11課秦漢時期的文化

11課領先世界的秦漢科學技術教學目標:1.秦漢時期是我國統(tǒng)一的多民族的封建國家的形成和初步發(fā)展時期。它在政治上有一個重要的特點，那就是國家統(tǒng)一。國家的統(tǒng)一、政治的安定，促進了經(jīng)濟的發(fā)展.2.隨著經(jīng)濟的發(fā)展和各地區(qū)、各民族之間政治、經(jīng)濟聯(lián)系的加強，（副板書：統(tǒng)一、安定、發(fā)展、加強）文化事業(yè)也蓬勃發(fā)展起來。教學重點:特別是在數(shù)學、造紙術和地震測量（板書），以及醫(yī)學、史學、哲學等方面都取得了光輝的成就。處于世界領先地位.教學難點:秦漢科學技術興盛的原因教學設計:1課時教學過程:一.導入:二.秦漢時期是我國統(tǒng)一的多民族的封建國家的形成和初步發(fā)展時期。它在政治上有一個重要的特點，那就是國家統(tǒng)一。國家的統(tǒng)一、政治的安定，促進了經(jīng)濟的發(fā)展。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和各地區(qū)、各民族之間政治、經(jīng)濟聯(lián)系的加強，（副板書：統(tǒng)一、安定、發(fā)展、加強）文化事業(yè)也蓬勃發(fā)展起來。特別是在數(shù)學、造紙術和地震測量（板書），以及醫(yī)學、史學、哲學等方面都取得了光輝的成就。今天這節(jié)課只講前三個方面。提到數(shù)學，我想起了今年（1991年）7月舉行的第32屆國際奧林匹克數(shù)學競賽。我國由六名中學生組成的代表隊，榮獲四枚金牌、兩枚銀牌，取得了金牌總數(shù)第一名的好成績。現(xiàn)代數(shù)學專家、美籍華人陳省身教授預言：中國要在21世紀成為數(shù)學大國。師：同學們打開課本第79頁。今天我們學習第五章：秦漢時期的文化。（板書）秦統(tǒng)一是哪一年？生：公元前221年。師：漢朝分為幾個時期？生：西漢和東漢。師：東漢是哪一年結束的？公元220年（板書）。算一算，秦漢時期的歷史共有多少年？生：441年。師：秦漢時期是我國統(tǒng)一的多民族的封建國家的形成和初步發(fā)展時期。它在政治上有一個重要的特點，那就是國家統(tǒng)一。國家的統(tǒng)一、政治的安定，促進了經(jīng)濟的發(fā)展。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和各地區(qū)、各民族之間政治、經(jīng)濟聯(lián)系的加強，（副板書：統(tǒng)一、安定、發(fā)展、加強）文化事業(yè)也蓬勃發(fā)展起來。特別是在數(shù)學、造紙術和地震測量（板書），以及醫(yī)學、史學、哲學等方面都取得了光輝的成就。今天這節(jié)課只講前三個方面。中國素有數(shù)學古國和數(shù)學之鄉(xiāng)的美稱。下面就讓我們一起來追溯祖國數(shù)學發(fā)展的早期成就。在原始社會，還沒有數(shù)學的概念。那時人們?yōu)榱擞浫栈蛴浭拢陀美K子打結或堆積石子來表示數(shù)。后來，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人們在確定農(nóng)時、丈量田畝大小、計算谷物產(chǎn)量的勞動實踐過程中，發(fā)明了數(shù)學。象甲骨文字中就有數(shù)字的記載，商代時的記數(shù)法比同時的埃及、羅馬要簡單得多。算術中的十進位制，被馬克思稱為人類“最妙的發(fā)明之一”。