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1、古代中国的发明和发现古代中国的发明和发现奇瑞自主研发奇瑞自主研发的高性能汽车的高性能汽车夏新自主设夏新自主设计的笔记本计的笔记本中国自行生产中国自行生产的雷石的雷石6精确制精确制导炸弹导炸弹中国自主研发的中国自主研发的l15新型高教机新型高教机专题二专题二 古代中国的科学技术与文化古代中国的科学技术与文化 一一 中国古代的科学技术成就中国古代的科学技术成就走进中国古代科技博物馆走进中国古代科技博物馆第一展厅第一展厅 第三展厅第三展厅 第二展厅第二展厅 第四展厅第四展厅 远古和秦朝，人们把文字书写在什么材料上？远古和秦朝，人们把文字书写在什么材料上？龟甲、兽骨竹龟甲、兽骨竹简、木牍简、木牍陶器、
2、青铜器陶器、青铜器铁器铁器缺点：书写比较麻烦，而且缺点：书写比较麻烦，而且不易携带不易携带布、布、帛帛书书 写、携带都方便，但是价写、携带都方便，但是价格昂贵，不适合广泛使用。格昂贵，不适合广泛使用。哪种材料能克服这些缺点呢？哪种材料能克服这些缺点呢？甘肃天水放马滩出土的西汉时期的纸蔡伦和造纸术蔡蔡伦 东汉桂阳（衡阳耒阳）人，字敬桂阳（衡阳耒阳）人，字敬仲。和帝仲。和帝时，为中常侍，曾任主管制中常侍，曾任主管制造御用器物的尚方令。他造御用器物的尚方令。他总结西西汉以以来用麻来用麻质纤维造造纸的的经验，改，改进造造纸技技术，采用，采用树皮、麻皮、麻头、破布、旧、破布、旧鱼网网为原料造原料造纸，于
3、元，于元兴元年元年(公元公元105年年)奏奏报朝廷，安帝元初元年（公元朝廷，安帝元初元年（公元114年）封年）封龙亭候。亭候。时有有“蔡候蔡候纸”之之称。后称。后汉书.蔡蔡伦传:“自古自古书契，契，多多编以竹以竹简；其用；其用缣帛者，帛者，谓之之为纸。缣贵而而简重，并不便于人。重，并不便于人。伦乃造意，乃造意，用用树肤、麻肤、麻头及敝布、及敝布、鱼网以网以为纸。”后世后世传为我国造我国造纸术的的发明人。明人。其其过程大致可程大致可归纳为四个步四个步骤：第一是原料的分离，就是用：第一是原料的分离，就是用沤浸或蒸煮的方法浸或蒸煮的方法让原料在碱液中脱胶，并分散成原料在碱液中脱胶，并分散成纤维状状；
4、第二；第二是打是打浆，就是用切割和捶，就是用切割和捶捣的方法切断的方法切断纤维，并使，并使纤维帚化，帚化，而成而成为纸浆；第三是抄造，即把；第三是抄造，即把纸浆渗水制成渗水制成浆液，然后用液，然后用捞纸器（篾席）器（篾席）捞浆，使，使纸浆在在捞纸器上交器上交织成薄片壮的湿成薄片壮的湿纸；第四是干燥，即把湿第四是干燥，即把湿纸晒赶或晾干，揭下就成晒赶或晾干，揭下就成为纸张。东汉纸东汉末年，山东人左伯，东汉末年，山东人左伯，就是一个以造纸精美而就是一个以造纸精美而闻名，当时的书法家都闻名，当时的书法家都十分推崇左伯的纸，这十分推崇左伯的纸，这就是说，在东汉末年，就是说，在东汉末年，造纸技术已经超过
5、了蔡造纸技术已经超过了蔡伦的造纸。伦的造纸。n指南针和方向测定技术指南针和方向测定技术n指南针，是利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制作的指指南针，是利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制作的指向仪器。指南针大约出现在战国时期。向仪器。指南针大约出现在战国时期。n最初的指南仪器称作最初的指南仪器称作“司南司南”，是将天然磁石经人工琢磨后，是将天然磁石经人工琢磨后制成的，样子如同一只圆底的勺。它在平滑的盘上自由旋转，制成的，样子如同一只圆底的勺。它在平滑的盘上自由旋转，静止的时候，勺柄就会自然指向南方。韩非子中提到过静止的时候，勺柄就会自然指向南方。韩非子中提到过这种这种“司南司南”。司南由青铜地
6、盘与磁勺组成。地盘内圆外方，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中心圆面下凹；圆外盘面分层次铸有1010天干、天干、十二地支、四卦，标示十二地支、四卦，标示2424个方位。磁勺是用天个方位。磁勺是用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为N N，勺勺尾为尾为S S，静止时，因地磁作用，勺尾指向南方。静止时，因地磁作用，勺尾指向南方。 古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就能指南北。东晋的崔豹在古今注中曾提到能指南
