01
四大发明
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1、造纸术
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（1）纸张发明之前，中国人的书写材料是什么？这些书写材料有哪些特点？纸的发明和使用起了什么作用？
甲骨、金属器皿、竹简、木简、布帛…...
（2）我国甘肃天水放马滩汉墓出土的西汉纸地图，是现已发现的最早的纸。
（3）蔡伦改进蔡侯纸
公元105年，东汉蔡伦改进造纸术。制成了便于书写的植物纤维纸，取代了竹木简和帛，成为古代中国的主要书写材料。为纪念蔡伦的功绩，人们把这种纸叫作“蔡侯纸”。
原料：树皮、破渔网、 麻头„„
制造工艺：制浆——制纸——晾干
（4）作用：是书写材料的一次伟大革命，有利于文化的传播。造纸术传入欧洲后，结束了羊皮纸和小牛皮纸的时代，有力地推动了欧洲文化的发展。
【比一比】其他文明的书写材料
古代埃及----纸草纸，古希腊---羊皮纸，古巴比伦----泥板，古印度----树皮树叶
除了古代埃及的书写材料和我们的不相上下之外，其他的都落后于我们。
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2、印刷术
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（1）《金刚经》，它印刷于公元868年，于1900年被英国人斯坦因从敦煌骗购。被认为是世界上保存的最早的有明确日期的雕版印刷品。
（2）活字印刷书
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。
（3）外传
活字印刷术发明后，很快传入日本、朝鲜。向西传至西亚、北非一带，随后又传入了欧洲。1450年，德意志人古腾堡改良了中国的活字印刷术，形成金属活字印刷术。印刷术外传对欧洲影响很大，大大推动了文艺复兴运动和宗教改革，使欧洲更快地迈入近代社会门槛。马丁·路德曾称印刷术为“上帝至高无上的恩赐，使得福音更能传扬”。
【课外补充】雕版印刷，特别适用于同品种、多批次，每次少批量的商业性（书坊）印刷。比如小说，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。书坊，固然是商业化的书籍生产企业，但是古代中国的商品经济总体上微弱，而商品图书的市场又只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，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。现在，江苏扬州的广陵古藉刻印社集中保存了我国古代遗存的印刷雕版，其中明清版片有20多万片。但是，至今为止，还没有发现到古代活字印书版的遗存。扬州还建立了中国雕版印刷博物馆。古代印刷除了书坊印刷外（其产品在图书版本学里叫做“坊刻本”），还有政府部门（特别是学政机关）主持印书（称为“官刻本”，清代的最高级别版本是武英殿的“殿刻本”）、郡王自刻印刷（藩刻本，明代）、贵族富绅自刻图书（家刻本）。这些游离于商品图书市场之外的书本，往往对图书的外在形式和文字内容都有严格的要求，雕版术因其历史悠久技术成熟，比活字术更能得到精品书籍，得到了在非商品图书方面的优先而广泛的应用，为后世留下了大量精美的版刻图书。
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3、火药
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中国古代炼丹家最早发明了火药，（火药的起源与炼丹术有着密切的关系，是古代炼丹士在炼丹时无意中配制出来，至今已有一千多年历史）
到唐末，火药开始应用于军事。宋元时期各民族政权之间战争不断发生，火药在军事上的应用更为广泛。火药传至欧洲后，经欧洲人的进一步改进，使得冷兵器时代首先在欧洲结束了。
【拓展阅读】
