
(2)书中深刻地阐述了因时因地制宜的农学思想。
[归纳总结]
中国古代科技具有很强的实用性，服务于生产和巩固统治的需要。中国古代科技著作大多是对生产经验的直接记载或对自然现象的直观描述，具有较强的经验性。古代科学理论的技术化倾向严重，而这些技术又不具有开放性，没有转化为普遍的生产力。
2.《农政全书》
(1)明朝徐光启著，全面总结了中国历代的农业生产经验和技术，尤其注意反映明代最新的技术成就。
(2)还介绍了西方先进的灌溉工具和水利设施。
[重点精讲]
中国古代科技未能发展成为近代科学的因素
(1)自给自足的封建经济占统治地位，限制了生产力的发展，使科技发展缺乏足够的动力。
(2)封建统治者推行的重农抑商政策与“闭关锁国”政策，进一步限制了中国古代科技的发展。
(3)中国古代君主专制的空前加强、以儒学为主的教育内容、文化专制统治的肆虐，使人们对中国古代科技缺乏足够的重视，科技人才短缺。
(4)中国古代日益腐朽的封建制度是导致古代科技未能发展成为近代科学的重要因素。
深化探究
探究点1　
《齐民要术》和《农政全书》
材料
图一　《齐民要术》书影　　
图二　《农政全书》
思考
(1)上图两部农书的作者分别是贾思勰和徐光启，两部著作主要是总结了我国古代农业生产经验和技术。
(2)以上两部著作反映了中国古代科技哪些特点？
答案　①在科技内容上，应用性强，但对事物发展规律的探索不够；②在研究方法上，主要是典籍整理和经验总结，缺少实验；③在科技应用上，主要服务于农业发展的需要。
探究点2
　李约瑟难题——中国科技近代落伍的原因
　明朝以前，世界上的重要发明和重大科学成就大约300项，其中中国大约175项，占总数的58%以上。
李约瑟难题，又名“李约瑟之谜”。中国古代在经验技术的发展水平上远远超过西方，但为什么近代科学却首先在西方诞生，中国反而远远落在西方后面呢？
答案　(1)固守农耕经济阻碍了近代科学技术的发展；
(2)科举制度扼制了科学技术的发展；
(3)重人伦、轻自然的文化传统妨碍了科学技术的发展；
(4)专制集权的官僚体制、封闭禁锢的社会结构等方面的因素都不同程度地影响了近代科学技术的发展。
1．“自古书契，多编以竹简；其用缣(细绢)帛者，谓之为纸。缣贵而简重，并不便于人。伦乃造意，用树肤、麻头及敝布、渔网以为纸。”(《后汉书·蔡伦传》)下列对此理解正确的是(　　)
A．据材料能得出“蔡伦是造纸术的发明者”这一结论
B．材料说明文字记载是我们得出历史结论的首要依据
C．人们的需求是科技进步的原因之一
D．对原料的选择和降低造纸的成本没有关系
答案　C
解析　考查材料信息获取能力及事物阐释能力。题干中描述竹简、帛等不便，“伦乃造意”，显然是描述蔡伦改进造纸术的背景，由此可知，人们的需求是科技进步的原因之一。A、B、D三项与材料不符。
2．北宋大科学家沈括用笔记文学体裁写成《梦溪笔谈》，遍及天文、数学、物理、地学以及机械、造纸等各个方面，内容十分广泛、丰富。书中记载的当时的发明应该是(　　)
A．造纸术
B．雕版印刷术
C．活字印刷术
D．指南针
答案　C
解析　本题考查学生的分析能力。“当时”应该是宋代，而四个选项中只有活字印刷术在北宋时期发明。
3．中国古代四大发明对欧洲近代社会产生重要影响。其中“替宗教改革开路，并使推广民众教育成为可能”的是(　　)
A．指南针与印刷术
B．造纸术与火药
C．火药与指南针
D．印刷术与造纸术
答案　D
解析　“替宗教改革开路，并使推广民众教育成为可能”是指该项发明推进了新文化、新思想的传播，推动了宗教改革运动，同时促进了教育的发展。能够起到这些作用的是四大发明中的造纸术和印刷术。
4．下列属于《九章算术》中所记载的，且被马克思誉为人类“最美妙的发明之一”的是(　　)
A．割圆术
B．十进位值制记数法
C．极限思想
D．精确的圆周率
答案　B
解析　十进位值制是我国古代数学方面的重要成就，它用有限的符号可以表示无穷无尽的数，而且简捷、明快、方便运算，所以马克思称之为“最美妙的发明之一”。
