中国古代的科学技术成就教案设计剖析

人民版普通高中课程标准实验教科书历史必修第三册

专题二古代中国的科学技术与文化

第一节中国古代的科学技术成就

一、教学目标：

[内容标准] 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。

[知识与能力]掌握中国古代科技进步的基础知识，了解中国古代科技成就的发展和演变过程，了解纸、指南针、火药和印刷术的发明史。了解、认识科学领域中的其他相关知识。了解科学技术进步给人类和社会发展带来的积极作用。充分利用图书馆、博物馆、互联网等资源，发展学生收集和处理资料信息和获得新知识的能力。

在学习过程中培养学生分析解决问题的能力及交流与合作的能力。培养和训练学生的科学态度、科学精神、科学价值观、科学的方法。全面提高学生科学素质，培养学生的创新精神和实践能力。

[过程与方法] 学生可以根据教科书及教师提供的相关材料，进行判断分析，善于从不同角度发现问题，主动探究问题的答案。学会运用阅读法、观察法、讨论法、推理法、概括法、实验法等来学习了解相关问题。

教师应该注重启发式教学，向学生展示大量历史材料的同时，要利用相关的教学资源引导学生学会收集、整理、运用相关的历史学习资料。注重引导学生积极参与，深入体验，主动探究，独立思考。能运用已学的知识和掌握的材料解释相关的现象，表达对社会和历史的想法和自己的观点。教师应随时关注并予以恰当的评价。

[情感、态度与价值观]

通过本课学习，了解和认识到中华民族的伟大智慧和对世界做出的巨大贡献。弘扬自强不息的民族精神，激发对祖国历史与科技文化的自豪感，逐步形成对国家、民族的历史使命感和社会责任感，培养爱国主义情操。树立为祖国现代化建设、人类和平与进步事业做贡献的人生理想。通过对科技知识的了解，及积极主动的观察、感受、体验，学习到坚韧刻苦的精神，踏实细致的作风。培养崇尚科学的精神，坚定科学的思想。

二、教学重点：

培养学生学习科学技术的兴趣和积极主动参与的意识；通过学习使学生掌握运用科技解决实际问题。

三、教学难点：

科学技术领域中的知识、资料等内容，科学技术从低级到高级逐步发展和进步的过程中哪些因素起了重要作用，都需要逐步引导学生理解；还要让学生认识到科学技术发展的双重性问题(如核技术正负两方面的作用)。

四、教学方法：

本课主要以教师讲解为主引导学生思考问题

五、课型：讲授新课课时：40分钟

六、教学手段：多媒体直观教具

七、教学过程:

（一）导入：

师：各位同学、我相信山寨这个词大家一定不陌生、在我们的现实生活中各种山寨产品可以说是层出不穷、甚至山寨有时候都成为了中国产品的代名词、这时就有人说了中华民族是一个没有创造力的民族、事实真的是这样吗？在坐的各位你们认为自己没有创造力吗？这显然不是。我可以负责任的告诉大家中华民族绝不是一个没有创造力的民族、这一点毋庸置疑。大家只要翻开我们的历史教科书就会明白这种说法只是对我们中国人创新能力的一种蔑视、我们大可不必为此感到自卑。好了这节课我们就来学习一下我国古代的科学技术成就、看一下中华民族是否真的没有创新能力。这节课呢我们主要从具体的科学技术成就（四大发明）和科学思想两个大的方面来学习。

（二）讲授新课：

师：刚才我和同学们说了我们这节课主要从两个大的方面来学习，还有同学记得我刚才说的是那两个方面吗？

生：略

师：嗯老师这里还有一个问题、刚才我们说到四大发明、那位同学告诉我一下四大发明指的是哪四种发明？

生：指南针、造纸术、印刷术、火药

师：嗯那现在就然我们按照教材的顺序来一一学习一下这四种伟大的发明，首先我们来看一下纸的发明。

造纸术发展历程：

师：我们说任何一种东西的发明都有其发明的必要性、那怎么来理解这个必要性呢、我们来看一看当时的背景。在秦汉时期主要以竹木简牍和丝织品作为书写材料，但是呢他们都存在一些无法克服的缺点:丝织品价格昂贵、难以普及，而竹

木简牍呢十分沉重、不便于流传、也不便于收藏，在这种情况下就很急需一种好的书写材料来来替代他们。正是在这种背景下蔡伦运用树皮、麻头破布和旧渔网制成了新的书写材料—纸这种纸被命名为蔡候纸、蔡伦也因此被封为侯。

师：老师有一个问题要提醒大家注意一下：据20世纪中叶以来在新疆、陕西、甘肃等地出土的麻质古纸，专家确认为西汉麻纸的片状纤维物，说明造纸术可能出现在蔡伦之前，而且可能与人们对纺织用麻的处理过程有关。但这些西汉麻质古纸上都没有发现可以辨识的书写文字，加上对化验分析结果解释不同，对西汉是否已出现了造纸术学术界尚有很大争议。

