人教版历史（必修3）教学设计
第8课 古代中国的发明和发现教案
一、教学目标
（一）知识与能力：
1识记：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》；
2、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。
3、认识古代中国四大发明对世界文明发展的贡献。
4、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。
（二）过程与方法：
1、（1）列表对比我国古代的科技成就，探究四大发明在中国和西欧发展的不同命运；
2、学生课前在教师的指导下利用图书馆、互联网等资源，分组收集、整理中国古代科技发展的相关材料，并在课堂上相互交流，从而对中国古代科技的成就形成初步的认识。
（三）情感态度与价值观：
1、了解和认识到中华民族的伟大智慧和对世界做出的巨大贡献。逐步形成对国家、民族的历史使命感和社会责任感，培养爱国主义情操。树立为祖国现代化建设、人类和平与进步事业做贡献的人生理想。
2、通过对本课的学习，培养学生崇尚科学的精神，坚定科学的思想。
二、重点与难点
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。
三、教学方法：列表的方法、材料分析法、讨论法等
四、教学过程
【导入新课】
2008年北京奥运会开幕式是一幅中华文化的巨典华章。从陆地“丝绸之路”到海上“丝绸之路”,从活字印刷、指南针、火药、印刷术再到今日辉煌,在这条纵横古今的时空隧道里,中华文化源远流长的发展历程一一展现。
今天，我们一起走进中华五千年文明史，去领会中国文化的精髓。
【讲述内容】
一、走向世界的四大发明
图片展示：中国古代的四大发明的邮票
学生根据图片很容易答出
造纸术、指南针、火药、印刷术。
造纸术的发明和改进是在两汉时期，火药应用于军事始于唐末，雕版印刷术出现于隋唐；指南针和活字印刷术出现于北宋时期。四大发明先后经陆上和海上丝绸之路传播到东亚、东南亚、西亚、非洲和欧洲，逐渐走向世界，极大地促进这些地区生产力的发展。
（1）指南针
①概况：
战国时期，我国就利用磁石指南的特性发明了指南仪器－司南，此后又出现了指南车、指南鱼等。
北宋时，进而发明了使用人工磁体的指南针，应用于航海。
史料解读：
材料一：“先王立司南以端朝夕（朝夕，指东西方向）。”《鬼谷子谋》称：“郑人之取玉也，载司南之车，为其不惑（惑，指迷失方向）也。 ——《韩非子·有度》
材料二： “舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”。 ——北宋 朱彧 著《萍洲可谈》
设问：从材料看，司南至迟发明于什么时候?司南和指南针在哪些方面发挥了它辨别方向的功能?
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1．我国古代四大发明中，对近代世界市场的开辟影响最大的是
A.印刷术 B.指南针 C.火药 D.造纸术
2.有西方学者认为“近代世界赖以建立的种种发明与发现有可能有一半来源于中国”。传人
欧洲并对“近代世界”产生深刻影响的宋代的科技成就是
A.地动仪 B.造纸术
C.雕版印刷术 D.罗盘针
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②传播及影响：
在12世纪末和13世纪初由海路传入阿拉伯，然后传入欧洲。在地理大发现和海外扩张中起了重要作用。
（2）造纸术
【图说历史】
多媒体课件出示：纸发明之前人们曾用过的书写材料
纸发明前的书写材料：龟甲、兽骨、青铜器、玉石器、竹木简、帛。
设问这些材料有什么样的缺点？
（指导学生阅读导言）或是难以保留，或是难于书写，或是太贵重。
【合作探究】我国目前发现最早的纸是哪一时期的？造纸术后来如何改进的？
（1）我国甘肃天水放马滩汉墓出土的西汉早期的纸，是现已发现的最早的纸。
（2）至东汉时，宦官蔡伦改进了造纸术，使植物纤维纸逐渐取代竹木简成为古代中国的主要书写材料。
造纸术的外传：采用图表进行说明
影响：造纸术的发明与改进，是书写材料的一次伟大革命；促进了欧洲文明的发展和人
类文化的传播。
知识拓展
关注中国造纸业的现状
1、数字化时代还用纸张吗？
PaperCom高级董事Bob McLean说：“纸张继续受到欢迎有许多原因。它们价钱不贵，便于携带，重量小，容易阅读而且不需要特别的设备或是电源装置。尽管我们都预见到电子通讯会增加，我们仍相信它只是基于纸张通讯的补充而不是替代。”
