第8课中国古代的发明与发现概要

第1课

发明和发现的国度第二单元古代中国的科学技术与文化高中新课标

人教版

必修（三)第一课"发明和发现的国度”一、走向世界的四大发明（1)四大发明：造纸术

指南针

火药

印刷术

纸的发明纸发明前的书写材料:龟甲、兽骨、青铜器、玉石器、竹木简、帛。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。

蔡伦改进造纸术蔡伦

（？--121年)东汉人

蔡伦改进造纸术

公元105年，蔡伦改进造纸术。制成了植物纤维纸，取代了竹木简和帛，为纪念蔡伦的功绩，人们把这种纸叫作"蔡侯纸”。

宋·指南针

司

南（战国)今天的指南针它于1900年被英国人斯坦因从敦煌所骗购。印刷于公元868年的《金刚经》被认为是世界上保存的最早的有明确日期的雕版印刷品。《金刚经》第一课"发明和发现的国度”一、走向世界的四大发明（1)四大发明：造纸术

指南针

火药

印刷术

（2)四大发明的传播及意义：材料1：中国人……造纸的知识随着阿拉伯人传入欧洲，1340年左右在意大利的法布里亚诺建立了第一个造纸的作坊。……这就为"知识普及”口号打开道路，标志着我们心目中所谓书籍的开端。——『德』利普斯《事物的起源》材料2：火药、指南针、印刷术——这是预兆资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸的粉碎，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最强大的杠杆。——马克思《机器、自然力和科学的应用》

思考:阅读下面材料,探究四大发明的传播及意义。

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。

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。

促进了远洋航行,迎来了地理大发现的时代。

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。

造纸术:火药:指南针:印刷术:

中国封建自然经济长期占统治地位,封建君主专制制度日益强化。

西方商品经济和资本主义萌芽发展很快,日益瓦解封建经济、封建制度。

探究:四大发明在中国和西方发挥的作用为什么不一样?第一课"发明和发现的国度”一、走向世界的四大发明（1)四大发明：造纸术

指南针

火药

印刷术

（2)四大发明的传播及意义：二、数学的突出成就——十进位值制和割圆术（1)十进位值制记数法的发明A.发明过程及方法B.地位和意义（2)圆周率的计算A.圆周率的概念B.圆周率计算的演进历史十进位值制:

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。马克思在他的《数学手稿》一书中称十进位记数法为"最美妙的发明之一”.算筹记数摆法甲骨文中的13个数字割圆术:《周髀算经》

西汉初期成书的《周髀算经》

中有"周三径一"的说发,后人称之为"古率".3世纪中期,魏晋时期的数学家刘徽首创割圆术,为计算圆周率建立了严密的理论和完善的算法。

祖冲之在数学上的杰出成就，是关于圆周率的计算．秦汉以前，人们以"径一周三"做为圆周率，这就是"古率"．后来发现古率误差太大，圆周率应是"圆径一而周三有余"，不过究竟余多少，意见不一．直到三国时期，刘徽提出了计算圆周率的科学方法--"割圆术"，用圆内接正多边形的周长来逼近圆周长．刘徽计算到圆内接96边形，

求得π=3.14，并指出，内接正多边形的边数越多，所求得的π值越精确．祖冲之在前人成就的基础上，经过刻苦钻研，反复演算，求出π在3.1415926与3.1415927之间．并得出了π分数形式的近似值，取为约率

，取为密率，其中取六位小数是3.141929，它是分子分母在1000以内最接近π值的分数．祖冲之究竟用什么方法得出这一结果，现在无从考查．若设想他按刘徽的"割圆术"方法去求的话，就要计算到圆内接16，384边形，这需要化费多少时间和付出多么巨大的劳动啊!由此可见他在治学上的顽强毅力和聪敏才智是令人钦佩的．祖冲之计算得出的密率，

外国数学家获得同样结果，已是一千多年以后的事了．为了纪念祖冲之的杰出贡献，有些外国数学史家建议把π=叫做"祖率"．祖冲之第一课"发明和发现的国度”一、走向世界的四大发明（1)四大发明：造纸术

指南针

火药

印刷术

（2)四大发明的传播及意义：二、数学的突出成就——十进位值制和割圆术（1)十进位值制记数法的发明A.发明过程及方法B.地位和意义（2)圆周率的计算A.圆周率的概念B.圆周率计算的演进历史三、天文学成就——赤道坐标和浑仪

古代中国的宇宙结构学说主要有三家：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”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。

