中国古代的科技发展史

第6课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。一、古代科技的里程碑——四大发明1、造纸术青铜器竹木简缣帛甲骨曾经的书写载体纸出现前的书写材料：甲骨、青铜器、竹木简、缣帛。（太笨重或太贵，很难推广）学富五车西汉纸地图此地图用纸是目前世界上最早的纸（甘肃放马滩出土）。纸面平整、光滑，结构紧密，表面有细纤维渣，可见造纸技术比较原始。其原料为大麻，是西汉早期麻纸。纸上用墨线绘有山、川、崖、路，是世界最早的纸绘地图。西汉时期已经发明植物纤维纸，但纸质粗糙东汉蔡伦改进造纸术将竹、麻、布、绳等原料经水浸、切碎、洗涤、蒸煮、漂洗、舂捣、加水配成悬浮的浆液、捞取纸浆、干燥后即成为纸张。四大发明一、造纸术：１、纸出现前的书写材料：甲骨、青铜器、竹木简、缣帛。（缺点：太笨重或太贵，很难推广。）２、纸的发明过程：（1）西汉时，发明了植物纤维纸。（2）东汉时，蔡伦改进造纸术，制成适合书写的纤维纸。（特点：原料易得、价格便宜、质地细腻）３、影响：是“四大发明”中影响最久远的一项。古代的手抄书籍2、印刷术自东汉开始，历代政府为规范文字与经典书籍，常把标准文本刻在石碑上，成为“石经”供人们抄阅。右图为魏正始年间（240-249年）用三种字体刻写的石经。石经出现后，为避免抄写错误，减少烦劳，发明了拓碑法。这种方法成为后世印刷术发明的前驱。1900年在敦煌千佛洞发现一卷刻印精致的《金刚经》，长一丈六尺、宽一尺，由七个印张粘接而成，上面刻有佛像和经文，卷尾落款是：咸通九年（即公元868年）四月十五日王玠为二亲敬造普施。《金刚经》现存英国伦敦博物馆内，这是保存到现在载有明确日期的最早雕版印刷品。雕版印刷的工作流程：首先，是雕刻印刷版。一般是请书法很好的人写版，即将要雕刻的内容先写在一张纸上，然后将写好的纸稿反贴于预先准备好的木板表面，给予一定的压力，使文字或图像呈反向转移到木板上，再由雕刻工人雕刻成反向凸起的文字或图像。其次，是刷油墨。先将雕刻的版（称印版）固定在一个台面上，用刷子沾上油墨均匀地涂布在印版的表面。最后，就是印刷。印版刷好油墨之后，就在刷好油墨的印版表面覆盖上一张纸，用干净的刷子轻轻地拍打整个纸面。揭下纸张之后，便完成了一次印刷。然后重复第二、第三两步过程，从而完成大批量的印刷品。宋代为书籍雕版的人大多擅长书法，印出的书不仅能使人增长知识，还能给人美的享受。左图为宋代雕版书籍。宋代刻书工人还为版印书籍创造出了新的汉字字体：宋体。至今，“宋体”仍是印刷书籍的主要字体。毕昇像毕昇的泥活字印刷版活字印刷的步骤刻字印刷成品上墨检字排版元代王祯为了使他的农书早日出版，在胶泥活字印刷术的基础上，试验研究出木活字印刷。这一方法既节省人力和时间，又可提高印刷效率。转轮排字法，是王祯的另一发明。他发现木活字在拣字过程中，几万个木活字一字排开，人们穿梭来往很不方便，于是他就设计制造了转轮排字盘，从而为提高拣字效率和减轻劳动强度创造了条件。四大发明•二、印刷术：1.雕版印刷术：隋唐时期发明。世界上现存最早的有明确时间记载的雕版印刷品是唐朝咸通九年（868年）印刷的《金刚经》。2.活字印刷术：北宋时期发明。（胶活字－木活字－金属活字）3.印刷术的传播：朝鲜－西域－欧洲4.影响：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。硝石块硫磺块木炭块在炼制“仙丹”的过程中，炼丹家发现硫磺、木炭和硝石按一定比例混合在一起加热极易燃烧和爆炸，从而“无意”地发明了火药。3、火药火药唐代道家的炼丹活动对火药的发明起着重要的作用。炼丹术所用原料种类很多，其中有硫黄、雄黄、雌黄、硝石等。三黄与硝石炼制，稍不慎即迅猛燃烧、爆炸，炼丹家发现了这种现象，著书并引为警戒。炼丹炉鼎（明代）炼丹炉（仿汉品）晋朝时的炼丹家葛洪，在广东罗浮山冶炼各种矿物的过程中，了解到一些矿物的性质，总结出不少化学知识，他写的《抱朴子》堪称一部原始化学的重要著作。火蒺藜火球火箭南宋发明此种管状火器。