1、11课 领先世界的秦汉科学技术教学目标: 1. 秦汉时期是我国统一的多民族的封建国家的形成和初步发展时期。它在政治上有一个重要的特点，那就是国家统一。国家的统一、政治的安定，促进了经济的发展.2. 随着经济的发展和各地区、各民族之间政治、经济联系的加强，（副板书：统一、安定、发展、加强）文化事业也蓬勃发展起来。教学重点: 特别是在数学、造纸术和地震测量（板书），以及医学、史学、哲学等方面都取得了光辉的成就。处于世界领先地位.教学难点:秦汉科学技术兴盛的原因教学设计:1课时教学过程:一. 导入:二. 秦汉时期是我国统一的多民族的封建国家的形成和初步发展时期。它在政治上有一个重要的特点，那就是国家
2、统一。国家的统一、政治的安定，促进了经济的发展。随着经济的发展和各地区、各民族之间政治、经济联系的加强，（副板书：统一、安定、发展、加强）文化事业也蓬勃发展起来。特别是在数学、造纸术和地震测量（板书），以及医学、史学、哲学等方面都取得了光辉的成就。今天这节课只讲前三个方面。提到数学，我想起了今年（1991年）7月举行的第32届国际奥林匹克数学竞赛。我国由六名中学生组成的代表队，荣获四枚金牌、两枚银牌，取得了金牌总数第一名的好成绩。现代数学专家、美籍华人陈省身教授预言：中国要在21世纪成为数学大国。师：同学们打开课本第79页。今天我们学习第五章：秦汉时期的文化。（板书）秦统一是哪一年？生：公元前
3、221年。师：汉朝分为几个时期？生：西汉和东汉。师：东汉是哪一年结束的？公元220年（板书）。算一算，秦汉时期的历史共有多少年？生：441年。师：秦汉时期是我国统一的多民族的封建国家的形成和初步发展时期。它在政治上有一个重要的特点，那就是国家统一。国家的统一、政治的安定，促进了经济的发展。随着经济的发展和各地区、各民族之间政治、经济联系的加强，（副板书：统一、安定、发展、加强）文化事业也蓬勃发展起来。特别是在数学、造纸术和地震测量（板书），以及医学、史学、哲学等方面都取得了光辉的成就。今天这节课只讲前三个方面。中国素有数学古国和数学之乡的美称。下面就让我们一起来追溯祖国数学发展的早期成就。在原
4、始社会，还没有数学的概念。那时人们为了记日或记事，就用绳子打结或堆积石子来表示数。后来，随着农业生产的发展，人们在确定农时、丈量田亩大小、计算谷物产量的劳动实践过程中，发明了数学。象甲骨文字中就有数字的记载，商代时的记数法比同时的埃及、罗马要简单得多。算术中的十进位制，被马克思称为人类“最妙的发明之一”。还有，你们知道，在小学就背得烂熟的乘法口诀是什么时候发明的？那是两千多年前的春秋时期，由劳动人民发明的。现在这个口诀怎么背？一一得一生：一二得二，二二得四师：而春秋时期，顺序上正相反，是从“九九八十一”开始，到“二二如四”为止，因开头两字是“九九”，所以古人就称它为“九九乘法表”。（板书：九九
5、乘法表春秋时期）随着社会生活的需要和社会生产的发展，数学也有了初步发展，到了公元前1世纪以前，周髀算经一书问世。（板书）请注意“髀”字的写法，髀也称股（板书），它是天文学家用来测量日影长短的标竿，用髀测出日影长短可以做各种计算的数据根据。正因为书中有周人用髀在周都城进行观测和周公问算的记载，所以此书称为周髀算经。这本书主要是讲天文历法，但它记载了西周初数学家商高与周公的一段对话，商高提出勾股弦的比例为勾三股四弦五（板书）。什么叫勾股弦呢？请大家看我这根教鞭（演示），刚才提到当时的天文学家为了测量日影的长短，在地上立的标竿称为髀，也叫股。地上的日影称为勾，我用桌边这条线代为勾，连接勾股的这条斜线
