第6课 中国古代的科技思想与实践

教学重难点

重点：中国古代重要的科技成就

难点：中国古代在科技方面取得重大成就的原因和影响

教学内容

导入

李约瑟说：“中国文明在科学技术史上曾起过从来没有被认识到的巨大作用”，“在现代科学技术登场前十多个世纪，中国在科技和知识方面的积累远胜于西方”。你了解中国古代有哪些科技成果吗?中国古代科技高度发达的原因是什么?

一、天文学成就

(一)概况

中国古代在天文学方面成绩突出，逐渐形成了一套完整的古代天文学体系。

中国古代的天象观测在很长时间内处于前列。

★阅读提示★阅读本课教材时特别注意掌握我国古代在科技方面取得的领先于世界的成就，并在此基础上深刻认识我国对世界文明发展所做出的贡献。

(二)具体成就

1.天文学著作——《甘石星经》

成书于战国时期，是我国最早的一部天文学专著。书中的《石氏星表》测定了120多个恒星的位置，是世界上最早的星表。

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战国时齐人甘德作《天文星占》，魏人石申作《天文》，后人把这两部书合编起来，叫《甘石星经》。星表，是把测量出的若干恒星的坐标(常常还连同其他特性)汇编而成的。它是天文学上一种很重要的工具。我国古代曾经多次测编过星表。其中最早的是战国时期《甘石星经》中的《石氏星表》。其测绘者是魏人石申，时间大约在公元前四世纪。

2.天体测量

(1)秦汉时期，已经发明创制了浑仪。

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“盖天说”和“浑天说”：汉代对宇宙的构成问题主要有哪两种观点，一种是“盖天说”，认为天如盖，地如盘，天覆盖着地;一种是“浑天说”，认为天地都是圆的，天在外，地在内，地象蛋黄一样被天包在里面。后一种说法是两汉时出现的一种新学说，比较接近真实。“浑仪”就是依照“浑天说”理论创制，验证“浑天说”理论正确性的天文仪器。

(2)东汉科学家张衡发明了水运浑象仪，对浑天说得到承认起了重要作用。他关于地球为圆形的见解比西欧人早1000多年。张衡还发明了测定地震方位的地动仪，可以遥测到千量之外地震发生的方向，曾成功地测定出发生于陇西的一次地震。

(3)唐代著名天文学家僧一行与梁令瓒共同创制了黄道游仪，用它发现了恒星位置的变动，这在世界上是首次。一行还主持实测了子午线的长度，并制成了以水流为动力的水运浑象仪。

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太阳在天球上的“视运动”分为两种情形，即“周日视运动”和“周年视运动”。“周日视运动”即太阳每天的东升西落现象，这实质上是由于地球自转引起的一种视觉效果;“周年视运动”指的是地球公转所引起的太阳在星座之间“穿行”的现象。天文学把太阳在天球上的周年视运动轨迹，既太阳在天空中穿行的视路径的大圆，称为“黄道”，也就是地球公转轨道面在天球上的投影。

太阳在天球上沿着黄道一年转一圈，为了确定位置的方便，人们把黄道划分成了十二等份(每份相当于30°)，每份用邻近的一个星座命名，这些星座就称为黄道星座或黄道十二宫。这样，相当于把一年划分成了十二段，在每段时间里太阳进入一个星座。在西方，一个人出生时太阳正走到哪个星座，就说此人是这个星座的。黄道与天赤道有23度26分的交角(黄赤交角);黄道与天赤道的两个交点是春分点和秋分点。

(4)元代天文学家郭守敬制成了一种新型浑仪——“简仪”，突破了浑仪环圈交错不便观测的缺点，将环组分别架立，装置简便，而效用更广，具有实用、简便、灵巧的特点，比欧洲发明同类仪器要早300多年。郭守敬还主持了全国的天文和大地测量工作，测定黄道和赤道的交角值极其精确，受到世界天文学界推崇。

★要点点拨★天文仪器的进步，在一定程度上反映了天文观测水平的高超。

3.历法

郭守敬编制的《授时历》是我国古代最精密的一部历法。它以365.2425日作为一年，同地球绕太阳公转一周的实际时间只差26秒。

★要点点拨★中国古代天文学成就巨大的原因：

满足农业生产“授农以时”的需要，服务于农业生产;为封建王朝统一天下提供“授命于天”的依据，宣示政权的合理性、合法性;朝迁集中人力对天文历法实观测和研究，取得显著成就。

二、数学成就(以解决实际问题为主)

(一)先秦时期计算方法的改进

春秋时期，已经出现了九九乘法口诀——最晚在春秋末年，发明了度量衡——春秋战国时期，出现了筹算计算法(算筹是一种10多厘米长的竹棍，在元代出现珠算法以前，一直使用这种筹算法)