7、北。东晋的崔豹在古今注中曾提到这种这种“指南鱼指南鱼”。 沈括在梦溪笔谈的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象：沈括在梦溪笔谈的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象：“以磁石摩针锋，则锐处常指南，亦有指北者，恐石性亦不以磁石摩针锋，则锐处常指南，亦有指北者，恐石性亦不，南北相反，理，南北相反，理应有异，未深考耳。应有异，未深考耳。”这是说，用磁石去摩擦缝衣针后，针锋有时指南，也有这是说，用磁石去摩擦缝衣针后，针锋有时指南，也有时指北。从现在的观点来看，磁石都有时指北。从现在的观点来看，磁石都有N和和S两个极，磁化时缝衣针针锋的方两个极，磁化时缝衣针针锋的方位不同，则磁化后的指向也就不同
8、。但沈括并不知道这个道理，他真实的记录位不同，则磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道这个道理，他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。关于磁针的装置方法，沈括介绍了四种方法：关于磁针的装置方法，沈括介绍了四种方法：1.水浮法水浮法将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向。将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向。2.碗唇旋定法碗唇旋定法将磁针搁在碗口边缘，磁针可以旋转，指示方向。将磁针搁在碗口边缘，磁针可以旋转，指示方向。3.指甲旋定法指甲旋定法把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑，磁针可
9、以旋转自如，把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑，磁针可以旋转自如，指示方向。指示方向。4.缕悬法缕悬法在磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕丝，挂在没有风的地方，就可以在磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕丝，挂在没有风的地方，就可以指示方向了。指示方向了。火药火药火药是我们祖先发明的，距今已有一千多年了。火药的研究开火药是我们祖先发明的，距今已有一千多年了。火药的研究开火药是我们祖先发明的，距今已有一千多年了。火药的研究开火药是我们祖先发明的，距今已有一千多年了。火药的研究开始于古代炼丹术，古人为求长生不老而炼制丹药，炼丹术的目始于古代炼丹术，古人为求长生不老而炼制丹药，炼丹术的目始于古代炼丹术，古人为求长生不
10、老而炼制丹药，炼丹术的目始于古代炼丹术，古人为求长生不老而炼制丹药，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，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，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，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。恩格斯高度评价了中国在火药发明中最后导致了火药的发明。恩格斯高度评价了中国在火药发明中最后导致了火药的发明。恩格斯高度评价了中国在火药发明中最后导致了火药的发明。恩格斯高度评价了中国在火药发明中的首创作用：的首创作用：的首创作用：的首创作用：“ “现在已经毫无疑义地证实了，火
11、药是从中国经现在已经毫无疑义地证实了，火药是从中国经现在已经毫无疑义地证实了，火药是从中国经现在已经毫无疑义地证实了，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。牙传入欧洲。牙传入欧洲。牙传入欧洲。” ”火药的发明大大的推进了历史发展的进程，是火药的发明大大的推进了历史发展的进程，是火药的发明大大的推进了历史发展的进程，是火药的发明大大的推进了历史发展的进程，是欧洲文艺复兴的重要支柱之一。欧洲文艺复