师：魏晋南北朝时期：纸的质量和产量提高，纸取代简牍成为主要的书写材料

师：《后汉书宦官列传蔡伦》是最早记录造纸术发明的文献记录;《天工开物》是关于造纸术最详细的记载。

造纸术的传播：

师：学习了纸的发明后我们来看一下造纸术是怎样传到欧洲的，这个问题有同学知道吗？

生：略

师：八世纪左右，阿拉伯人开始用中国的技术和设备造纸、之后造纸术传往欧洲、促进了社会进步和文明的发展。

造纸术的意义

师：了解了纸的发明之后我们来看一下它的意义; 造纸术的发明是中国古代最伟大的发明之一，也是人类文明史上一项最杰出的成就。

师：好接下来我们来看一下指南针和方向测定技术、那什么是指南针呢、谁能告诉我？

生：略

指南针的发展历程：

师：指南针是利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制成的一种指向仪器，它有多种形态、但他的工作原理都是相同的。最初的指南仪叫司南，大约出现在战国时期、战国时期，已发现磁石吸铁的现象，并用天然磁石制造“其柄指南”的“司南之勺”。《韩非子》中就提到过这种“司南”。

师：除了司南，在北宋军史学著作《武经总要》中还提到一种指南鱼就是把人造磁铁片做成鱼形，放在水面上指示方向。

师：经过长期的实践，人们发明了人工磁化的方法，造成了更高一级的磁性指向仪器。北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中记载了用磁石摩擦钢针制作指南针的技术。

师：南宋《事林广记》中，还介绍了当时民间流行的指南装置——木刻的指南鱼和指南龟。

师：清代：罗盘

指南针的传播

师：由于宋代期间与阿拉伯地区海上往来频繁，指南针在12世纪末13世纪初很快就由海路传到阿拉伯地区，其后又传到了欧洲。欧洲关于指南针的记载最早见于1190年。

指南针的意义：

师：现在我们来看看指南针的作用，大家想一想这种方向测定技术会具有哪些作用呢，产生了什么样的影响呢?

生：略

师：指南针应用于方向测定，对于军事和经济具有重要的作用，尤其是对于航海事业的发展意义特别重大。至晚在北宋后期，指南针已用于航海，南宋时，使用“针盘”导航。这种针盘还使用“浮针”，元朝发展成磁针和方位盘联成一体的罗经盘。指南针为也明代航海家郑和远航东非等地提供了条件。

师：就世界范围来说指南针的发明和应用为哥伦布发现美洲的航行和麦哲伦的环球航行提供了技术保证。

师：以上我们了解了我国古代造纸术的发明和指南针的发明、大家还觉得我们中华民族是没有创新能力的民族吗？

生:不是

师：嗯那接下来我们看一下我国古代火药的发明和使用。我想问大家一个问题、大家知道火药是怎样发明的吗？

生：略

火药的发展历程：

师：火药的发明其实很有意思、他与古人炼丹制药的长期实践有关。中国古代的

炼丹家在长期的炼制丹药过程中，发现硝、硫磺和木炭的混合物能够燃烧爆炸，由此诞生了中国古代四大发明之一的火药。

师：那么可能有的同学就会问了火药为什么会被称为“药”呢？这是由于它的主要成分硝石(硝酸钾)、硫磺是古代中医治病用的重要药材，（东汉《神农本草经》中记载）火药在发明之后亦被列为治湿气、避瘟疫、治皮肤病的药类，更重要的是火药的发明来自长期炼丹制药的实践，因而被称为药是十分自然的。

师：有没有哪位同学知道火药的主要成分呢？

生：略

师：木炭----商周时期硫磺---春秋战国硝石---春秋战国

师：东晋葛洪在《抱朴子-仙药》就提到过“火药”

师：那么在火药发明的早期它的主要用途是什么呢？人们发明了火药，很快在军事上发挥了它的作用。在北宋初年火药技术已较完备，并开始使用在军事方面。

(1)唐末至宋初的战争中，已经开始使用火药箭。

(2)北宋时除了火药箭外，唐福、石普还发明了火炮、火球、火蒺藜；《武经总要》记录了当时多种火药配方。

(3)明朝时创造了早期的自动爆炸的地雷、水雷和定时炸弹，这些火药武器在当时都是世界上最先进的。

火药的传播：

师：我们知道火药把人类由冷兵器时代带入了热兵器时代，那么火药是什么时候传入阿拉伯、传入欧洲的呢？

生：略

师：大约在8、9世纪时，中国火药的主要原料——硝石传到了阿拉伯、波斯等地。在12世纪后，阿拉伯等国的书上才提到硝石。阿拉伯人叫它为“中国雪”，波斯人则叫“中国盐”。欧洲人是在13世纪从阿拉伯人那里知道了火药，他们学会制造火药是在14世纪中期以后的事。