2、生产一吨纸，需用多少水？
材料一：我国人均供水占有量为世界平均水平的1/4，位居世界第58位。由于人口不断增加和经济高速发展，我国淡水资源将更加紧缺。
材料二：我国造纸业平均每产一吨纸，耗水100立方；国外纸厂每吨纸耗用水10－20立方，甚至有低于10立方的。制浆造纸联合企业，我国每吨浆纸的水耗300立方，国外为35－50立方。
材料三：上海韩松潜力纸业，年产12万吨高品质新闻纸，全部用废纸为原料，生产过程中每日用水1.4万立方，其中清水用量一般为每天0.7－0.9万立方，平均每吨纸耗水量为20立方。
（3）印刷术
1．概况：
隋唐时期中国即盛行雕版印刷，《金刚经》卷子（868年）是唐代雕版印品中的精美之作。宋代是雕版印刷的黄金时代，人们已经使用了彩色套印技术，宋刻本被后世藏书家视为珍品。到北宋年间，雕版工毕升发明了活字印刷术，极大推进了中国的文化事业发展。后来传播到东亚、西亚、欧洲等地，为世界文明的发展和传播作出伟大的贡献。
“庆历中，有布衣毕昇，又为活版。其法用胶泥刻字，薄如钱唇，每字为一印，火烧令坚。先设一铁版，其上以松脂腊和纸灰之类冒之。欲印则以一铁范置铁板上，乃密布字印。满铁范为一板，持就火炀之，药稍镕，则以一平板按其面，则字平如砥。若止印三、二本，未为简易；若印数十百千本，则极为神速。”
——北宋沈括《梦溪笔谈》
2．印刷术的外传：
活字印刷术发明后，很快传入日本、朝鲜。向西传至西亚、北非一带，随后又传入了欧洲。
上帝至高无上的恩赐，使得福音更能传扬。——马丁·路德曾称印刷术
3.影响：
（1）经济、便捷，是印刷业的一大革新
（2）推动了欧洲的文艺复兴和宗教改革
（3）促进了思想解放和社会进步
（4）火药
1.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”。
古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》，称作硫磺火法。
唐末，火药开始应用于军事。宋元时期各民族政权之间战争不断发生，火药在军事上的应用更为广泛，技术也得到进一步发展。
2.外传：
“现在已经毫无异议地证实了，火药是从中国经过印度传给阿拉伯人，又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲。”——恩格斯
火药传入欧洲对欧洲乃至世界产生了什么影响呢？
3.影响：
史料解读：
火药和火药武器传入欧洲，“不仅对作战方法本身，而且对统治和奴役的政治关系起了变革的作用”。
“以前一直攻不破的贵族城堡的石墙抵不住市民的大炮，市民的子弹射穿了骑士的盔甲。贵族的统治跟身穿铠甲的贵族骑兵同归于尽了。随着资本主义的发展，新的精锐的火炮在欧洲的工厂中制造出来，装备着威力强大的舰队，扬帆出航，去征服新的殖民地……。”
对世界的影响：
（1）结束了冷兵器时代；
（2）使欧洲骑士阶层日益衰落，封建制度走向瓦解；
（3）火药成为西欧资产阶级开拓殖民地的有力武器。
知识延伸：
突火枪：“以巨竹为筒，内安子窠，如烧放，焰绝然后子窠发出如炮声，远闻百五十余步。”
——《宋史》
万户与火箭
美国火箭学家赫伯特·S·基姆（Herbert·S·Zim）在1945年出版的《火箭和喷气发动机》（Rockets and Jets）一书中提到，“约当14世纪之末，有一位中国的官吏叫万户，他在一把座椅的背后，装上47枚当时能买到的最大火箭。他把自己捆绑在椅子的前边，两只手各拿一个大风筝。然后叫他的仆人同时点燃47枚大火箭，其目的是想借火箭向前推进的力量，加上风筝上升的力量飞向前方。”
万户是世界上第一个利用火箭向太空搏击的英雄。他的努力虽然失败了，但他借助火箭推力升空的创想是世界上第一个，因此他被世界公认为“真正的航天始祖”，为了纪念这位世界航天始祖，世界科学家将月球上的一座环形火山命名为“万户山”。英国火箭专家W·麦克斯韦尔说“Wan Hoo的事迹是早期火箭史中一件有趣的重大事件”。
德国火箭学家威利·李在他1958年出版的一本书中也说到，在公元1500年左右，Wan Hoo在“发明并试验一种火箭飞行器时，颇为壮观地自我牺牲了”。
20世纪70年代，国际天文联合会将月球背面一座环形山命名为“Wan Hoo”。
【合作探究】3：材料：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；外国用罗盘针航海，中国却用它看风水；外国用鸦片医病，中国却用拿来当药吃。”