火药的具体发明时间不可考证，但最早的记载见于唐代的医书或炼丹书之中，所以至少是在唐代(公元618~907年)之前发明的。中国发明的火药属于黑火药，黑火药的制造方法只是简单地将硝石，硫磺，木炭等几种天然物混和在一起，是一种混合物，属于物理范畴的制造方法。而且只是知其然不知其所以然的感性认识，经验主义的积累，中国古代一直都用阴阳五行来解释黑火药的原理（如宋应星《天工开物》）
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4、指南针
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在12世纪末和13世纪初由海路传入阿拉伯，然后传入欧洲。
【问题探究】
1、四大发明的意义（国内、国外）
（1）这些凝聚着古代中国人民无穷智慧的发明和发现，先后经陆上和海上丝绸之路传播到东亚、东南亚、西亚、非洲和欧洲，极大地促进这些地区生产力的发展。
（2）加速了西欧各国实现了从封建社会形态到资本主义社会形态的飞跃。西欧的发展遥遥领先于世界，从而奠定了它在近代世界史的中心地位，成为世界文明发展的火车头。
古代中华儿女曾经创造出辉煌灿烂的中华文明。西欧有一名谚：“中国人的头，阿拉伯人的口，法兰西人的手。”
理解：中国人利用自己的勤劳智慧创造了领先世界的科技成就，阿拉伯人在东西文化交流中起了桥梁的作用，欧洲人吸收和借鉴中国科技成就，并将之用于生产与社会实践。
【合作探究】
2、谈谈四大发明如何推动了人类文明的发展
培根说：“这三种东西曾改变了整个世界事物面貌和状态：第一种在文学方面，第二种在战争上，第三种在航海上。”
马克思在《机器、自然力和科学的应用》中说：“火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎，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。”
马克思指出中国的三大发明传到欧洲后，在欧洲封建社会向资本主义社会的转变起到了促进作用。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。
（1）造纸术的发明是书写材料的一次伟大革命，促进了欧洲文化的发展和人类文化的传播。
（2）古代印刷术的发明和改进促使欧洲制造了活字印刷机，推动了欧洲文艺复兴和宗教改革，促进了思想解放和社会进步。
（3）火药的发明推动了欧洲火药武器的发展，推动世界从冷兵器时代进入热兵器时代，促使骑士阶层日益衰落，使封建统治阶级日益衰落。并促进采矿业和金属制造业的发展。
（4）指南针的发明与应用，促进了远洋航行，使西欧人开辟了新航路，迎来了地理大发现的时代。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。
【合作探究】
3、16～18世纪四大发明在中国和西方命运的不同
材料 鲁迅在《电的利弊》中说道：“外国用火药制造子弹御敌，中国却用它做爆竹敬神；外国用罗盘针航海，中国却用它看风水；外国用鸦片医病，中国却把它拿来当饭吃”
（1）材料中鲁迅揭露了当时中国社会的什么问题？
旧中国的愚昧落后，古代先进科学技术的沦丧（中国古代先进科学技术未能充分发挥其推动社会进步的作用)。
（2）16～18世纪四大发明在中国和西方命运为什么会有不同？
利用资料分析探究， 16～18世纪西欧社会性质的根本性变化是四大发明重大影响的关键性因素。用历史比较的方法思考四大发明在中国和西欧发展命运不同的原因。
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；为巩固大一统封建专制统治的需要，古代统治者重视社会秩序和伦理道德的教化，不重视科学技术的发展，教育中缺乏自然科学教育的成分。
西方:商品经济的发展，资本主义萌芽的增长，重商主义，对外扩张等促进了西方科技的进步。
（3）指南针在近代西欧和中国的不同用途说明了什么？
科学技术能否产生巨大的经济效益和社会效益取决于社会环境。“社会环境”包括社会制度、社会条件、社会生产力的发展水平和社会对科学技术的认识等 。
（4）三项发明蕴含着资本主义发展因素吗？如何正确理解四大发明对西方所产生的作用？
马克思指出了中国的三大发明传到欧洲后，在欧洲从封建社会向资本主义社会转变中起了促进作用。在特定的条件下科技发明对历史发展产生重大影响。