以巨竹筒为枪身，内部装填火药与子窠——子弹。点燃引线后，火药喷发，将“子窠”射出，射程远达150步（约230米）。这是世界上第一种发射子弹的步枪。元至顺三年铜炮“火龙出水”是我国古代明朝水陆两用火箭，也是二级火箭始祖。四大发明•三、火药：１、发明及应用：•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》，称作硫磺火法。•唐末，用于战争。•五代和宋朝时，还广泛应用于狩猎、开山、采石和火器。２、传播：14世纪初，由阿拉伯人传入欧洲。３、影响：在西方社会产生巨大震动。四大发明——指南针劳动人民的发现二千多年以前，即春秋战国时候，我国已经用铁来制造农具了。劳动人民在寻找铁矿的时候，就发现了磁铁，并且知道它能够吸铁。《管子》记载：“上有慈石者，下有铜金。”说明我国最迟在公元前三世纪就知道磁石能够吸铁了。原来指南车的车箱里，装着非常巧妙复杂的机械。它的中央有一个太平轮，木头人就竖立在上面；在太平轮的两旁，还装着很多小齿轮。如果车子向左转，右边的车轮就会带动小齿轮，小齿轮再带动太平轮，使太平轮相反地向右转。如果车子向右转，道理也一样。因此，只要在指南车开动以前，先让木头人的右手指向南方，以后车子不论是向左转还是向右转，木头人的右手却总是指向南方。指南车是利用齿轮的原理制造的。指南车三国时马钧创制的指南车（模型）。汉代司南司南，中国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器。《韩非子·有度》：“故先王立司南以端（正）朝夕（指东西方向）”。王充在《论衡》中说：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方，中心圆面下凹；圆外盘面分层次铸有10天干、十二地支、四卦，标示24个方位。磁勺是用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为N，勺尾为S，静止时，因地磁作用，勺尾指向南方。北宋时，指南针的制作更加完善。古人们用钢片做成“指南鱼”，并用人工磁化的方法将钢片变成磁铁，使它们具有指南的作用，并把它用在军事方面。北宋四种指南针之一。将几段灯草横穿在带磁性的钢针上，放在盛水的瓷碗中，灯草连同磁针浮于水面，磁针即指示南北。这种指南针实用性强，最先应用于航海导航。水浮指南针四、指南针1、战国：发明司南；此后又出现了指南车、指南鱼等。2、北宋：指南针用于航海；3、13世纪：传入欧洲，在地理发现中起了重要作用郑和下西洋，宣扬国威，加强与诸国的联系，满足统治阶级对异域珍宝的需求。但无益于国计民生。哥伦布远航，掠夺财富，开拓殖民地。为新兴资产阶级开辟了新的活动场所，促进了资本主义迅猛发展，加强了世界各地的联系。印刷术、火药、指南针“这三种发明已经在世界范围内把事物的全部面貌和情况都改变了：第一种是在学术方面，第二种是在战事方面，第三种是在航行方面；并由此又引起难以数计的变化来：竟至任何教派、任何帝国、任何星辰对人类事务的影响都无过于这些机械性的发现了。”英国哲学家弗兰西斯·培根知识就是力量！——培根四大发明对西方文明的影响•1、造纸术：促进了人类文化的传播，推动力欧洲文化的普及和推广•2、印刷术：推动了文艺复兴和宗教改革，促进欧洲社会进步和世界文化的发展•3、指南针：为欧洲航海家发现美洲和实现环球航行，为资产阶级开拓世界市场、进行殖民扩张提供了重要条件•4、火药：推动力欧洲火药武器的发展，对欧洲资产阶级战胜封建贵族起到了一定作用•总之，对欧洲由封建社会向资本主义社会转变起了重要作用。思考：为何四大发明对中国和对西方造成的影响大不相同？对比：•火药：中国，做爆竹敬神；西方，做子弹御敌•指南针：中国，看风水；西方，航海•远洋航行：郑和下西洋，宣扬国威，加强与诸国的联系，满足统治阶级对异域珍宝的需求。但无益于国计民生。哥伦布远航，掠夺财富，开拓殖民地。为新兴资产阶级开辟了新的活动场所，促进了资本主义迅猛发展，加强了世界各地的联系。