人教版必修3《第8课 古代中国的发明和发现》备课资料九江市一中 周明学时间：2012、9、18课程标准：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中国古代科技曾长期领先于世界为人类社会发展作出过重要贡献6—19世纪，中国科技成果占全世界的二分之一；19—20世纪中国科技成果占全世界的百分之一一、代表性成就——四大发明（文明古国的标志之一）“三大发明”（印刷术、火药、指南针）最早由16世纪英国哲学家培根提出，马克思认同四大发明”（加入造纸术）是19世纪英国传教士、汉学家艾约瑟提出的中国学者认为此“四大发明”不能代表古代中国的最高科技成就，提出了新“四大发明”之说——丝绸、青铜、造纸印刷和瓷器1、表现：（1）造纸术发明：西汉前期放马滩纸是世界上最早的纸，它是西汉初期文帝、景帝时期的纸，在1986年出土于甘肃省天水放马滩汉代墓葬区这片纸在出土时放在死者胸部，因墓内积水受潮，仅存不规则碎片放马滩纸是一幅麻质纤维纸地图，出土时黄色，现褪成黄间浅灰色，纸薄而平整软滑，最重要之处在於上有用细黑线绘制的山、河流、道路等图形，现存甘肃省博物馆改进：东汉105年蔡伦，废物利用——用树皮、废麻、破布、旧鱼网等，成本降低，便于推广，因此被封为龙亭侯，改进的纸人称“蔡侯纸”。
蔡伦的捣浆法才使纸业达到批量化、社会化的程度，所以有人认为是蔡伦发明了造纸术发展：魏晋南北朝纸成为最主要书写材料西晋左思作《三都赋》，一时间洛阳纸贵外传：唐代传入阿拉伯、欧洲、北非唐玄宗天宝十年（公元751年），大唐帝国和大食（阿拉伯帝国）发生战争，唐军败，好多唐朝的士兵被俘虏去了，这些士兵中有不少造纸工人，因此，我国的造纸方法也就传到了大食国大食国人就在撒马尔罕和其它一些城市里开办造纸厂，大量生产纸，并且把纸出口到欧洲各国去，当时欧洲各国所用的纸，都是阿拉伯人制造供应的意义：①是书写材料的一次伟大革命此前：甲骨、牛骨、青铜器、玉石器、竹木策等，其上刻字，影响到汉语的简约特点，联合国使用的英、法、俄、西班牙和中文五种文本，最薄的文本总是中文本；丝帛国外：羊皮、小牛皮②为人类文化发展作出贡献有利于文化的保存、传播、交流和普及2）印刷术（以往手抄，效率低，抄错，抄漏）雕版印刷术：在版料上雕刻图、文来印刷的技术（从印章、石刻中得到启示）发明：隋朝（起源时间有7说，最早汉代，最晚北宋）黄金时代：宋代（依据：其一出现套色印刷技术其二用纸、用墨、用字讲究，校阅精准，校阅即审阅校订书刊内容，如宋刻本，世界上最昂贵的书。
明清即有“一页宋版，一两黄金”之说，目前宋刻本依然“按页论价”，一般每页底价一万元人民币见页37《九章算术》书影，刘徽注本，属于宋刻本书影即显示书刊的版式和部分内容的印刷物其三，出现宋体字，起源于宋代雕版印刷时通行的印刷字体，字形方正，横平竖直，横细竖粗，起落笔有棱有角，结构严谨，整齐均匀，有舒适醒目之感，今天成为汉字文化圈主流的印刷字体）雕版印刷三阶段：一是单版单色印刷早期印刷品是以墨汁为着色剂的单色印刷品一是单版多色印刷多色方法：手工填彩，但需逐张处理，费时间费人力；单版多色印刷，不同色料刷在同一印版，但各色交接处易渗而变色一是多版多色印刷又称套色印刷，以大小不同的几块印版，分别涂上不同色料，再分次印于同一纸上，每次只印一种颜色，干后再印另一颜色版材：枣木、梨木、梓木等取材方便、纹理细密、木质坚硬的木材（百姓所说的“硬杂木”），枣木和梨木内含糖分，容易被虫蛀损，不利于长期保存，是其缺点树木的名称作为雕版印刷的代称，如：书稿完成交付刻印称为“付梓”；书籍的刻印发行称为“梓行”；“交付梨枣”就是交付刻印；“灾梨祸枣”就是乱刻乱印那些有害无益的书2006、8央视的“百家讲坛”北师大附中纪连海老师讲到纪晓岚编纂《四库全书》之事，提到了当时乾隆皇帝收集民间藏书的上喻，原文是：“择其中罕见之书，有益于世道人心者，寿之梨枣，以广流传。