6、（用白绳代替）称作弦。商高认为，在这个直角三角形中，如果勾长是3，股长是4，弦长必定是5。这是勾股定理的一个特例。因勾股定理讲的是：勾平方与股平方的和等于弦平方。初二年级你们就该学到这个定理了。从这个例子可以看出，我国在西周时就已经对直角三角形三条边的关系有了认识，早在三千年前就知道了勾股定理。谁能想象一下，勾股定理有什么用呢？生：能够进行计算或测量吧？师：非常正确。它很有实用价值。利用勾股测量，可知田亩大小，还可测知建筑物的高低等等。在欧洲，希腊数学家毕达哥拉斯也提出了勾股定理，但已是公元前6世纪了。商高是什么时代的人？生：西周初年的人。师：西周何时建立的？算一算，毕达哥拉斯提出勾股定理，从
7、时间上看比我国晚了多少年？生：晚了五百年。因西周是公元前11世纪建立的。师：对！随着人们计算经验的不断积累，到了汉朝，数学进一步发展，初步形成了我国古代数学的完整体系，其成果就体现在著名的九章算术上。这是我国现在最早的数学专著，它对周、秦以至汉代的数学发展给以完整系统的总结。因为这部书分为九大类内容，所以叫九章算术。（板书：九章算术西汉）请同学们看课本，它都包括了哪些内容？生：（课本内容略）师：象你们现在学习的正负数概念，还有初二年级要学的开平方、开立方等内容，都包括在这部书里。（放幻灯片）这是九章算术的书照，这张图是当时用步子丈量土地面积的情景。我特别要提的是，九章算术具有当时世界上最先进的
8、研究成果。请看这张对比表（放幻灯片）。关于分数、正负数概念及其运算法则等，都比印度早八百年左右，比欧洲早一千多年。关于方程的解法，欧洲16世纪才出现正式记载。九章算术在隋唐时，就传入朝鲜和日本，并被定为教科书，后传到阿拉伯和欧洲，被译成多种文字，产生了巨大影响。如果说，古希腊的欧几里德几何学曾在世界上有过重大影响，那么九章算术可与它相媲美，同为数学史上两大传世名著，同为现代数学的两大源泉。如今天计算机所需数学的方式方法，正与九章算术传统的算法体系差不多。讲到这儿，我请同学们考虑：我国古代数学的发展与成就，来源于什么？与什么紧密相连？生：来源于社会的生活与生产的需要，与生产的发展密切相连。师：很
9、好！我国数学的世界地位如何？生：在当时的世界上处于领先地位。师：这说明，我们中华民族有着聪明的才智，所以我们才有全世界人民有口皆碑的四大发明。我们小学就都知道了四大发明，谁还记得？生：我国的四大发明是造纸术、印刷术、指南针、火药。师：好！我们就先来说说造纸术的发明。纸有什么意义？我想每个同学都会知道的。大家天天在和纸打交道呀！生：纸可以写字、包装，尤其能印书记载历史。师：好！他说得还挺深刻。纸是人类文明的重要标志。有了纸，人类的文化才得以更好地保存下来，传播下去。同学们知道，在纸发明以前，我国是用什么做书写材料的？就是在什么上刻字、写字的？生：在甲骨上刻字，在竹木简和丝绸上写字。师：你说的丝绸