（1）鲁迅揭露了当时中国社会的什么问题？
（2）指南针在近代西欧和中国的不同用途说明了什么？
（1）旧中国愚昧落后，中国古代科学技术未能充分发挥其推动社会进步的作用。
（2）科学技术能否产生巨大的经济效益和社会效益取决于社会环境。
【合作探究】4：16～18世纪四大发明在中国和西方命运为什么会有不同？
（1）中国：封建自然经济占主导地位；专制主义中央集权的阻碍；科举制度、重农抑商、闭关锁国等阻碍先进技术发挥作用；
（2）西方：商品经济的发展，资本主义萌芽的增长，重商主义，对外扩张等促进了西方科技的进步。
二、《九章算术》和珠算
1. 《九章算术》和十进位值制记数法
（1）成书年代：东汉，
（2）特点：采用了当时世界上最先进的十进位值制记数法，汇集了许多算术命题。
（3）地位：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。
（4）意义：标志着中国古代以计算为中心的数学形成了完整的体系，在世界数学史上占有重要地位。
2.珠算
中国古代的计算工具，早期采用的是算筹。
知识延伸：
算筹是中国古代用来记数、列式和进行各种数与式演算的一种工具。又称为筹、策、算子等。它最初是小竹棍一类的自然物，以后逐渐发展成为专门的计算工具，质地与制作也愈加精致。根据史书的记载和考古材料的发现，古代的算筹实际上是一根根同样长短和粗细的小棍子，一般长为13~14 cm，径粗0．2~0．3 cm，多用竹子制成，也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的，大约二百七十几枚为一束，放在一个布袋里，系在腰部随身携带。需要记数和计算的时候，就把它们取出来，放在桌上、炕上或地上都能摆弄。参考课文中的插图。
算筹在中国的起源很早，春秋战国时期的《老子》中就有“善数者不用筹策”的记述。中国古代的算筹不仅是正、负整数与分数的四则运算和开方的运算的工具，而且还包含着各种特定的演算。 算筹是在珠算发明以前中国独创并且是最有效的计算工具。中国古代数学的早期发达与持续发展是受惠于算筹。中国古代有一句成语，叫做“运筹帷幄”，意思是在军营的幕帐中对战争的全局进行细密的策划。汉高祖刘邦在打下天下之后曾经称赞他的谋士张良，说张良能够“运筹策帷幄之中，决胜于千里之外。”这里说的筹就是算筹。
那么算筹是怎么用于运算的呢？实际上，算筹的运算是建立在十进位值基础上的。为什么又要有纵式和横式两种不同的摆法呢？这就是因为十进位制的需要了。所谓十进位制，又称十进位值制，包含有两方面的含义。其一是“十进制”，即每满十数进一个单位，十个一进为十，十个十进为百，十个百进为千……其二是“位值制，即每个数码所表示的数值，不仅取决于这个数码本身，而且取决于它在记数中所处的位置。如同样是一个数码“2”，放在个位上表示2，放在十位上就表示20，放在百位上就表示200，放在千位上就表示2000……在我国商代的文字记数系统中，就已经有了十进位值制的萌芽，到了算筹记数和运算时，就更是标准的十进位值制了。按照中国古代的筹算规则，算筹记数的表示方法为：个位用纵式，十位用横式，百位再用纵式，千位再用横式，万位再用纵式……这样从右到左，纵横相间，以此类推，就可以用算筹表示出任意大的自然数了。由于它位与位之间的纵横变换，且每一位都有固定的摆法，所以既不会混淆，也不会错位。
中国古代十进位制的算筹记数法在世界数学史上是一个伟大的创造。把它与世界其他古老民族的记数法作一比较，其优越性是显而易见的。古罗马的数字系统没有位值制，只有七个基本符号，如要记稍大一点的数目就相当繁难。古美洲玛雅人虽然懂得位值制，但用的是20进位；古巴比伦人也知道位值制，但用的是60进位。20进位至少需要19个数码，60进位则需要59个数码，这就使记数和运算变得十分繁复，远不如只用9个数码便可表示任意自然数的十进位制来得简捷方便。中国古代数学之所以在计算方面取得许多卓越的成就，在一定程度上应该归功于这一符合十进位制的算筹记数法。 直到明代以后，算筹才被算盘完全取代。
后来，算筹演变成为算盘。中国的穿珠算盘，制作简单，价廉物美。珠算运算法编成歌诀流利顺口，配合小九九和十进位值制记数法，运算如飞。
明清时期，随着商业的繁荣，珠算应用得到普及和发展。明朝时，珠算法已传播到朝鲜、日本、东南亚以至世界其他地区。
人们可以用珠算法解决加减乘除和开平方、开立方等运算问题。
三、《石氏星表》和浑仪
1.天文学产生发展的原因