对其中的“寿之梨枣”，纪是这样解释的：也就是政府给予奖励，给几个能买“三瓜两枣”的小钱圣旨中的“寿之梨枣”，它的意思应该是“刊印成书，流传后世，长期保存”陈旭麓教授挽谢天佑教授联：一书方梓行，一书成断简，才未尽也呕心死；午夜传病讯，午夜惊噩耗，去何速耶挥泪哀雕版印刷存在明显缺点：第一，刻版费时费工费料，第二，大批书版存放不便，第三，有错字不容易更正活字印刷术：方法是先制成单字的阳文反文字模，然后按照稿件把单字挑选出来，排列在字盘内，涂墨印刷，印完后再将字模拆出，留待下次排印时再次使用时间：11世纪中期发明者：平民毕昇（毕升原来可能是一个雕版刻字工，进而发明了活字术当木印版雕刻成了之后，发现有错字、漏字，如何补救？这种工艺失误问题，不但古代有，今天也仍然有损失最小的解决办法，就是挖掉错字，另刻一枚单字嵌补进印版里同样，印量较大或存放后再用的印版，会有掉缺笔画、版面开裂、甚至虫蛀鼠啃的损坏，也采取挖洞补字的修整工艺这是从整版雕刻到有意识地单活字雕刻的工艺发端，进而发展成为专门刻出不同的单活字，这就是发明新兴印刷技术的思想意识引擎布衣毕昇极有可能就是版刻的技术工匠，在他的工作实践里，产生了由雕版补字到活字排版的思想意识飞跃）标志：泥活字的发明（毕升的方法是这样的：用胶泥做成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）优点：理论上经济、便捷古代活字印刷术为什么未能取代雕版印刷术？北宋就出现了活字印刷，但是雕版印刷却一直是古代（直到明清时期）印刷的主流，也就是说，古代活字印刷术未能取代雕版印刷术。
据统计，清末版本目录《增订四库简明目录》共著录历代书籍七千七百四十八种，约计不同版本两万部，其中活字印本只有二百二十部，约占总数的百分之一强在古代中国商品经济不发达的自然经济环境里，活字印刷的技术优越性不易表现出来，因而活字印刷术在古代中国未能取代雕版印刷术雕版印刷和活字印刷的优缺点比较：雕版精美，可文可图，文字可阳可阴，活字排版方式不容易实现，文人墨客普遍喜欢雕版印刷品；雕刻印版是整块的印版，规矩性好，在印刷过程里不易变形走样，印本质量平稳、好，印版寿命较长而古代的活字版，要用粘药来固版（毕升法），或者以竹片嵌镶字间和字行的缝隙活字版总体规矩性不如雕刻印版，在其后的印刷里容易松动走位，影响印品质量雕刻版便于保存，便于多次少量印刷，适应了古代中国的印刷商品经济状况雕版印刷适用于同品种、多批次，每次少批量的商业性（书坊）印刷，商品图书的市场主要是面向知识分子文化人，这个人群在社会总人口里的比例很小，对商品图书的需求量虽然不绝于时，然而每个时间断面上对某种图书的需求量仍然不是大量，比如经书，刻制好一套印版，印书出售，售完再印，无疑比活字版无法保存印版，有较大的优越性活字排版还要求排字工匠必须识字，因为古代书面语和口语的不一致，排字工还必须读得懂文言文。
但是，在古代中国，读书人愿意来当这个排字工匠吗？科举落第的读书人可以去当塾师先生，可以去当帐房先生，可以去当抄书和写书稿的经生，但是肯轻易去当排字工匠吗按照王祯在《造活字印书法》里的讲述，排字时一人念书稿，一人检字排字，那么活字排版对读书识字的技工要求数量更多排字技工普遍乏人，也因此人工费用高，恐怕也是古代活字排版不能顺利发展取代雕版的重要因素活字版在印后拆版，必须把各活字归位到贮字处以利再用活字归位，是雕版印刷里所没有的印后工序，是一个很繁琐的工作以至于在现代的铅活字印刷工业技术里，宁愿把拆了版的铅活字重新融化铸字，而不愿分字归位再用——在铅活字版拆散之后，其中的铅空、铅线都可以简易回收再用，而一大堆杂乱的活字却不易分字再用毕升最初的泥活字版采用粘药来固版，拆版以后清除活字身上的残留粘药，也是颇为烦难的事情如果是字母文字，就比较简单一些1440年左右，约翰内斯·古腾堡将当时欧洲已有的多项技术整合在一起，发明了铅字的活字印刷，很快在欧洲传播开来，实质上推进了印刷形成工业化参见王建新、李凡《活字印刷术：在中国与欧洲的不同命运》，《国际新闻界》1996年第3期 有些图书需要名家字体，要把名家字体转变为活字的字体式样，比在雕版上困难，特别是在泥活字上再现名家字体更难。