10、叫帛。什么是竹木简？请看课本80页。把竹子或木片削平、削薄、截成一定长度和宽度，在上面写字，然后把竹木简用绳子或牛皮条编串起来，叫做编或册。帛是一种丝织物，有点象今天的绸缎之类，在帛上写字，到一定长度，把它裁剪下来，卷起来就成一卷书。后来人们就用册、编、卷来称书和篇幅数量。同学们思考一下，然后通过实例来说明用竹木简和帛做书写材料会有什么局限？生：西汉文学家东方朔向汉武帝进奏章时，所用竹简要两个人吃力地抬进宫去。竹木简体积大、笨重，收藏携带都不方便。帛虽然轻便，但太贵了。师：对啦！不是一般人能用得起的。大家可以想见，在没有纸的时候，文化的传播是多么的不容易！随着社会经济、文化的发展，特别是汉武帝
11、兴建学校以后，读书写字的人多了起来，竹木简和帛越来越不能适应书写的需要。由于时代的要求，我们的祖先又在孜孜不倦地探索一种既简便、又能普遍使用的书写材料，造纸术就这样应运而生。我国的造纸术是在西汉（板书）时发明的。因为，西汉养蚕业较发达，劳动人民在制丝棉的过程中发明了絮纸（板书）。人们把煮过的蚕茧铺在板上，拿到河边拍打成丝棉，当拿走丝棉后，常常发现板上留下一层薄薄的残迹物，这层物质晒干揭下来，竟是很好的书写材料。絮纸是我国造纸术的开端。你们看“纸”字，就有个“纟”旁，就是由此而来的吧？由于丝絮珍贵，劳动人民经过实践，又制造了麻纤维纸（板书），麻纤维纸比絮纸便宜，但麻筋太粗，书写极不流畅，仍不是理
12、想的书写材料。到了东汉，宦官蔡伦深知书写材料不便，在他当尚方令，就是负责掌管宫廷内的手工业作坊期间，有志进行改革。他利用空余时间，走访民间，了解造纸原料和过程，并做了详细认真的研究，最后经过反复实践，他大胆地提出来用什么做造纸原料呢？请同学们看课本后再告诉我。生：用树皮、麻头、破布、旧鱼网做原料。师：蔡伦通过碎、泡、抄、摊、晾、烤等工艺，初步形成了一套符合科学原理的制作方法，造出了较为定型、实用的植物纤维纸。从此，纸的产量大大增加了，原因是这些原料既便宜又好找，又可废物利用。让我们看看蔡伦造纸的工艺流程图：（放幻灯片）（1）把树皮、破布、麻头、旧鱼网等原料用水浸泡，再用斧头切碎，用水洗涤。用草
13、木灰中的碱性溶液去掉油质和色素等杂质。（2）将蒸煮后的原料用清水漂洗、舂捣。（3）将捣碎后的细纤维加水搅拌，成为纸浆。（4）用漏水的纸模捞取纸浆，经脱水干燥后就成纸张了。蔡伦的卓越改进，最终完成了造纸术这项伟大的发明。过去有一种说法是，蔡伦发明了造纸术。那么，今天我们应该怎样准确地表述呢？生：西汉劳动人民发明了造纸术，蔡伦在总结前人造纸经验的基础上改进了造纸术，制成了植物纤维纸。师：答得非常正确。（板书：东汉 蔡伦的改进植物纤维纸105年）参观过造纸厂的同学们知道，虽然现在造纸厂的设备都实现了先进的机械化，但基本的工艺程序没有变，由此可见蔡伦在造纸技术上的特殊贡献，可见古代发明创造的伟大意义。
14、同学们，令我们感到自豪的是，当公元105年蔡伦把监造出的第一批平整、精良的纸，呈献给汉和帝受到赞扬，在全国推广的时候，欧洲人还在羊皮上写字呢！据说，写一部圣经就要杀掉三百只羊。当时，朝鲜、日本还在使用简和帛，埃及用纸草、印度用贝叶，两河流域人用泥板。这些材料，有的笨重，有的脆弱、昂贵，都不适合大量使用。我国造纸发明以后，对世界产生了什么样的影响呢？生：（回答课本内容略）师：（放幻灯片：彩色世界政区图，中国呈太阳状，光芒辐射处，即造纸术传播的地方。）中国的造纸术在4世纪、7世纪传到了与我国唇齿相依的朝鲜和一衣带水的日本；7世纪传到印度、中亚；8世纪传到阿拉伯；12世纪传到非洲，经非洲北部传到欧洲