第一课"发明和发现的国度”一、走向世界的四大发明（1)四大发明：造纸术

指南针

火药

印刷术

（2)四大发明的传播及意义：二、数学的突出成就——十进位值制和割圆术（1)十进位值制记数法的发明A.发明过程及方法B.地位和意义（2)圆周率的计算A.圆周率的概念B.圆周率计算的演进历史三、天文学成就——赤道坐标和浑仪（1)赤道坐标和黄道坐标（2)石申与《石氏星表》（3)古代中国观测天体坐标的工具——浑仪赤道坐标

古代中国文学家是以北极星为天球北极。因为北极星跟地理北极相对应,所以天球赤道就是地球赤道在天球上的投影。这套天文坐标体系叫赤道坐标。中国是最早使用赤道坐标的国家。

注：古代西方使用黄道坐标。（现代天文学用赤道坐标取代了黄道坐标。)

世界上最早用赤道坐标表示恒星位置的，是中国战国时期的天文学家——石申

代表著:《天文》

而《石氏星表》就是依据赤道坐标观测和记录恒星的科学结果，从而确立古代中国在星象观测方面的领先地位

。星表是研究天文的重要工具。《石氏星表》是世界上现存最古老的星表。

浑仪是我国古代测量天体位置的一种仪器,结构复杂,曾是世界上最先进的天文观测工具。郭守敬富有创造性地制造了简仪,简仪从复杂的环圈交错中解放了出来,简化了仪器的结构,比欧洲发明同类仪器要早300多年。

简仪郭守敬僧一行:世界首次算出子午线长度的人

僧一行在科学方面的贡献主要在天文仪器制造、大地测量、编制《大衍历》三个方面。僧一行1946年11月12日晚，在美国科学院大厅里，为款待中国天文学代表团，美国科学家弗里德曼发表了热情洋溢的欢迎词。他说："中国古代科学的伟大成就，我们美国人很难想象。那天文科学来说吧，中国有全世界最古老、最丰富、最完整的日月食、彗星、太阳黑子、新星……的记录。三四年前，天文仪器我们这里还是没有开化的原始森林，中国大陆上已经出现精美的和完善的历法……”我们的骄傲!第一课"发明和发现的国度”四、古代中国农学成就（1)混合选择法（2)人工杂交育种（3)《汜胜之书》和《齐民要术》

贾思勰是我国南北朝时期杰出的农业科学家。他编撰的《齐民要术》是一部内容丰富、规模巨大的农业生产技术著作,是我国古代"四大农书"之一,受到国内外专家的广泛重视和高度评价。

《齐民要术》分为10卷，共92篇，11万字；其中正文约7万字，注释约4万字。另外，书前还有"自序"、"杂说"各一篇，其中的"序"广泛摘引圣君贤相、有识之士等注重农业的事例，以及由于注重农业而取得的显著成效。书中内容相当丰富，涉及面极广，包括各种农作物的栽培，各种经济林木的生产，以及各种野生植物的利用等等；同时，书中还详细介绍了各种家禽、家畜、鱼、蚕等的饲养和疾病防治，并把农副产品的加工（如酿造)以及食品加工、文具和日用品生产等形形色色的内容都囊括在内。因此说《齐民要术》对我国农业研究具有重大意义。

《齐民要术》得到各类学家的高度评价。首先是农史学家称赞《齐民要术》使中国农学第一次形成精耕细作的完整的结构体系，它高度概括了农业耕种的精湛技艺，使农业有了更深的发展;其次是经济史学家，认为《齐民要术》是封建地主经济的经营指南，为其增加经济效益提供了有利的途径;再有食品史学家认为《齐民要术》在农产品加工、酿造、烹调、果蔬贮藏等方面也给出了很好的技巧，为这方面的工作者提供了理论依据。

总之,《齐民要术》一书是一部总结我国古代农业生产经验的杰出著作,是一部具有高度科学价值的"农业百科全书",是我国宝贵的科学文化遗产。

混合选择法是现代常用的选种方法混合选择法最早见于西汉农书《氾胜之书》另外一部重要的著作《齐民要术》（北魏贾思勰)人工选择——混合选择法注:中国是世界上最早掌握无性杂交嫁接技术的国家。

人工杂交人工杂交是人工创造生物新类型的一种方法.杂交分为有性杂交和无性杂交。第一课"发明和发现的国度”四、古代中国的农学成就（1)混合选择法（2)人工杂交育种（3)《汜胜之书》和《齐民要术》五、古代中国的医学成就（1)《黄帝内经》（3)针灸疗法（2)经络学说《黄帝内经》《黄帝内经》战国问世、西汉编订;中医学的奠基之作;提出经络学说;望、闻、问、切。