12、兴的重要支柱之一。欧洲文艺复兴的重要支柱之一。欧洲文艺复兴的重要支柱之一。中国是世界上最早发明火药的国家中国是世界上最早发明火药的国家我国古代发明的黑色火药是一种低级炸药，它的爆炸能力和自我国古代发明的黑色火药是一种低级炸药，它的爆炸能力和自动燃烧的速度，都远远赶不上近代的高级炸药。近代的高级炸动燃烧的速度，都远远赶不上近代的高级炸药。近代的高级炸药是用硝化纤维和硝化甘油等做的，和黑色火药并不相同，可药是用硝化纤维和硝化甘油等做的，和黑色火药并不相同，可是它们都是从我国古代的黑色火药发展来的。是它们都是从我国古代的黑色火药发展来的。据说成书于汉代的神农本草经中，硫磺、硝石都被列为重据说成书于汉
13、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，为火药的发明要的药材。对炭、硫、硝三种物质性能的认识，为火药的发明准备了条件。东晋葛洪的抱朴子准备了条件。东晋葛洪的抱朴子仙药中已经提到仙药中已经提到“火药火药”。火药的应用火药的应用（1）唐末火药开始用于军事）唐末火药开始用于军事（2）北宋时火药已广泛在军事上使用，）北宋时火药已广泛在军事上使用，东京设立东京设立“广备攻城作广备攻城作”，制造火药和，制造火药和火器；宋仁宗时成书的武经总要记火器；宋仁宗时成书的武经总要记载了许多火器的制作方法。载了许多火器的制作方法。（3）南宋时发明了）南宋时发明了“突火枪突火枪”
14、，管形火器，管形火器的出现，开创了人类作战史的新阶段。的出现，开创了人类作战史的新阶段。（4）元代火器进一步发展。）元代火器进一步发展。（5）明代火器）明代火器明代架火战车明代架火战车长长120、宽、宽52、高、高87厘米。这是一种厘米。这是一种独轮车装载火箭的战车，前有绵帘，独轮车装载火箭的战车，前有绵帘，需要时可放下挡铅弹，车两侧设置六需要时可放下挡铅弹，车两侧设置六筒火箭，计筒火箭，计160支，火铳支，火铳2支，长枪支，长枪两支，此车由两人操作。两支，此车由两人操作。架火战车架火战车既有类似现代火箭炮威慑敌人的齐射既有类似现代火箭炮威慑敌人的齐射火力和快速转移的机动性等特点。又火力和快速
15、转移的机动性等特点。又具备现代战车在火力、机动性和防护具备现代战车在火力、机动性和防护方面的一些基本性能，因此它在兵器方面的一些基本性能，因此它在兵器发展史上占有重要地位，也是我国在发展史上占有重要地位，也是我国在火箭炮方面的杰出创造之一。火箭炮方面的杰出创造之一。铜火铳铜火铳明朝时创造了早期的自动爆炸的地明朝时创造了早期的自动爆炸的地雷、水雷和定时炸弹，这些都是世雷、水雷和定时炸弹，这些都是世界最先进的。界最先进的。在印刷术发明前，人在印刷术发明前，人们用手抄书，既费时们用手抄书，既费时耗力，又易出错。到耗力，又易出错。到隋唐时期，人们从印隋唐时期，人们从印章和拓石中受到启发，章和拓石中受到
16、启发，把字雕刻在木板上，把字雕刻在木板上，使它成为反的凸字。使它成为反的凸字。然后刷上墨，铺上纸，然后刷上墨，铺上纸，一张一张地就印成了，一张一张地就印成了，它大大方便了文化地它大大方便了文化地传播。传播。印刷术的发明、发展印刷术的发明、发展雕版印刷术雕版印刷术雕版印刷术的样板雕版印刷术的样板用雕版印刷术印制出的金刚经用雕版印刷术印制出的金刚经19001900年在甘肃敦煌县千佛洞发年在甘肃敦煌县千佛洞发现的藏书中有一卷雕板印刷的现的藏书中有一卷雕板印刷的金刚经，其末尾题着金刚经，其末尾题着“咸咸通九年四月十五日王玠为二亲通九年四月十五日王玠为二亲敬造敬造”一行字。咸通九年，即一行字。咸通九年，
17、即公元公元868868年。这是目前世界上发年。这是目前世界上发现的有确切日期的最早的印刷现的有确切日期的最早的印刷品。这书的形式是卷子，长约品。这书的形式是卷子，长约1 1丈丈6 6尺，由尺，由7 7个印张粘接而成。个印张粘接而成。最前面是一幅扉画，画的是释最前面是一幅扉画，画的是释迦牟尼在孤独园说法的情景。迦牟尼在孤独园说法的情景。其余印的是金刚经全文。其余印的是金刚经全文。这个卷子图文都非常精美，雕这个卷子图文都非常精美，雕刻的刀法细腻，浑朴凝重，说刻的刀法细腻，浑朴凝重，说明当时刊刻印刷的技术都达到明当时刊刻印刷的技术都达到了相当纯熟的程度。了相当纯熟的程度。大英博物馆所收藏的大英博物馆
18、所收藏的金刚经是最引人注目的金刚经是最引人注目的海外中国流失文物之一，海外中国流失文物之一，价值价值1.96万元的康熙手书写金版金刚经万元的康熙手书写金版金刚经它于它于1900年被英国年被英国人斯坦因从敦煌所人斯坦因从敦煌所骗购。印刷于公元骗购。印刷于公元868年的金刚经年的金刚经被认为是世界上被认为是世界上保存的最早的有明保存的最早的有明确日期的雕版印刷确日期的雕版印刷品。品。印刷术的进步印刷术的进步到北宋时期已拥有一大批雕版高到北宋时期已拥有一大批雕版高手。北宋庆历年间（手。北宋庆历年间（1041-1048年）年），平民毕升发明了泥活字印刷术。，平民毕升发明了泥活字印刷术。这是世界印刷技术