(二)汉朝时期的数学著作

1.成书于西汉时期的《周髀算经》包含有大量数学方面的内容，在世界上最先提出了“勾三股四弦五”这一勾股定理的特例。

2.东汉时期的《九章算术》，是一部数学专著，总结了周秦到汉代的数学成就。书中记载田亩面积和谷仓容积的计算方法，还总结了正负数加减运算、一元二次方程解法等当时世界上最先进的数学运算方法。《九章算术》的出现标志着我国古代以解决实际问题为主要内容、以算筹为计算工具、以当时世界上最先进的十进制记数系统来计算的古代数学体系的形成。

★要点点拨★

《周髀算经》含有数学方面的内容，而《九章算术》则是一部数学专著。中国古代数学正是从计算入手，发现了一系列的方法，因而把数学叫做“算术”，这也是与西方数学的差异之处，西方往往注重公理的推演，根据假设的条件进行推断，而中国侧重于实用和计算。

(三)魏晋南北朝时期对圆周率的精确计算

南朝宋、齐之际的祖冲之在刘徽割圆术的基础上将圆周率精确到小数点后第七位，在3.1415926到3.1415927之间，这一成果领先世界达1000年之久

三、古代农书

农业是古代决定性的生产部门，由于农业生产的状况直接关系到百姓生计和国家的兴衰存亡，因此历代统治者都把农业发展当作头等大事来抓，努力督促和组织农业生产。中国是一个古老的农业大国，农业尤其是种植业的发展是一切农业文明演进的物质基础。随着农业生产技术的发展，我国先后出现了下列各种农书：

(一)《齐民要术》

是我国现存的第一部完整的农书，作者是北朝的贾思勰。

全书共10卷，92篇，内容十分丰富，总结了我国北方劳动人民长期积累的生产经验，介绍了农、林、牧、副、渔业的生产方法，还提出了因地制宜、多种经营和商品生产等许多宝贵的思想。

★要点点拨★

中国是一个农业大国，在古代农业生产水平长期走在世界的前列。《齐民要术》等农书是对我国长期积累的生产经验的总结，同时也是我国古代农业生产发达、技术先进的反映。

(二)《农书》

元代王祯的《农书》，37卷，13万多字。重点放在生产工具的改革方面，其中《农器图谱》占全书篇幅的4/5，附有306幅插图。这部农书特别重视用机械代替简单工具，用水力代替人力和畜力，对提高生产力起到了极大推动作用。书中详细记载了冶金“水排”、水转大纺车、木活字和“转轮排字盘”等在世界范围内产生了深远影响的重大发明。

★要点点拨★

强调生产工具的改革，是王祯《农书》的突出特点。用机械代替简单工具，用水力代替人力和畜力的思想，能够有力地推动生产力的发展。

(三)《农政全书》

由明代徐光启编定，该书系统总结了历代农业、手工业积累的经验，并参照吸收西方自然科学知识，在博采古今农学大成的基础上有所创新，达到了传统农业科学的顶峰。全书共60卷，近60万字，分为农本、田制、水利、农器、农事等12门，包罗了农业及与农业有关的政策、制度、措施、工具技术等各种知识。徐光启也被誉为“中国近代科学先驱”。

★知识链接★

《农政全书》基本上囊括了古代农业生产和人民生活的各个方面，而其中又贯穿着一个基本思想，即徐光启治国治民的“农政”思想。贯彻这一思想正是本书不同于前代大型农书的特色之所在，前代农书，无论是《齐民要术》还是《农书》，虽然也都是以农本观念为中心思想，但重点在生产技术和知识，可以说是纯技术性的农书。

《农政全书》按内容大致上可分为农政措施和农业技术两部分，书中有关开垦、水利、荒政的内容占了全书将近一半的篇幅，这是前代农书所鲜见的。徐光启并没有因为着重农政而忽视技术，相反他还根据自己多年从事农事试验的经验，极大地丰富了古农书中的农业技术内容，这就使得《农政全书》成了一部名副其实的农业百科全书。

四、医药学成就

(一)中医学的成就

1.《黄帝内经》

编撰于战国，成书于西汉。是中国现存较早的一部医书，该书奠定了中医学理论的基础。

★阅读提示★

《黄帝内经》“奠定了中医学理论基础”的依据：中医学五大核心理论——阴阳五行说、脏象学说、经络学说、形神学说、天人学说都源于此书。

2.《伤寒杂病论》

东汉张仲景编著，论述了“望、闻、问、切”四诊法，成为中医临床医学的经典。张仲景也被后人称为“医圣”。

3.名医华佗

东汉人，精于方药针炙，擅长外科手术，发明了最早的麻醉药剂——“麻沸散”;此外，他还认识到生命在于运动的道理，发明了最早的体育保健体操——五禽戏(模仿虎、鹿、熊、猿、鸟的动作进行健身)。

★知识链接★

中医学与近代西方医学的不同点。西医是“头疼医头，脚疼医脚”;中医强调人的健康需要身、心、社会三才的统一，还强调个体与整个宇宙的和谐，中医的诊疗方法灵活多样。

(二)中药学的成就

中国古代药物学的最高成就就是明代李时珍的《本草纲目》。该书共52卷，190万字，全面系统地总结了中国16世纪以前的药物学成就。《本草纲目》创立了当时世界上最先进的分类法，体现了生物进化的思想，推进了世界生物学的发展，被誉为“东方医学巨典”。

★要点点拨★

《本草纲目》是几千年来祖国药物学的总结。这本药典，不论从它严密的科学分类，或是从它包含药物的数目之多和流畅生动的文笔来看，都远远超过古代任何一部本草著作。

五、古代科技的里程碑——四大发明

(一)造纸术

★问题探究★成语“学富五车”能让你联想到什么样的情况?