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其他科技成就
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1、数学
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（1）《九章算术》约成书于东汉时期，采用十进位记数法，是当时最先进的应用数学专著。
特点：采用了当时世界上最先进的十进位值制记数法（被马克思称为人类“最美妙的发明之一”），汇集了许多算术命题。
地位：这些命题的解法采用了当时世界上最先进的运算方法，是当时世界上最先进的应用数学著作。
意义：标志着中国古代以计算为中心的数学形成了完整的体系，在世界数学史上占有重要地位。
（2）中国古代的计算工具:算筹，算盘——算筹记数摆法,甲骨文中的13个数字
“珠算”一词﹐最早见于汉代徐岳撰的《数术记遗》，其中有云：“珠算，控带四时，经纬三才。”明代商业经济繁荣，在商业发展需要条件下，珠算术普遍得到推广，逐渐取代了筹算。珠算是古代中国发明的最伟大的计算工具，是计算机出现以前最先进的计算工具。
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2、天文学
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（1）天文学产生发展的原因
我们的祖先为了满足采集、狩猎和农牧业活动的需要，通过观天象等方式逐渐积累天文学知识，萌生和发展了古代的天文学。
（2）成就
设置天象观测机构，天文观测记录（世界公认最悠久最系统），天文观测仪器：浑仪、简仪等。 《春秋》中记录的公元前770—前476年中的37次日食；《春秋》中记载的公元前613年“有星孛于北斗”是世界上公认首次的关于哈雷彗星的确切记录；战国魏人石申著《天文 》，用赤道坐标记录了八百多颗恒星的位置；西汉关于太阳黑子的记载被世界上公认为是有太阳黑子的最早记录；东汉张衡对月食做了最早的科学解释； 唐代《石氏星表》是世界上现存最古老的星表。
浑仪，上古时称璿玑玉衡，简称玑衡。浑仪是中国古代用于测量天体球面坐标的观测仪器。它是由一重重的同心圆环构成，整体看起来就像一个圆球。有资料表明，在公元前4世纪中叶，中国就已经使用浑仪观测天象了，比古希腊约早60年。浑仪是望远镜发明前世界上最先进的天文观测仪器。
简仪的创制是当时世界上的一项先进技术。欧洲直到三百多年之后才由丹麦天文学家第谷发明类似装置。郭守敬的简仪，在清康熙五十四年被传教士纪理安当作废铜熔化。现存为复制品。
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3、历法
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历法是天文学的分支学科，它是一种推算年、月、日的时间长度和它们之间的关系，制定时间的序列的方法。简单说来，就是为人们为了社会生产的需要而创立的长时间的记时系统。历法能使人类确定每一日在无限的时间中的确切位置并进行记录。
（1）历法发达的原因：
古代农业发达，农业发展的需要。封建王朝政府的重视。
材料一 中国以农业立国，农时与季节有密切关系。因此授时颁历一直是历代君主的要务。
材料二 颁历也是君权统治的象征。臣民奉谁的正朔就表示接受谁的统治。因此，“自殷周皆创业改制”，到清末3000多年，中国历法数十改，制历逾百家，是世界上历法科学最发达的国家。
----以上都选自张培瑜《中国古代历法》
（2）成就：
夏朝：《夏小正》
商朝：“殷历”
西汉：《太初历》——汉武帝时期制定的中国第一部比较完整的历书。
元朝：郭守敬《授时历》（取敬授民时之意）
郭守敬在全国各地设立二十七个观测站，进行了大规模的“四海测量”，编制了我国古代最先进的《授时历》，它被沿用达400年之久。《授时历》的精确度很高，以365.2425 日作为一个回归年的长度，这个值与现在世界上通用的公历所采用的回归年值完全一致。
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4.农业