19、的伟大革命，这是世界印刷技术的伟大革命，极大提高了制版效率，有力推动极大提高了制版效率，有力推动了我国的图书出版事业。了我国的图书出版事业。泥泥活活字字板板 泥泥活活字字的的工工艺艺经济、省时省力、方便灵活经济、省时省力、方便灵活发现错误还可以改动。发现错误还可以改动。对比活字印刷与雕版印刷，体会毕升的创新“新”在哪里？两个两个“变变”：变死字为活字变死字为活字,变死版为活变死版为活版版 转轮排字盘。此盘是元代王祯设计发明的，用於排放活转轮排字盘。此盘是元代王祯设计发明的，用於排放活字字模。字盘为圆盘状，分为若干格，活字字模依韵排列字字模。字盘为圆盘状，分为若干格，活字字模依韵排列在格内。下有
20、立轴支承，立轴固定在底座上。排版时两人在格内。下有立轴支承，立轴固定在底座上。排版时两人合作，一人读稿，一人则转动字盘，方便地取出所需要的合作，一人读稿，一人则转动字盘，方便地取出所需要的字模排入版内。印刷完毕後，将字模逐个还原在格内。字模排入版内。印刷完毕後，将字模逐个还原在格内。 明明清清时时出出现现了了铜铜铅铅铸铸的的金金属属活活字字中国古代中国古代“四大发明四大发明”的科学成就和文化影响的科学成就和文化影响 火药火药 造纸术造纸术指南针指南针活字印刷术活字印刷术为什么中国古代科技长期发达并世界领先？（1 1）政治：国家长期统一，社会稳定，较早确立封建制度）政治：国家长期统一，社会稳定，
21、较早确立封建制度（2 2）经济：生产力的持续发展）经济：生产力的持续发展（3 3）对外：清朝以前，长期实行对外开放政策）对外：清朝以前，长期实行对外开放政策（4 4）文化：教育的发展，培养大批人才、）文化：教育的发展，培养大批人才、（5 5）中华民族富于智慧和创新精神）中华民族富于智慧和创新精神鲁迅在电的利弊中这样谈到中国人发明的文化：鲁迅在电的利弊中这样谈到中国人发明的文化：“外国用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，中国却拿来当饭吃。海，中国却用它看风水；外国用鸦片医病，中国
22、却拿来当饭吃。”中国科学界有个中国科学界有个“李约瑟难题李约瑟难题”，这个问题是研究中国，这个问题是研究中国古代科学技术史的英国人、汉学家李约瑟博士提出的。古代科学技术史的英国人、汉学家李约瑟博士提出的。既然中国古代科技那么发达既然中国古代科技那么发达, ,“为什么近代科学没有在为什么近代科学没有在中国产生而诞生于欧洲？中国产生而诞生于欧洲？”合作探究：合作探究：（1 1）封建专制空前强化，缺乏使科技创新的动力和机制）封建专制空前强化，缺乏使科技创新的动力和机制（2 2）八股取士和文字狱使文网严密，禁锢思想）八股取士和文字狱使文网严密，禁锢思想（3 3）闭关锁国政策使中西文化交流中断）闭关锁国
23、政策使中西文化交流中断根源：封建制度的阻碍根源：封建制度的阻碍明清时期中国科技落后于西方的明清时期中国科技落后于西方的原因是什么？原因是什么？取代了欧洲中世纪长期使用的羊皮纸和小牛皮纸，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。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。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。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
24、和宗教改革，促进了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。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。的进步作出了重大的贡献。造纸术：造纸术：火药：火药：指南针：指南针：印刷术：印刷术：四大发明的传播及意义四大发明的传播及意义研究性学习研究性学习：从历史的视角看东西方从历史的视角看东西方对古代科技的应用对古代科技的应用要求：要求：要求：要求：1 1 1 1、历史视角、历史视角、历史视角、历史视角 2 2 2 2、体现东西方文化的底蕴、体现东西方文化的底蕴、体现东西方文化的底蕴、体现东西方文化的底蕴 3 3 3 3、小组探讨完成，、小组探讨完成，、小组探讨完成，、小组探讨完成，2000200020002000字左右字左右字左右字左右