還有，你們知道，在小學就背得爛熟的乘法口訣是什么時候發(fā)明的？那是兩千多年前的春秋時期，由勞動人民發(fā)明的。現(xiàn)在這個口訣怎么背？——得一……生：一二得二，二二得四……師：而春秋時期，順序上正相反，是從“九九八十一”開始，到“二二如四”為止，因開頭兩字是“九九”，所以古人就稱它為“九九乘法表”。（板書：九九乘法表——春秋時期）隨著社會生活的需要和社會生產(chǎn)的發(fā)展，數(shù)學也有了初步發(fā)展，到了公元前1世紀以前，《周髀算經(jīng)》一書問世。（板書）請注意“髀”字的寫法，髀也稱股（板書），它是天文學家用來測量日影長短的標竿，用髀測出日影長短可以做各種計算的數(shù)據(jù)根據(jù)。正因為書中有周人用髀在周都城進行觀測和周公問算的記載，所以此書稱為《周髀算經(jīng)》。這本書主要是講天文歷法，但它記載了西周初數(shù)學家商高與周公的一段對話，商高提出勾股弦的比例為勾三股四弦五（板書）。什么叫勾股弦呢？請大家看我這根教鞭（演示），剛才提到當時的天文學家為了測量日影的長短，在地上立的標竿稱為髀，也叫股。地上的日影稱為勾，我用桌邊這條線代為勾，連接勾股的這條斜線（用白繩代替）稱作弦。商高認為，在這個直角三角形中，如果勾長是3，股長是4，弦長必定是5。這是勾股定理的一個特例。因勾股定理講的是：勾平方與股平方的和等于弦平方。初二年級你們就該學到這個定理了。從這個例子可以看出，我國在西周時就已經(jīng)對直角三角形三條邊的關系有了認識，早在三千年前就知道了勾股定理。誰能想象一下，勾股定理有什么用呢？生：能夠進行計算或測量吧？師：非常正確。它很有實用價值。利用勾股測量，可知田畝大小，還可測知建筑物的高低等等。在歐洲，希臘數(shù)學家畢達哥拉斯也提出了勾股定理，但已是公元前6世紀了。商高是什么時代的人？生：西周初年的人。師：西周何時建立的？算一算，畢達哥拉斯提出勾股定理，從時間上看比我國晚了多少年？生：晚了五百年。因西周是公元前11世紀建立的。師：對！隨著人們計算經(jīng)驗的不斷積累，到了漢朝，數(shù)學進一步發(fā)展，初步形成了我國古代數(shù)學的完整體系，其成果就體現(xiàn)在著名的《九章算術》上。這是我國現(xiàn)在最早的數(shù)學專著，它對周、秦以至漢代的數(shù)學發(fā)展給以完整系統(tǒng)的總結。因為這部書分為九大類內(nèi)容，所以叫《九章算術》。（板書：《九章算術》——西漢）請同學們看課本，它都包括了哪些內(nèi)容？生：（課本內(nèi)容略）師：象你們現(xiàn)在學習的正負數(shù)概念，還有初二年級要學的開平方、開立方等內(nèi)容，都包括在這部書里。（放幻燈片）這是《九章算術》的書照，這張圖是當時用步子丈量土地面積的情景。我特別要提的是，《九章算術》具有當時世界上最先進的研究成果。請看這張對比表（放幻燈片）。關于分數(shù)、正負數(shù)概念及其運算法則等，都比印度早八百年左右，比歐洲早一千多年。關于方程的解法，歐洲16世紀才出現(xiàn)正式記載?！毒耪滤阈g》在隋唐時，就傳入朝鮮和日本，并被定為教科書，后傳到阿拉伯和歐洲，被譯成多種文字，產(chǎn)生了巨大影響。如果說，古希臘的歐幾里德《幾何學》曾在世界上有過重大影響，那么《九章算術》可與它相媲美，同為數(shù)學史上兩大傳世名著，同為現(xiàn)代數(shù)學的兩大源泉。如今天計算機所需數(shù)學的方式方法，正與《九章算術》傳統(tǒng)的算法體系差不多。