聘请书写高手，仿照名家字体风格写版雕刻，技术上容易实现在手工时代和手工业时代，雕版印刷术比活字印刷术简单易行，更容易满足自然经济环境里社会对图书的需求 （3）火药火药成分：硝石、硫黄、木炭这些时人作为治病的药物，故名“火药”，“着火的药”火药早期用于医药、治病，如治癣、杀虫等产生直接原因：火药的研究大约开始于战国炼丹术（近代化学的先驱），古人为求长生、不老、不死而炼制丹药，东汉与道家结合，炼丹术的目的和动机都是荒谬和可笑的，但它的实验方法还是有可取之处，最后导致了火药的发明丹药分内服和外用，内服毒性大被淘汰，外用至今有价值死于丹药中毒的名帝有：汉武帝、唐太宗、雍正帝唐末：开始用于军事宋朝：广泛使用火药，抵御辽、西夏、金火器：突火枪——用火药燃烧产生气体压力发射弹丸的竹管射击火器宋理宗开庆元年（公元1259），宋军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）这是世界第一种发射子弹的步枪火箭——用纸将火药包裹成筒状或球状，绑缚在靠近镞的箭杆上，使用时先点燃引线，然后用弓弩发射出去火炮——将火药球点燃后，用抛石机抛掷出去。
古人对火器的迷信、畏惧，可能超过现代人对核武器的畏惧，故被视为“神器”古人火器主要以纵火燃烧为主，较少注意火药膨胀的瞬间产生的巨大的爆发力4）指南针（判别方位的简单仪器）中国古代方位文化两个阶段：①天体定向或者天文定向阶段用天文学方法定位，昼观日影（立竿测影立竿测影，是古代中国天文学观测天体位置，勘定地体方位，划分节气，定立时刻制度不可或缺的方法之一怎样定四个方位？《周礼·冬官·考工记》、《周髀算经》都记载了：以表为圆心画出一个圆圈，并将日出和日落时表影与四周相交的两点记录下来，便可以通过连接两点的直线得到正东西的方向；线的中点，跟表本身的连线，就是正南和正北），夜观星象（观看北极星，地轴指向北极星，北极星最靠近正北的方位，是北方天空的标志只有北半球能观察，在观察者的正北方）缺点：不是全天候（全天候：包括所有复杂气象在内的各种天气的总称）②磁体定向阶段用磁学方法制成定向装置，先是司南，后是指南针人们在长期的实践中对物体磁性认识：由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解人们首先发现了磁石吸铁的性质后来又发现了磁石的指向性经过多方的实验和研究，终于发明了可以实用的判别方位的仪器。
地球是巨大的磁体，将天然磁铁矿石制成条状，使其自由转动，在地球磁场作用下，条状磁石的两端转动停止时，总是指向南北，无论站在地球的什么地方，它的正极总是指北，负极总是指南，以此理制成司南司南：战国时代发明，世界上最早的指南仪器静止时，勺尾指向为南《韩非子》中就有：“先王立司南以端朝夕端朝夕”就是正四方、定方位的意思《鬼谷子》中记载了司南的应用，郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向优点：全天候缺点：一是做工复杂，需要将整块磁石雕刻成勺状；二是准确性不高，磁勺在铜盘底上容易移动（无法固定在特定位置，须以手放在适当部位，再以手拨动使其旋转，是手动装置，不是自动指向方位）、容易被干扰磁勺（天然磁体不易找到，在加工时容易因打击、受热而失磁，所以司南的磁性比较弱，而且它与地盘接触处要非常。