15、；西班牙和法国设立纸厂，使用中国的造纸工艺。16世纪传到美洲。造纸术的传播，为世界各国在技术、设备、加工等方面提供了一套完整的工艺体系，改变了各国书写材料的落后状态。因此说，我国最早在世界上发明造纸术，不仅促进了中国文化的发展，而且促进了世界文化的发展和交流，也为印刷术的发明准备了条件，这是中华民族对人类的又一大贡献。其实，值得我们引以自豪的，又何止是造纸术呢！在天文学和地震科学的领域中，我国古代科学家同样取得举世公认的伟大成就。（板书：东汉的张衡发明地动仪132年）张衡是我国东汉时期杰出的科学家，他的青少年时代生活很清贫，但他发愤读了许多书，后来到洛阳求学，访师交友探讨学问。三十多岁时任太史
16、令，专为朝廷观测记录天象，记载全国各地发生的某些自然现象。博学和实践，使张衡在天文、历法、数学、机械学和文学等方面都有较深的造诣。张衡最伟大的贡献是在继承前辈经验的基础上，创制了浑天仪和发明制作了世界上第一台地动仪。什么叫浑天仪？请同学们看过课本后告诉我。生：（课本内容略）师：请看幻灯片，这就是浑天仪，这个人是张衡。这几道铜圈代表赤道、子午线等，张衡利用滴水原理带动浑天仪转动，使其速度与地球自转速度一样。通过它，人们在室内也能观察到天象变化，浑天仪的精巧程度已接近现代水平，在当时也是举世无双的。张衡为什么发明地动仪呢？因为东汉时期，我国地震频繁。在50年左右的时间里，洛阳、陇西一带就发生地震3
17、0多次，山崩10多次，造成房屋倒塌，人畜伤亡，非常可怕。那时人们对地震不能做出科学的解释，封建统治者借此宣扬神学迷信，把地震说成是神鬼显灵，是上天对人世间的惩罚。张衡是河南人又身居洛阳，多次经历地震，都一一做了观察记录。他不信神不信邪，敢于冲破神学迷信的束缚，大胆地萌发了制作地动仪的设想。经过多年锲而不舍的研制，终于在132年发明了世界上第一台测定地震方位的仪器地动仪。这台地动仪当时装置在洛阳的灵台即天文台，可惜它未能流传下来，现在我们能看到的模型，是解放后科技人员根据史书记载复制而成的，现藏于中国历史博物馆。请看这是地动仪的小模型。整个地动仪的实物是用青铜制成的，形状像个大酒坛，顶上有凸起的
18、盖，可以打开。直径1.9米，外面直卧着八条龙，代表着八个方向。每条龙嘴里含着一颗钢球，每条龙下方有一只张开口的铜蛤蟆。什么方向发生了地震，震波传来，龙嘴就张开，铜球落进铜蛤蟆嘴里发出清脆的响声，人们就能知道什么日期、什么方向发生了地震。也许有人要问，地震波怎么能使龙嘴张开呢？哪位同学能给予回答？生：（课本内容略）师：请再看看这张剖面图，这个柱子是上粗下细的，利用惯性原理，哪个方向传来震波，振动柱子倒向哪个方向，压下杠杆的一头，使杠杆另一头连接着的龙嘴张开，吐出铜球（演示完毕）。在138年2月的一天，地动仪正对西方的龙嘴突然张开，吐出了铜球。这就是报告西部发生了地震。可是那天住在洛阳的人，一点儿
19、也没有觉出有地震，有些学者就议论纷纷，对地动仪表示怀疑。但过了几天有人骑快马来向朝廷报告，陇西前几天发生了大地震，大伙这才信眼了。请注意，地动仪虽然不是预报地震的仪器，但它却能灵敏地测定千里之外的地震方位，可见它的精密程度达到了相当高的水平。尤其是在当时交通不便的情况下，地震方位的准确测定和地震信息的及时反馈，在客观上具有破除迷信的积极意义。后来，1880年欧洲也制造出了地动仪，但它已比中国晚了1700多年，所以张衡是外国公认的世界上第一个研究地震的科学家。除此之外，最让我感慨的是，张衡一生献身科学，从不追求名利。有人讥笑他：你能使机轮自转，木鸟自飞，为什么自己却不能飞黄腾达当大官呢？张衡说，