《黄帝内经》是一部集医理、医论、医方于一体的综合性著作，《黄帝内经》就被历代医家视作了无上的经典，成为从古至今中医学不可背离的"立医之本”。据考证，当时医学界许多有见地、医理精深的医学家还共同著成了《黄帝内经》、《黄帝外经》、《扁鹊内经》、《扁鹊外经》等七篇著作，都是非常完备而且见解高深医学宝典，这些医学典籍的问世标志着中医学的理论已经基本完善，从此，就形成了自成一格的中医学理论体系。由于历史的原因，至今我们能见到的只有一部《黄帝内经》了，另外六部著作已经遗失了，但从其内容和成就来看，的确非同寻常。很难想象，这样丰富知识含量和完备的理论体系，在当时却只占同等水平的医学理论著作的七分之一，中医学的丰厚底蕴令人惊叹。

《针灸疗法》

特点：不吃药，只在人体一定部位用针刺或火灼；

定义：针刺称"针法”，火灼称"灸法”，统称"针灸疗法”；

起源：远古新时期时代；

理论基础：经络学说。

针灸铜人《黄帝内经》和针灸疗法的历史意义:

形成完整独立，独特而博大精深的医学体系。

唐代医学家孙思邈曾绘制三幅大型彩图，分保把人体正面、背面、侧面的经脉画出来。但是，长期以来，不少外国学者对经络表示怀疑。我国当代医学工作者经过长期钻研，用事实证明了经脉的存在。这样又提出一个问题，在现代的技术条件下，验证经脉存在尚且如此困难，那么在两千多年前，我们祖先是怎么对经脉了如指掌的呢？在医学史上，这不能不说是一个奇迹!同时也是一个待解之谜。

历史纵横:第一课"发明和发现的国度”六、古代中国的建筑成就（1)典例：山西应县辽代木塔（古代，中国主要用砖瓦作为建筑材料，而西方主要用石料)太和殿中和殿世界上现存最高大的古代木结构建筑

位于应县佛宫寺内,后来寺庙毁损,仅留有这座木塔。该塔始建于辽,是我国现存最古老最高大的木结构塔,无论在建筑规模或建筑艺术上,都有特殊的地位,可以称得上是我国乃至世界古建筑中的一件珍品。

应县木塔塔高63米,共9层,登上塔顶,可以将整个县城的景致尽收眼底。木塔除底部为石质外,全部用木头建造,各层用内外两圈木柱支撑梁架,而木柱之间以不同规格的手法相连,组成各式各样的复梁式木架,这一结构既坚固,又美观。与国内其他名塔相比,应县木塔少了些雕饰,多了些质朴,虽然没有雕梁画栋,但其古朴端庄的外表、交错严谨的结构,同样令观者动容。第一课"发明和发现的国度”六、古代中国的建筑成就（1)典例：山西应县辽代木塔七、古代中国的航海造船业成就（1)古代中国造船业发展的历史：郑和宝船（2)郑和航海的定位术：牵星术利用天文导航（代表着15世纪初期的世界先进水平)采用"过洋牵星术”定位

中国早期航海就能运用日月星辰定位。郑和在前人的基础上，将这一导航术发展到"过洋牵星术”的新阶段。所谓"牵星术”是通过观测星星在海平面上的高度，来确定船队在纬度上所处的位置。郑和航海时"牵星”的主要星座是北极星。测定天体高度的仪器是牵星板，测星体高度以指、角为单位。一指为四角，今约合1.9度。《郑和航海图》中有四幅《过洋牵星图》。

郑和船队在越过赤道进入南半球后，则确立了老人星和南十字星座的正确位置。用它们作为参照点，就像利用北极星一样。

列表记忆古代重大科技成果小结:类别成果地位及意义四大发明造船术促进了欧洲文化的发展火药有利于摧毁封建城堡，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推动了文艺复兴和宗教改革，促进了思想解放和社会的进步数学十进位值制中国是世界上最早使用十进位值制的国家割圆术刘徽首创割圆术，为计算圆周率建立了严密的理论和完善的算法圆周率祖冲之算出小数点后七位数，并确定了约率和密率，在世界上领先了一千年天文历法赤道坐标中国是世界上最早使用赤道坐标的国家，《石氏星表》是世界上现存最古老的星表浑仪在望远镜发明前，是世界上最先进的天文观测工具列表记忆古代重大科技成果小结:类别成果地位及意义农学混合选择我们祖先很早采用，最早见于《氾胜之书》人工杂交杂交分有性杂交和无性杂