講到這兒，我請同學們考慮：我國古代數(shù)學的發(fā)展與成就，來源于什么？與什么緊密相連？生：來源于社會的生活與生產(chǎn)的需要，與生產(chǎn)的發(fā)展密切相連。師：很好！我國數(shù)學的世界地位如何？生：在當時的世界上處于領先地位。師：這說明，我們中華民族有著聰明的才智，所以我們才有全世界人民有口皆碑的四大發(fā)明。我們小學就都知道了四大發(fā)明，誰還記得？生：我國的四大發(fā)明是造紙術、印刷術、指南針、火藥。師：好！我們就先來說說造紙術的發(fā)明。紙有什么意義？我想每個同學都會知道的。大家天天在和紙打交道呀！生：紙可以寫字、包裝，尤其能印書記載歷史。師：好！他說得還挺深刻。紙是人類文明的重要標志。有了紙，人類的文化才得以更好地保存下來，傳播下去。同學們知道，在紙發(fā)明以前，我國是用什么做書寫材料的？就是在什么上刻字、寫字的？生：在甲骨上刻字，在竹木簡和絲綢上寫字。師：你說的絲綢叫帛。什么是竹木簡？請看課本80頁。把竹子或木片削平、削薄、截成一定長度和寬度，在上面寫字，然后把竹木簡用繩子或牛皮條編串起來，叫做編或冊。帛是一種絲織物，有點象今天的綢緞之類，在帛上寫字，到一定長度，把它裁剪下來，卷起來就成一卷書。后來人們就用冊、編、卷來稱書和篇幅數(shù)量。同學們思考一下，然后通過實例來說明用竹木簡和帛做書寫材料會有什么局限？生：西漢文學家東方朔向漢武帝進奏章時，所用竹簡要兩個人吃力地抬進宮去。竹木簡體積大、笨重，收藏攜帶都不方便。帛雖然輕便，但太貴了。師：對啦！不是一般人能用得起的。大家可以想見，在沒有紙的時候，文化的傳播是多么的不容易！隨著社會經(jīng)濟、文化的發(fā)展，特別是漢武帝興建學校以后，讀書寫字的人多了起來，竹木簡和帛越來越不能適應書寫的需要。由于時代的要求，我們的祖先又在孜孜不倦地探索一種既簡便、又能普遍使用的書寫材料，造紙術就這樣應運而生。我國的造紙術是在西漢（板書）時發(fā)明的。因為，西漢養(yǎng)蠶業(yè)較發(fā)達，勞動人民在制絲棉的過程中發(fā)明了絮紙（板書）。人們把煮過的蠶繭鋪在板上，拿到河邊拍打成絲棉，當拿走絲棉后，常常發(fā)現(xiàn)板上留下一層薄薄的殘跡物，這層物質(zhì)曬干揭下來，竟是很好的書寫材料。絮紙是我國造紙術的開端。你們看“紙”字，就有個“纟”旁，就是由此而來的吧？由于絲絮珍貴，勞動人民經(jīng)過實踐，又制造了麻纖維紙（板書），麻纖維紙比絮紙便宜，但麻筋太粗，書寫極不流暢，仍不是理想的書寫材料。到了東漢，宦官蔡倫深知書寫材料不便，在他當尚方令，就是負責掌管宮廷內(nèi)的手工業(yè)作坊期間，有志進行改革。他利用空余時間，走訪民間，了解造紙原料和過程，并做了詳細認真的研究，最后經(jīng)過反復實踐，他大膽地提出來用什么做造紙原料呢？請同學們看課本后再告訴我。生：用樹皮、麻頭、破布、舊魚網(wǎng)做原料。師：蔡倫通過碎、泡、抄、攤、晾、烤等工藝，初步形成了一套符合科學原理的制作方法，造出了較為定型、實用的植物纖維紙。從此，紙的產(chǎn)量大大增加了，原因是這些原料既便宜又好找，又可廢物利用。讓我們看看蔡倫造紙的工藝流程圖：（放幻燈片）（1）把樹皮、破布、麻頭、舊魚網(wǎng)等原料用水浸泡，再用斧頭切碎，用水洗滌。用草木灰中的堿性溶液去掉油質(zhì)和色素等雜質(zhì)。（2）將蒸煮后的原料用清水漂洗、舂搗。（3）將搗碎后的細纖維加水攪拌，成為紙漿。（4）用漏水的紙模撈取紙漿，經(jīng)脫水干燥后就成紙張了。蔡倫的卓越改進，最終完成了造紙術這項偉大的發(fā)明。