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《齐民要术》，书名中的“齐民”，指平民百姓。“要术”指谋生方法。北魏之前，中国北方处于一种长期的分裂割据局面，一百多年以后，鲜卑族的拓跋氏建立了北魏政权并逐步统一了北方地区，社会秩序由此逐渐稳定，社会经济也随之从屡遭破坏的萧条景象中逐渐恢复过来，得到发展。北魏孝文帝在社会经济方面实施的一系列改革，更是刺激了农业生产的发展，促进了社会经济的进步。尽管如此，当时的农业生产还没有达到很高的水平，有待于得到进一步的发展。贾思勰认为农业科技水平的高低关系到国家是否富强，于是他便萌生了撰写农书的想法。
统治者的励精图治，农业生产的蒸蒸日上，也为贾思勰撰写农书提供了便利的条件。贾思勰为官期间，到过山东、河北、河南等许多地方。每到一处，他都非常重视农业生产，他曾经亲自从事农业生产实践，进行各种实验，饲养过牲畜、栽种过粮食。贾思勰不但注重亲身实践，而且善于向经验丰富的老农学习，吸收劳动人民在长期的生产生活中总结出的宝贵经验。
《齐民要术》是贾思勰在总结前人经验的基础上，结合自己从富有经验的老农当中获得的生产知识以及对农业生产的亲身实践与体验，认真分析、系统整理、概括总结，最后完成了《齐民要术》这部伟大的著作。
英国生物学家达尔文在他的著作《物种起源》中说：“如果以为选择原理是近代的发现，那就未免和事实相差太远„„在一部古代的中国百科全书中已经有关于选择原理的明确记述。”
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5、医药学
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《黄帝内经》编纂于战国成书于西汉，分《素问>和《灵柩》两部分。该书奠定了中医学发展的基础，中医学五大核心理论------阴阳五行学说、脏象学说、经络学说、形神学说、天人学说都源于此书。
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李约瑟难题
根据《自然科学大事年表》的统计，从公元前6世纪至公元1000年，中国在世界重大科技成就中所占的比例约达50％～70%，公元1000年后的宋元时期的几大重大发明对促进世界文明的发展与进步又作出了极其重要的贡献。但自16世纪以后，欧洲诞生了现代科学，中国的文明却没能够产生与欧洲相似的现代科学。
英国著名的研究中国科技史专家李约瑟院士曾经提出这样一个问题：“在上古和中古时代，中国科学技术一直保持一个让西方望尘莫及的发展水平，中国科学发现和发明远远超过同时代的欧洲，已被证明是形成近代世界秩序的基本因素之一。而中国古代文明却没有能够在亚洲产生出与此相应的现代科学，其阻碍因素又是什么？”
1、结合以上所学知识思考：中国古代科技发明和发现有哪些突出特点？
（1）形成了大一统的技术结构：适合封建政治观念需要的科学文化在封建社会的框架内得以延续。
（2）研究方法上主要采用传统的典籍整理与经验总结法；中国古代科技著作大多是对生产经验的直接记载或对自然现象的直观描述，具有较强的经验性，对事物发展规律的探索不够。
（3）科技内容上应用性强，服务于封建农业经济的发展和巩固统治的需要，遏制了科技有效地转化为生产力并成为科技进一步发展的动力。
中国古代对天文现象的记录仔细而系统，但古代科学家却没有对这些记载进行深入的分析，以寻求规律。明代的三部科技巨著，是中国古代医药学、农学、工艺三大领域的最高水平的总结，但只限于记录、归纳、总结生产经验，缺乏理论方面的概括和升华。
实用性：大多服务与农业和巩固统治的需要
经验性：大多是对生产经验的直接记载或对自然现象的直接描述，缺乏理论的升华。
技术化：没有独立的理论。
中国古代科技的发展为什么具有实用性、经验性、技术化的特点？
中国古代科技具有很强的实用性，服务于生产和巩固统治的需要。中国历代王朝采取“以农为本”的立国治国方略，坚持专制主义中央集权。因而科技成果直接为农业生产和强化大一统的君权服务。