1.纸出现前的书写材料及其缺陷

中国古代起初把文字刻、铸在甲骨、青铜器上，后来更多使用竹木简和缣帛做书写材料。但是，竹木简太笨重，缣帛太贵，很难推广。

2.纸的发明过程

①西汉时，发明了植物纤维纸，但纸质粗糙，不适合书写。

②东汉时，蔡伦改进造纸术，制成适合书写的纤维纸。这种纸原料易得，绳头、乱麻、树皮、桑根、藤、苔、竹子、稻草、麦秆、布片都可以用做造纸的原料，并且纸张质地细腻，集中了缣帛与竹木简的优点，被时人称为“蔡侯纸”，成为人类文明史上一项重要发明。

★要点点拨★

造纸术是西汉发明的。蔡伦的重大贡献在于改进了造纸术，使造纸的原料易得，大大降低了造纸成本，为纸的推广与普及创造了条件。

(二)印刷术

1.雕版印刷术的发明

隋唐时期，我国发明了雕版印刷技术。世界上现存最早的有明确时间记载的印刷品是唐朝咸通九年(868年)印刷的《金刚经》。

★知识链接★

雕版印刷工艺过程如下：把硬度较大的木材创平、锯开，表面刷一层稀浆糊，然后把写好字的透明薄纸，字面向下贴在木板上，干燥后用刀雕刻出反向、凸起的文字，成为凸版。经过在版面上刷墨、铺纸、加压后，便得到了正写的文字印刷品。

2.活字印刷术的发明及改进、传播

北宋时期，平民毕昇发明了活字印刷术，它的作用是节省了印刷费用，大大提高了印刷效率。

★知识链接★

活字印刷排版时用两块带框的铁板，板上铺一层松脂、蜡、纸灰的混合物。先将泥活字依据需要排在一块板上，用火烤板底，混合物遇热熔化，再取另一铁板将字压平，待混合剂凝固，就可以印刷了。另一铁板接着排字，两版交替使用。第一版完后，再加热熔化药剂，将活字取下，另行排新字。

毕昇发明的活字是用胶泥刻成单个反体字烧制而成的，此后，又出现了木活字，到13世纪出现了金属活字。13世纪中期，活字印刷术传到朝鲜，以后又从西域传到欧洲。

★要点点拨★

造纸术和印刷术的发明，有力地推动了文化的传播，成为人类文明发展的强大动力。造纸术和印刷术，是我国对世界文明发展做出的突出贡献。

★阅读提示★回顾中学语文教材中的《活板》一课的课文，了解毕昇活字印刷技术的主要特点。

(三)火药

1.发明及应用

唐代，人们在炼制“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。最早关于火药的记载见于孙思邈著的《丹经》，称作硫磺伏火法。

唐朝末年，火药用于战争。五代和宋朝时，火药还广泛应用于狩猎、开山、采石和火器。当时的火器主要有火炮、火箭、火蒺藜、突火枪等，威力巨大。

2.传播及影响

14世纪初，火药由阿拉伯人传入欧洲，在西方社会产生巨大震动。

★问题探究★火药在唐朝末年就用于战争。五代宋元时，已经广泛应用于各个领域。为什么到清朝时期，中国的火药武器却远远地落后于世界?

——解答此问题，可以参考本书第18课“综合探究：破解‘李约瑟难题’”的有关内容。可以在探究“破解‘李约瑟难题’”的过程中完成。

(四)指南针

1.发明及应用

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的磁体的指南针，并应用于航海。

2.传播及影响

13世纪，指南针传入西欧，在地理大发现中起了重要作用。

★问题探究★我国古代的四大发明对世界的影响是什么?

我国古代的四大发明，传入欧洲以后，对欧洲社会和文化的发展作出了伟大贡献。造纸术、印刷术，促进欧洲文化的发展，推动了文艺复兴和宗教改革;火药在欧洲的应用与发展，推动世界从冷兵器时代进入热兵器时代，使封建统治阶级日益衰落;指南针的使用，使西欧人开辟了新航路，西方用殖民征服的方式开始将世界联结成一个以资本主义为主导的整体。西欧率先进入近代社会，整个世界在其推动下，逐步从古代向近代演变。(注意比较四大发明传入欧洲和欧洲社会开始转型的时间)