過去有一種說法是，蔡倫發(fā)明了造紙術。那么，今天我們應該怎樣準確地表述呢？生：西漢勞動人民發(fā)明了造紙術，蔡倫在總結前人造紙經(jīng)驗的基礎上改進了造紙術，制成了植物纖維紙。師：答得非常正確。（板書：東漢蔡倫的改進——植物纖維紙［105年］）參觀過造紙廠的同學們知道，雖然現(xiàn)在造紙廠的設備都實現(xiàn)了先進的機械化，但基本的工藝程序沒有變，由此可見蔡倫在造紙技術上的特殊貢獻，可見古代發(fā)明創(chuàng)造的偉大意義。同學們，令我們感到自豪的是，當公元105年蔡倫把監(jiān)造出的第一批平整、精良的紙，呈獻給漢和帝受到贊揚，在全國推廣的時候，歐洲人還在羊皮上寫字呢！據(jù)說，寫一部《圣經(jīng)》就要殺掉三百只羊。當時，朝鮮、日本還在使用簡和帛，埃及用紙草、印度用貝葉，兩河流域人用泥板。這些材料，有的笨重，有的脆弱、昂貴，都不適合大量使用。我國造紙發(fā)明以后，對世界產(chǎn)生了什么樣的影響呢？生：（回答課本內(nèi)容略）師：（放幻燈片：彩色世界政區(qū)圖，中國呈太陽狀，光芒輻射處，即造紙術傳播的地方。）中國的造紙術在4世紀、7世紀傳到了與我國唇齒相依的朝鮮和一衣帶水的日本；7世紀傳到印度、中亞；8世紀傳到阿拉伯；12世紀傳到非洲，經(jīng)非洲北部傳到歐洲；西班牙和法國設立紙廠，使用中國的造紙工藝。16世紀傳到美洲。造紙術的傳播，為世界各國在技術、設備、加工等方面提供了一套完整的工藝體系，改變了各國書寫材料的落后狀態(tài)。因此說，我國最早在世界上發(fā)明造紙術，不僅促進了中國文化的發(fā)展，而且促進了世界文化的發(fā)展和交流，也為印刷術的發(fā)明準備了條件，這是中華民族對人類的又一大貢獻。其實，值得我們引以自豪的，又何止是造紙術呢！在天文學和地震科學的領域中，我國古代科學家同樣取得舉世公認的偉大成就。（板書：東漢的張衡發(fā)明地動儀［132年］）張衡是我國東漢時期杰出的科學家，他的青少年時代生活很清貧，但他發(fā)憤讀了許多書，后來到洛陽求學，訪師交友探討學問。三十多歲時任太史令，專為朝廷觀測記錄天象，記載全國各地發(fā)生的某些自然現(xiàn)象。博學和實踐，使張衡在天文、歷法、數(shù)學、機械學和文學等方面都有較深的造詣。張衡最偉大的貢獻是在繼承前輩經(jīng)驗的基礎上，創(chuàng)制了渾天儀和發(fā)明制作了世界上第一臺地動儀。什么叫渾天儀？請同學們看過課本后告訴我。生：（課本內(nèi)容略）師：請看幻燈片，這就是渾天儀，這個人是張衡。這幾道銅圈代表赤道、子午線等，張衡利用滴水原理帶動渾天儀轉(zhuǎn)動，使其速度與地球自轉(zhuǎn)速度一樣。通過它，人們在室內(nèi)也能觀察到天象變化，渾天儀的精巧程度已接近現(xiàn)代水平，在當時也是舉世無雙的。張衡為什么發(fā)明地動儀呢？因為東漢時期，我國地震頻繁。在50年左右的時間里，洛陽、隴西一帶就發(fā)生地震30多次，山崩10多次，造成房屋倒塌，人畜傷亡，非常可怕。那時人們對地震不能做出科學的解釋，封建統(tǒng)治者借此宣揚神學迷信，把地震說成是神鬼顯靈，是上天對人世間的懲罰。張衡是河南人又身居洛陽，多次經(jīng)歷地震，都一一做了觀察記錄。他不信神不信邪，敢于沖破神學迷信的束縛，大膽地萌發(fā)了制作地動儀的設想。經(jīng)過多年鍥而不舍的研制，終于在132年發(fā)明了世界上第一臺測定地震方位的儀器——地動儀。這臺地動儀當時裝置在洛陽的靈臺即天文臺，可惜它未能流傳下來，現(xiàn)在我們能看到的模型，是解放后科技人員根據(jù)史書記載復制而成的，現(xiàn)藏于中國歷史博物館。