原因：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；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。结论：经济决定政治，政治对经济有反作用。科技文化是社会政治经济的反映。科技能否产生巨大的经济效益和社会效益取决于社会环境状况1、四大发明中，推动了地理大发现时代到来的是：A．火药B．指南针C．造纸术D．印刷术2、四大发明中促进欧洲采矿业和金属制造业发展的是：A、造纸术B、印刷术C、火药D、指南针课堂练习3、在西方，火药、指南针和印刷术对于推翻封建统治、开拓世界市场、推动科技革命发挥了重要作用，但他们在明清时期的中国却未能推进社会改革。其重要原因之一在于当时的中国：A．固守农耕自然经济生产方式B．受到西方殖民者和俄国侵扰C．国家分裂、国力衰弱D．经济停滞倒退4、“神州六号”宇宙飞船载人飞行成功，是我国宇航事业的重大成就。追溯历史，中国人最早探索航空事业，在这方面，成果历历可陈。现代火箭推进的基本原理源于中国的火药发明，中国的这项发明用于军事开始于：A．汉朝B．唐末C．元朝D．明朝5、四位同学分别用下面说法来简单描述中国古代的四大发明状况，错误的是：①最早的发明来自于汉朝②孟子在享受到造纸术带来的方便后加入到推广的队伍当中③受到西欧国家资产阶级的百般推崇④四大发明在中国古代并没有发挥最大的推动作用A、①③B、①②③C、①③④D、②④6．四位学生在作研究性学习时，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．①②③B．①②③④C．②③④D．①②7、中国四大发明传入欧洲后直接大大推动了文艺复兴和宗教改革运动的是：A．造纸术B．火药C．活字印刷术D.指南针（1）殷商时世界最早记载日食的甲骨记载月食的甲骨这块牛骨属商朝晚期，长24.5厘米，上宽5厘米。牛骨上刻的文字大意，是有关一次月食的记录。据推算，此次月全食时间为公元前1173年7月2日。二、天文学成就1、天象观测现代天文学关于彗星的图片鲁文公十四年（公元前613年）“秋七月，有星孛入于北斗”。——《春秋·文公十四年》这是世界上关于彗星的最早记录。（2）彗星和哈雷慧星的记录分别比欧早1000多年和670多年《汉书·五行志》（3）关于太阳黑子的记载比欧早800多年2、天文著作（1）我国最早的一部天文学专著（2）世界上最早的星表《甘石星经》：书中记录了水、木、金、火、土五大行星的运行情况，以及它们的出没规律。《石氏星表》：书中的《石氏星表》还记录了800个恒星的名字，有120多个名字现在已经被测定。甘德还用肉眼发现了木星的卫星，比意大利天文学家伽利略在1609年用天文望远镜发现该星早2000多年。圭表的主要功能是测定冬至日所在，并进而确定回归年长度，此外，通过观测表影的变化可确定方向和节气日晷又称“日规”，是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。漏刻,古代的一种计时工具3、天文测量（1）张衡的水运浑象仪、地动仪和地圆见解张衡——东汉时期伟大的科学家、文学家，对古代的天文学、地震学和机械力学作出了杰出的贡献，除了发明了水运浑象仪和地动仪外，传说他还制造过指南车、记里鼓车等，因其机械制造水平很高，被尊称为“木圣”。3、天体测量③张衡发明的地动仪①117年，张衡制造出大型天文计时仪器漏水转浑象仪。（东汉）张衡②认为地球是圆形的见解比西欧人早1000多年。浑天仪是铜铸的，内外有几层圆圈，都可转动。各层圆圈分别刻有赤道、黄道、南北极、二十四节气、二十八列宿，以及日月星辰的位置等，凡张衡所知道的天文现象都刻在上面。为了使“浑天仪”能自己转动，张衡设计了“滴漏”，用滴壶滴出来的水力作为浑天仪的动力，使其转动一周的速度和地球自转的速度相等。这样，人们坐在屋子里，便能从浑天仪上看到天体运行的情况了。地动仪是世界上最早的测量地震的仪器。地动仪内部的中央有一根竖立的都柱，都柱的重心高、支面小，因此稳定程度很小，受到轻微的振动就容易倾斜。当某地发生地