古代的天文学是在采集、狞猎和农牧业活动中萌生和发展起来的。其目的是观天象、明方向、知季节、告农时。
2.成就：
（1）设置天象观测机构
据说，尧设有火正、羲和之官，负责观察日月星辰。后世不少朝代也都设有专门的天象观测机构。
（2）天文观测记录（世界公认最悠久最系统）：
①世界上最早的日食、月食、太阳黑子及哈雷彗星的记录
②世界上最早的星表：《石氏星表》（地位）（P38）
（3）天文观测仪器：浑仪、简仪等
最晚在汉武帝的时代，天文家们已经使用浑仪。
在望远镜发明之前，浑仪一直是世界上最优良的天文观、测仪器。
元朝大科学家郭守敬革新浑仪，称为简仪。
四、《授时历》和四大农书
1、历法
（1）历法发达的原因：
古代农业与历法制订和农学研究密切相关
（2）成就：
夏朝：《夏小正》
商朝：“殷历”
秦汉以后：越来越精确
元朝：郭守敬《授时历》
元朝时，郭守敬编订的《授时历》，是我国古代最优秀的历法。1281年《授时历》颁布推行，这比现行公历的颁行早了三百年。《授时历》集前代各家历法的优点，定回归年长度为365.2425日，这与地球绕太阳一周的时间相差无几，与今天世界通用的公历即格里高利历基本相同。
巩固练习：
以下对古代中国天文学成就的表述，不正确的是
A.我国是世界上最早使用赤道坐标的国家
B. 石申所著的《石氏星表》是现存世界上最古老的星表
C. 浑仪是我国古代观测天体坐标的工具 D. 郭守敬制作的天文观测仪是简仪
2.农书：
多媒体课件出示下列表格，指导学生阅读，完成表格：
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时间
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作者
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成就
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世界地位
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西汉
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氾胜之
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《氾胜之书》
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是我国历史上最早的农业科学著作
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南北朝
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贾思勰
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《齐民要术》
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我国现存的最早最完整的一部农书
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元朝
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王祯
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《农书》
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详细包含了农业各方面的知识
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明朝
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徐光启
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《农政全书》
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达到了传统农业科学的高峰
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五、《伤寒杂病论》和《本草纲目》
1、中医：
（1）《黄帝内经》：