20、我决不会为了谋取高官厚禄而去奉承权贵。君子不怕官位不高，只怕品德低下，不以俸禄不多为羞，只以知识贫乏为耻。在我国历史上象张衡这样学识渊博，甘心默默耕耘，为人类无私奉献的科学家，举不胜举。通过前面我对蔡伦和张衡的介绍，你们觉得古人的哪些精神是值得我们学习，是我们应该效仿的呢？生：他们那种不怕艰难，勇于创新，大胆实践，不慕名利献身科学的高尚品德是永远值得我们学习和效仿的。师：答得好！今天我们讲了秦汉时期的科学技术（板书），请一位同学来归纳一下，它包括哪些内容？（给板书冠以“项目、成就、与西方比较”的字样）数学上有什么成就？造纸术的发明以及地震测量上的成就呢？生：（正确回答略）师：（边问边将板书规划
21、成表格）每个时期的科技文化成果，都是前一个时期科学文化的延续和发展。在我国古代历史上不仅仅是秦汉时期的科技成就著称于世，翻开中华民族的历史画卷，每一页都记载着承前启后的辉煌成就。我们曾经学过了商代、春秋、战国时期的文化，其中有许多成就是属于世界之最早的，我请同学们回顾一下并列举一二。生甲：原始社会的半坡人在世界上最早培植了粟。生乙：商朝制造的司母戊大方鼎是现今世界上发现的最大的青铜器。商朝人们还做了世界上最早的日食、月食记录。生丙：春秋时的天文学家做了世界上关于哈雷彗星的最早记录。生丁：战国时的甘石星经是世界上最早的天文学著作。师：大家答得很好！那么刚刚讲过的秦汉文化中的“世界之最”有哪些呢？
22、生：写于公元1世纪以前的周髀算经记载的“勾三股四弦五”比西方早500年。（师板书：早500年）师：九章算术中的正负数、分数概念及其运算，比西方早一千多年（师板书：正负数、分数等 早千余年）生：我国在世界上最早发明造纸术。（师板书：最早）。生：张衡发明的地动仪比西方早1700多年（师板书：早1700多年）师：秦汉时期在整个封建社会历史中处于什么阶段？生：初步发展阶段。师：再考虑，为什么初步发展时期就取得了如此的成就？条件是什么？生：因为秦汉时期国家统一，经济发展，再加上人民和科学家的努力钻研创造，取得了光辉的成就。三.教师小结:历史告诉了我们：只有在国家统一，社会稳定，经济生产发展，民族联系与中
23、外交流加强的环境里，只要在劳动人民和科学家的勤奋努力之下，我们的文化事业就一定会兴旺发达，科学技术就一定会发展，一定会腾飞。后边，我还要讲，到了封建社会的繁荣鼎盛和进一步发展时期，我们的祖先又创造了那么多举世瞩目的世界之最的记录。最后，我想用当代著名的英国学者李约瑟的一段话来结束我的讲述：“现代世界赖以存在的重大发明创造中，有一半来自中国。”在相当长的时期里，“中国有西方世界所望尘莫及的科学知识水平”，而“中国这些发明发现远远超过同时代的欧洲”。附：板书设计: 领先世界的秦汉科学技术1. 蔡伦改进造纸术2. 写于公元1世纪以前的周髀算经记载的“勾三股四弦五”比西方早500年。（师板书：早500年）3. 张仲景: 东汉伤寒杂病论 奠定了中医药学的基础,是中医的经典之作.四.教学反思:当代世界的科学技术发展，一日千里。中学历史课的科技史教学，对培养学生的科学意识、现代意识，有着不可忽视的意义与作用。通过教学使学生了解科技发展的历史过程、特点和规律，才能揭示出科技发明、发展的伟大意义，进而更好地理解青年一代的历史使命。激发他们的民族自豪感,和为祖国勤奋学习的精神.