5.如图所示天文观测工具的创制者生活于(　　)
A．东汉
B．唐朝
C．宋朝
D．元朝
答案　D
解析　题干表明图片所示为“天文观测工具”，链接课本知识，在充分识图的基础上，得知此图为“简仪”，是元代郭守敬革新浑仪造出来的。故答案为D。
　　　　　　　　　　　　　　　　
[基础达标]
1．公元751年，唐朝军队在中亚败于阿拉伯军队，被俘往阿拉伯的士兵中有不少技术工匠。这次战役客观上促成了中阿之间的一次技术转移。这时中国传入阿拉伯的技术应该是(　　)
A．造纸术
B．活字印刷术
C．指南针
D．火药与火器
答案　A
解析　活字印刷术宋代才发明，指南针、火药与火器是在宋元时期由阿拉伯人促成技术转移的。只有造纸术是在唐朝时期转移的。
2．今天象棋中有“炮”与“砲”二字。唐代的象棋中使用“砲”字，宋代的象棋中“炮”“砲”二字开始并用，这一变化说明(　　)
A．中国象棋发明于宋代
B．宋代发明了火药
C．宋代火药广泛用于战争
D．洋炮在宋代传入中国
答案　C
解析　从唐到宋的这一变化是社会存在的反映，说明了火药在宋代被广泛应用于战争。
3．培根说：“这三种东西曾经改变了整个世界事物的面貌和状态，第一种在文字方面，第二种在战争上，第三种在航海上。”这里所说的第一种东西是我国古代的(　　)
A．指南针
B．火药
C．印刷术
D．儒家学说
答案　C
解析　培根所说的在文字、战争和航海方面的东西分别指印刷术、火药和指南针等中国古代的科技发明。
4．中国古代四大发明中被称为“为资本主义的到来吹响了号角”(马克思语)和“水手之友”的发明是(　　)
A．印刷术、造纸术
B．火药、印刷术
C．指南针、造纸术
D．火药、指南针
答案　D
解析　火药为资产阶级战胜封建贵族起到了巨大的作用，“水手之友”无疑指的是指南针。
5．2010年1月15日的日环食已成为一次科普盛会，不少天文爱好者被罕见的天文奇观所吸引，竞相到书店查阅、购买相关书籍“恶补”天文知识。在学习过程中，有人发现元代科学家郭守敬曾使用自制的天文仪器观测天象。这一天文仪器是(　　)
A．司南
B．简仪
C．算筹
D．浑仪
答案　B
解析　司南是战国时出现的用于测方向的仪器，C项是数学方面的；D项出于公元前4世纪中叶。B项是郭守敬发明的天文观测仪器。
6．王敏同学参加文化综合素质测试时，主考官让他指出下面连线中不正确的一项。他的答案应为(　　)
A．采用十进位值制记数法——《九章算术》
B．用赤道坐标记录恒星位置——《授时历》
C．定回归年长度为365.2425日——《授时历》
D．“东方药物巨典”——《本草纲目》
答案　B
解析　用赤道坐标记录恒星的位置，是战国天文学家石申的成就。
7．元代科学家郭守敬编订《授时历》，取“敬授民时”之意，其目的是(　　)
A．尊敬农民
B．指导农业生产
C．保证农民劳动时间
D．关注农作物生长规律
答案　B
解析　根据题干提供的信息“《授时历》，取‘敬授民时’之意”和所学史实说明历法起到指导农业生产的作用。
8．与贾思勰的《齐民要术》相比，徐光启的《农政全书》最能体现首开风气的一点是(　　)
A．介绍并传播西方农学知识
B．我国古代农业的百科全书
C．被译为多种外文，影响广泛
D．提出了有价值的农学理论
答案　A
解析　《农政全书》系统总结了历代农业、手工业积累的经验，而且在参照吸收西方自然科学知识的基础上调查、吸收当代最新实践成果，并开展农业科技实验，确保了农书的开创性。
[能力提升]
9．四位学生在做研究性学习时，以中国古代四大发明对西方历史影响为题，各命了一个小题，你觉得哪些最适宜(　　)
①大汉的文明传承——纸改变了西欧的文化进程　②西方海外殖民的助跑器——指南针　③火药——荡平欧洲封建城堡的致命锐器　④没有印刷术就没有西方的文艺复兴和宗教改革
A．①②③
B．①②③④
C．②③④
D．①②
答案　A
解析　印刷术能推动文艺复兴和宗教改革，但它只是外因，不能说没有印刷术就没有西方的文艺复兴和宗教改革，故④不正确。