《黄帝内经》是我国现存最早的医书。战国问世、西汉编定。是中医学的奠基之作，中医学思维方式和理论体系的奠基之作，它总结了前人医疗实践经验，提出经络学说。
（2）《伤寒杂病论》：
东汉末年，张仲景总结前代中医诊断和治疗的理论与经验，结合自己的临床实践，写出了集大成的中医专著《伤寒杂病论》。《伤寒杂病论》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沦基础，被后世医家誉为“万世宝典”。
“医圣”与“坐堂先生”。
2、中药：《本草纲目》（时间、作者、内容、地位）
明朝卓越的医药学家李时珍，写成药物学巨著《本草纲目》，是对16世纪以前中医药学的系统总结。被誉为“东方药物巨典”。
3、针灸疗法
针灸疗法是我国祖先独创的治病方法。自《内经》问世以来，历代针灸名家无不将经络学视为医途之瑰宝，针灸学与经络学的关系就如同鱼和水一样不可分离。
针灸疗法是我们祖先独创的治病方法。
特点：不吃药，只在人体一定部位用针刺或火灼。前者称“针法”，后者称“灸法”，统称为“针灸疗法”。
源于远古新石器时代，最初使用尖锐的砭石，称“砭针”，后来出现钢针和金针。
针灸疗法是以经络学说为理论基础的。《黄帝内经》中对穴道、针法等都有详细说明。
中国古代科技的特点：
第一，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。
第二，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。
第三，古代科学理论的技术化倾向严重，而这些技术又带有封闭性，没有转化为普遍的生产力。
中国古代科技发明世界地位变化统计：
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年代
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科技发明
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中国
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其他国家
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件
|
%
|
件
|
%
|
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公元1—400年
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45
|
28
|
62%
|
17
|
38%
|
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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%
|
1. 中国古代科技发明处于绝对领先地位是在什么时候?
2. 为什么能长期领先?为什么又落后了？
答案：长期领先世界的原因
①政治：最早确立封建制度，是当时社会制度最先进的国家。统一是历史主流，社会相对稳定。
②经济：中国农业、手工业长期处于世界领先地位，推动了科技发展。
③民族交流、对外关系：国内经济文化交流频繁，各民族 互相学习，共同创造了古代文化．也在不断吸取外来先进的文化来提高自己。
史料解读：“中国文明有许多方面在唐宋几个世纪中达到顶峰，文化领域尤其如此……（唐宋）科学技术取得了至今才得到充分理解的非凡成就。” ——斯塔夫里阿诺斯《全球通史》
请用本课所学史实说明隋唐宋元时期科技取得“非凡成就”的表现。
隋唐之际出现了雕版印刷术，唐末火药开始用于军事。
宋代是雕版印刷的黄金时代，人们开始使用彩色套印技术；北宋毕升发明了胶泥活字印刷术。
宋朝军事上广泛使用火药，出现了管形火器。
北宋时指南针应用于航海。
【本课小结】
中国是世界文明古国之一。古代世界曾经辉煌灿烂的文明国家，多数没有能够继续维持下去，有的中断了，有的随着文化重心的转移而转移到另外的地区。唯有中国这个国家，既古老又年轻。从原始社会到形成国家，有文字可考的历史有五千年以上。中国和中国文化屹立于世界之林，一脉相承，历久而弥新。本课内容主要从四大发明、数学、天文、农学、医学等七个方面介绍了古代中国几千年的科技成就。这些成就一方面展示了古代中国人民的勤劳智慧以及对世界文明发展作出的巨大贡献，另一方面也显示了中国古代科技文化的博大精深。