請看這是地動儀的小模型。整個地動儀的實物是用青銅制成的，形狀像個大酒壇，頂上有凸起的蓋，可以打開。直徑1.9米，外面直臥著八條龍，代表著八個方向。每條龍嘴里含著一顆鋼球，每條龍下方有一只張開口的銅蛤蟆。什么方向發(fā)生了地震，震波傳來，龍嘴就張開，銅球落進銅蛤蟆嘴里發(fā)出清脆的響聲，人們就能知道什么日期、什么方向發(fā)生了地震。也許有人要問，地震波怎么能使龍嘴張開呢？哪位同學能給予回答？生：（課本內(nèi)容略）師：請再看看這張剖面圖，這個柱子是上粗下細的，利用慣性原理，哪個方向傳來震波，振動柱子倒向哪個方向，壓下杠桿的一頭，使杠桿另一頭連接著的龍嘴張開，吐出銅球（演示完畢）。在138年2月的一天，地動儀正對西方的龍嘴突然張開，吐出了銅球。這就是報告西部發(fā)生了地震?？墒悄翘熳≡诼尻柕娜?，一點兒也沒有覺出有地震，有些學者就議論紛紛，對地動儀表示懷疑。但過了幾天有人騎快馬來向朝廷報告，隴西前幾天發(fā)生了大地震，大伙這才信眼了。請注意，地動儀雖然不是預報地震的儀器，但它卻能靈敏地測定千里之外的地震方位，可見它的精密程度達到了相當高的水平。尤其是在當時交通不便的情況下，地震方位的準確測定和地震信息的及時反饋，在客觀上具有破除迷信的積極意義。后來，1880年歐洲也制造出了地動儀，但它已比中國晚了1700多年，所以張衡是外國公認的世界上第一個研究地震的科學家。除此之外，最讓我感慨的是，張衡一生獻身科學，從不追求名利。有人譏笑他：你能使機輪自轉(zhuǎn)，木鳥自飛，為什么自己卻不能飛黃騰達當大官呢？張衡說，我決不會為了謀取高官厚祿而去奉承權貴。君子不怕官位不高，只怕品德低下，不以俸祿不多為羞，只以知識貧乏為恥。在我國歷史上象張衡這樣學識淵博，甘心默默耕耘，為人類無私奉獻的科學家，舉不勝舉。通過前面我對蔡倫和張衡的介紹，你們覺得古人的哪些精神是值得我們學習，是我們應該效仿的呢？生：他們那種不怕艱難，勇于創(chuàng)新，大膽實踐，不慕名利獻身科學的高尚品德是永遠值得我們學習和效仿的。師：答得好！今天我們講了秦漢時期的科學技術（板書），請一位同學來歸納一下，它包括哪些內(nèi)容？（給板書冠以“項目、成就、與西方比較”的字樣）數(shù)學上有什么成就？造紙術的發(fā)明以及地震測量上的成就呢？生：（正確回答略）師：（邊問邊將板書規(guī)劃成表格）每個時期的科技文化成果，都是前一個時期科學文化的延續(xù)和發(fā)展。在我國古代歷史上不僅僅是秦漢時期的科技成就著稱于世，翻開中華民族的歷史畫卷，每一頁都記載著承前啟后的輝煌成就。我們曾經(jīng)學過了商代、春秋、戰(zhàn)國時期的文化，其中有許多成就是屬于世界之最早的，我請同學們回顧一下并列舉一二。生甲：原始社會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現(xiàn)今世界上發(fā)現(xiàn)的最大的青銅器。商朝人們還做了世界上最早的日食、月食記錄。生丙：春秋時的天文學家做了世界上關于哈雷彗星的最早記錄。生?。簯?zhàn)國時的《甘石星經(jīng)》是世界上最早的天文學著作。師：大家答得很好！那么剛剛講過的秦漢文化中的“世界之最”有哪些呢？生：寫于公元1世紀以前的《周髀算經(jīng)》記載的“勾三股四弦五”比西方早500年。（師板書：早500年）師：《九章算術》中的正負數(shù)、分數(shù)概念及其運算，比西方早一千多年（師板書：正負數(shù)、分數(shù)等早千余年）生：我國在世界上最