10．西欧有一句名谚：“中国人的头，阿拉伯人的口，法兰西人的手。”结合对古代科技史的理解，下列说法不正确的是(　　)
A．中国人的勤劳智慧创造了领先世界的科技成就
B．古代欧洲的科技成就比中国的科技成就更高
C．欧洲吸收和借鉴中国科技成就，形成近代科学
D．阿拉伯人在东西方文化交流中起到了桥梁作用
答案　B
解析　从材料“中国人的头”以及中国古代科技长期领先于世界的事实，可知选择B项。
11．中国古代科技成就中天文、历法、数学、医学等尤为突出，而科学理论方面的成果却较少。造成这种现象的根本原因是(　　)
A．以小农经济为主的农耕经济的需要
B．封建统治者不重视科学理论研究
C．中国科学家不注重理论研究
D．科举考试只考儒家学说
答案　A
解析　此题考查科技发展与社会经济的关系，一方面社会生产力发展水平从根本上决定着科技的进步；另一方面科技进步能极大地推动社会生产力的发展。
12．培根指出：“印刷术、火药、指南针曾改变了整个世界，变化如此之大，以致没有一个帝国，没有一个教派，没有一个赫赫有名的人物，能比这三种发明在人类事业中产生更大的力量和影响。”这里所说的“影响”主要是指(　　)
A．促进了欧洲社会制度的转型
B．奠定了中国古代文明古国的地位
C．推动了欧洲工业革命的发展
D．打破了世界各地彼此隔绝的状态
答案　A
解析　“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，而印刷术则变成了传播新教的工具”，这一切都促进了欧洲走向资本主义社会。
13．阅读下列材料：
材料一
材料二　马克思在《机器、自然力和科学的应用》中说：指南针打开了世界市场并建立了殖民地。鲁迅在《电的利弊》中说：外国用罗盘针航海，中国却用它看风水。
请回答：
(1)材料一所示仪器是古代中国四大发明之一的最初样式，它在后来发展成为什么？中国的另外三大发明是什么？
(2)材料二中所谓的“外国用罗盘针”的影响是什么？
(3)鲁迅揭露了当时中国社会的什么问题？
答案　(1)指南针。造纸术、火药、印刷术。
(2)为哥伦布等人的远洋航行提供了技术保证，推动了地理大发现时代的到来(或者答新航路的开辟)。它也是资产阶级建立世界市场和实行殖民扩张的技术条件之一。
(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(或古代先进科学技术的沦丧)。
14．阅读下列材料：
材料一
时期
科技发明总(件)数
中国
世界其他国家
件数
占科技发明总数的比重(%)
件数
占科技发明总数的比重(%)
公元1～400年
45
28
62%
17
38%
公元401～1000年
45
32
71%
13
29%
公元1001～1500年
67
38
57%
29
43%
公元1501～1840年
472
19
4%
453
96%
材料二
中国古代科技发明占世界比重
请回答：
(1)依据材料说明中国古代科技发明占世界比重的两个显著变化的特点。
(2)结合所学知识分析形成这两个特点的历史原因。
答案　(1)秦汉至明朝前期，中国科技发明一直领先于世界其他国家；明朝中期以后至鸦片战争前，中国科技发明落后于世界其他国家。
(2)①秦汉至明朝前期，中国一直是世界上强大的封建帝国，专制主义中央集权制度完善；封建经济繁荣；中国古代文化源远流长；各民族交流密切，民族融合加强。②明朝中后期以后，封建制度渐趋衰落；君主专制主义钳制了思想文化事业的发展；实行闭关锁国政策，中国开始落后于世界历史发展潮流。而此时西方国家资本主义经济迅速发展，确立了先进的资本主义制度，理性主义确立，促进了科技的迅猛发展。
解析　本题以中国科技的发展进程为主题，考查学生依据历史图表分析、归纳、概括的能力。第(1)问由图表看出中国由领先到落后的大致时间在明朝中期。第(2)问从政治、经济、民族以及对外关系等方面来分析。
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