火药的意义：

师：改变人类作战的方式：冷兵器时代进入热兵器时代

对欧洲资产阶级革命的影响：成为资产阶级战胜封建势力的重要武器。

师：四大发明我们说了三个，现在我们来看看最后一个印刷术的进步。

师：我们知道活字印刷术大大提高了印刷效率，那请大家想一下、在没有发明活字印刷术之前我们的祖先是怎样做的呢？

生：（讨论回答）

印刷术的发展历程：

师：在印刷术发明之前，人们在进行文化学习时首先要互相传抄教材，这样做费时费力，而且容易出错。为了提高效率，避免抄错，汉灵帝的大臣蔡邕借图章的办法，把文章刻在石上，再涂上墨，然后用纸拓印就成为书了。这是最早的印刷术。但是，拓印有很大局限性，不仅费时费力，且难以存放保管。到了隋唐时期，随着经济、社会、文化等的迅猛发展，对印刷品的需求越来越大，石版拓印根本无法满足社会的需求。造纸和制墨等生产技术出现之后，逐渐发明了“刻版印刷术”(亦称“雕版印刷术”)。这种技术是把图文刻在木板上用水墨印刷。

师：在敦煌发现的《金刚经》经卷最后题有“咸通九年四月十五日”即868年是迄今所知世界上最早的有明确刊印日期的印刷品

师：直到宋仁宗庆历年间(1041—1048)平民毕升创造了活字印刷术，从根本上解决了雕版印刷的缺点。之后活字印刷术不断发展。元代王祯成功创制木活字、明代中期铜活字在江苏无锡、苏州、南京等地得到较多运用。

师：木活字----《旌德县志》

铜活字----《古今图书集成》

印刷术的传播：

师：波斯---西方

印刷术的意义：

师：印刷术是中国古代又一伟大发明。印刷术的发明对于文化、教育、科技的宣传普及，对世界的文明和进步，有不可估量的意义。

师：好了同学们第一个方面的内容到这里就结束了现在我们来看看第二方面---中国古代的科学思想。

中国古代科学思想：

1．进步性

(1)孔子提倡“多闻阙疑，慎言其余”；又说“知之为知之，不知为不知，是知也”。这些观点都是符合现代科学原则的。

(2)中国古代思想中讲究天人合一，尊重自然，重视完善人和自然的关系是有合

理意义的。

2．局限性

(1)儒家注重以社会人文问题作为论说的主题，对于自然的探求和技术的总结，没有给予充分的重视。

(2)比较重视总结实践经验，而轻视理论概括和抽象。

（三）情感升华

通过今天的学习我们知道我们的祖先是极具智慧的，他们曾经创造了举世瞩目的成就，长时间处于世界的最前沿，我们有理由为此感到骄傲，但我们不能永远只是为此而感到骄傲，我们需要的是再续辉煌。各位你们是我们民族的未来，你们任重道远。

（四）课程小结：

通过本节课的学习我们知道我国古代科技长期处于世界最前沿，那为什么会取得这样的成就呢，其次中国古代科技发展又呈现出怎样的特点呢（与西方近代科技相比），最后，到了明清以后我们的科技就长期落后与西方这又是为什么？这三个问题请大家下去认真思考。

古代科技发展的原因是什么？

提示：可以从政治、经济、文化传统、思想、对外和民族交流、科学家个人角度去分析。

1、源泉：我国古代人民积累的丰富的知识经验，成为了古代科技发展的源泉。

2、政治：中央集权制度为科技稳定的发展提供了条件。

3、经济：中国古代社会生产力的发展，这为科技的进步提供了经济基础。

4、政策：政府出于巩固统治的需要对科技也给予一定的关注。

5、教育：中国古代教育的发展，为科技的发展奠定了人才基础。

6、对外交往：中国古代对外交往的发展也使中国古代科技能吸收其他国家地区人民的智慧，得以进一步发展。

7、中国古代科学家探索精神是中国古代科技发展的重要因素。

中国古代科技发展的特点（与西方近代科技相比）

(l)．中国古代科技重经验，西方近代科技重实验。

中国古代科学从内容上看主要是应用科学，经验的终结，缺乏理论探索还处于对自然界各种现象的描述阶段即感性认识阶段，缺乏理性认识。而西方近代科学把系统观察和实验同严密的逻辑体系结合，形成以实验事实为根据的系统的科学理论。

(2)．中国古代科技重综合，西方近代科技重分析。

中国古代科技直接从现象中进行整体理论综合。只知其然，不知其所以然。西方近代科技善于分析法，把分析的实践上升到科学方法论的高度加以阐明，从而给近代科学理论提供有效方法和明确方向。

(3)．中国古代科技重实用，西方近代自然科学重理论。

中国古代科技实用性强，一般能直接满足人们的实际需要，却很少能用逻辑方法对这些经验

材料进行整理，作出理论概括和分析。西方近代自然科学重理论。

(4) 中国古代科技服务于农业，西方近代科技主要服务于工业

明清时期科技衰落的原因：

1、经济：到了封建社会后期，封建小农经济，限制了对生产力发展的需要，使科技的发展缺乏足够的动力；

2、政治：君主专制的加强

3．中国“重道轻器”的文化传统轻视科技发展

4．思想：明清时期的教育专制尤其是八股取士，使中国古代科技发展缺乏必要的人才

5、对外：封建统治者推行的“闭关锁国”政策，限制了对外交流，阻碍了中国古代科技的发展。

总之，封建制度的日益腐朽导致了中国古代科技在16世纪以后走向衰落

八板书设计

（一）四大发明

（二）中国古代的科学思想

九、教学反思