尽管古代中国和古希腊的自然哲学相近，但由于发展方向不同，却产生了两种完全不同的结果。自然哲学的发展本来就有两种结果，其一是进一步理论化，形成严密的符号化的逻辑系统，并和严格的实验相结合，形成自然科学理论。其二是进一步抽象概括，并和政治伦理道德观念相结合，形成远离自然科学的社会政治伦理观念系统，走向政治伦理哲学。结果，西方走上了第一条道路，而中国走上了第二条道路。这样，中国的自然哲学总体上离自然科学越来越远，最终成为封建统治者进行宣传和说教的工具。
2、试分析中国古代科技为什么能长期领先于世界？
（1）经济因素：中国农业、手工业长期处于世界领先地位，生产力和综合国力一直处于世界前列。
（2）政治因素：统一是历史主流，社会相对安定；最早确立封建制度，是当时社会制度最先进的国家。君主专制中央集权制度下，国家的重视和组织。
（3）文化政策：统治者重视教育的发展，奠定了人才基础。
（4）民族交流、对外关系：历代王朝大多实行开明开放政策，民族的融合与交流，中外的交流，兼收并蓄。各民族互相学习，共同创造了古代文化。也在不断吸取外来先进的文化来提高自己。
（5）人的因素：科学家的努力、刻苦钻研、聪明才智和创新精神。广大劳动人民的辛勤劳动。
3、16世纪后，中国科技没能产生与欧洲相同的近代科学的原因是什么？
（1）政治：当时中国腐朽的封建制度阻碍了中国近代科技的产生。
专制集权的官僚体制、封闭禁锢的社会结构，以及环境气候、语言与文字、宗教信仰、民族心理等方面的因素都不同程度地影响了近代科学技术的发展；
①中国封建统治者实行重农抑商政策，不利于科技成果的产生、推广和应用。
历代王朝的垮台，很多是因为农民起义，为了自己的王位稳固，统治者十分重视农民问题，在士农工商四个社会等级中农民紧随士人之后，长此以往，就形成了工商业者是贱民的思潮。现代科学技术发展的直接动因是和航海有关的技术，中国当时对这种技术没有需求。固守农耕经济阻碍了近代科学技术发展。
②明清统治者加强文化专制，禁锢了思想，不利于自然科学的发展。
哲学僵化：春秋战国时的中国哲学流派很多，所谓诸子百家，科学思想也十分活跃。秦始皇后，历代统治者都采取了严厉的言论思想管制措施，儒家哲学就成了“官方语言”，儒家思想在很大程度上说是做官统治人民的学问，近代科学技术要求从感性认识向理性认识飞跃，中国的读书人没有先进的哲学思想(如形式逻辑、演绎法)指导，就不可能有所作为。
重人伦、轻自然的文化传统妨碍了科学技术的发展。古代儒家要求学生掌握的六种基本才能：礼、乐、射、御、书、数。朱熹“格物致知”的目的在于明道德之善，而不是求科学之真。
“奴化”教育：中国的传统教育反对对长者及权威的否定，要求学生循规蹈矩。直到19世纪末学生的教材用的还是四书五经。这就使中国的读书人对自然的认识缺乏创新意识和革命精神。现代科学技术的发展是连续的，它每前进一步实际是对前人的继承的否定。没有思想上的敢于挑战传统的勇士，新的科学理论就不可能产生。科举制度扼制了科学技术的发展；
③“闭关”政策，阻碍了东西方文化的正常交流。
自大保守：当外面的世界已经发生了天翻地覆的变化，要求打破民族的科学文化壁垒，进行国际交流，将民族科学文化变为全人类共同财富的时候，中国的统治者和读书人却浑然不知，仍然在夜郎自大，陶醉在“琴棋书画”的世外桃源里。
（2）经济：明清时期，封建的自然经济占主导地位，限制了生产力的发展，没有成熟的市场，不能对科技的发展提出迫切要求和推动力。
在西方，火药、指南针和印刷术对于推翻封建统治、开拓世界市场、推动科技革命发挥了重要作用，但他们在明清时期的中国却未能推进社会改革。其重要原因之一在于当时的中国固守农耕自然经济生产方式。
（3）科技结构自身的缺陷（如重实用性而少理论探讨）制约着中国科技的发展。
启示：科学技术能否产生巨大经济效益和社会效益取决于其所处的社会环境，明清科技滞后是农耕经济与工业文明较量的必然。
比较：中西科学在特征和本质上的差异
①中国科技主要是应用科学。科学研究主要采取整理典籍和总结经验的方法。
②西方科技主要是理论研究。大多数科学家研究的方法是采取观察和实验的方法，以及数理逻辑推导
的方法。
③16世纪中西科学在内容上和研究方法上的差别，正是近代科学与传统科学在本质差异上的具体表现。
|标签：必修三 古代中国的发明和发现
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