列举秦汉时期领先的科技成果。

一、纸的发明和《蔡论》中造纸术的改进

1.西汉早期出现了纸

打开课本第36页。从这两幅图中,我们可以看到商周时期的人在上面写字。商朝用龟甲兽骨,西周的文字刻在青铜器上。再看一下81页的插图。秦始皇勤于政事。当时张钦写在什么文件上?写在竹简上。在纸被广泛使用之前,中国人长期使用竹简作为书写材料。目前我们也是按体积算书的。“卷”字是象形文字,用绳子把许多竹简串在一起,就成了一个“卷”。竹简太重了。秦始皇一天要看120斤文献。东方朔要求张钦在汉武帝身上找两个人来抬他们。学生也可以想象一张竹简只能写十几二十个字。难道不是要用几万根竹简才能完成这本《中国史》教材吗?那是多么重啊!竹简太重,不方便。我们的祖先想到了另一种方法,用丝绸作为书写材料。丝绸是一种丝织品,比竹简轻很多,但是太贵了。

秦汉时期,随着国家的统一和文化的发展,人们需要交流,这就需要方便廉价的书写材料。根据考古发现,新疆、陕西、甘肃、内蒙古等地的一些地方均有西汉时期的纸(指115页地图)出土,其中甘肃天水放马滩一座西汉早期墓葬出土的古纸残片是迄今发现的最早的纸。课本前面的彩图是放马滩汉墓出土的古纸残片。纸上画着一张地图。这种纸又薄又软又光滑。看来西汉初期的造纸术已经达到了相当的水平。纸的发明极大地方便了人们的书写,有利于文化的延续和传播。

2.蔡伦改进了造纸术。

东汉时,太监蔡伦负责为朝廷造纸的车间(展示蔡伦的彩色肖像或使用幻灯片)。他总结劳动人民的经验,在105改进造纸。蔡伦用树皮和一些容易找到的废料,破布、麻头、旧渔网等。作为造纸的原料,并制成质量更好的纸张。他把这批纸献给了汉和帝。人们称这种纸为“蔡侯纸”。

教材第117页的图片反映了汉代劳动人民的造纸过程。先将那些破布、旧渔网、树皮洗净切碎,然后沤制(指图片上的那一排),再用碱液蒸熟,捣碎,制成纸(指图片上的那一排),最后用纸模帘把纸捞出来。

蔡伦改进造纸术后,纸的使用越来越普遍。后来过了200多年,到晋代的时候,纸完全取代了竹帛,成为中国主要的书写材料。蔡伦在改进和推广造纸术方面发挥了重要作用。

在纸被使用之前,世界各地的人们用不同的材料书写。但是不是太贵就是不方便。欧洲人使用羊皮纸,价格昂贵,又厚又重。抄一本圣经要用300多张羊皮。每个人都认为纸是最好的书写材料。纸首先传到中国东部的朝鲜和日本,然后传到中国西部的阿拉伯,再通过阿拉伯人传到非洲和欧洲。造纸术已经传播到世界上所有的国家。这有利于各国之间的文化和科学发展与交流,促进人类文明的发展。

二、张衡和地动仪的发明

蔡伦改进造纸术后仅20多年,东汉科学家张衡就发明了地动仪(展示张衡和地动仪,或使用幻灯片)。这台地震仪是世界上第一台测定地震方位的仪器,比西方制造的同类仪器早1700年。

张衡是一位杰出的历史人物,既是作家又是科学家。他改进了前人的天文仪器,制作了浑天仪,用来观测太阳、月亮和星星的运动。地动仪的发明是他的杰出成就。

当时洛阳、陇西地震频繁,张衡一生遭遇多次地震,其中6次为破坏性地震。他被任命为太史令,记录和报告地震也是他的职责。为了快速准确地掌握各地地震的情况,他需要仪器进行测量。张衡孜孜不倦地研究这个问题多年,终于成功了。132年,张衡发明了地动仪(板书)。

地动仪是一种什么仪器?它如何确定地震的方向?请对照地动仪示意图读课文,然后让一名学生指着示意图回答这两个问题。

138年的某一天,地震仪上朝西的龙口吐出铜球,掉进了下面蛤蟆的嘴里。张衡向皇帝报告说,西部发生了地震。当时洛阳城没有明显的地震,很多人都不相信张衡的话。过了几天,陇西飞马报告说,那里地震了。陇西在洛阳的西边,张衡的地动仪很准。张衡发明地动仪,开创了用科学仪器测定地震方位的历史。

第三,在天文学和数学方面的伟大成就

1.太初日历

中国早在夏朝就有了历法,并用它来安排农业生产。从那以后,每个朝代都修订历法,使其更加精确。

汉武帝时,制作了一种新的历法,叫做“太初历”。这种历法实行于汉武帝元年(公元前104年)。《太初历》是中国保存的第一部完整的历法。

在古代,中国一直非常重视观测天象,并记录观测结果。一本古书《汉书》记载,公元前28年的一天,太阳是黄色的,太阳中央有一个铜币大小的光斑。这是世界公认的最早的太阳黑子记录,比欧洲人对太阳黑子的观测记录早了近1000年(他们对太阳黑子的最早记录是在807年)。太阳黑子是一种自然现象,是太阳色球层上的一个斑点。这里的温度比其他地区低,所以人们观察太阳上的黑点。学生千万不要用肉眼观察太阳,这样会伤害眼睛,非常危险。

2.《周快·舒静》与《九章算术》

《周快舒静》和《九章算术》是秦汉时期两部著名的数学著作。这两本书是谁写的?现在我们不可能确切地发现。《周代平算经》记载了商皋与西周数学家周公的一段对话。商高在公元前11世纪提出了勾股定理的一个特例:直角三角形的两条直角边(勾和股)与斜边(弦)的比例关系是“勾三股,四弦五”。直到500年后,古希腊数学家毕达哥拉斯才提出了毕达哥拉斯定理。《九章算术》是东汉时期经过长期反复增删写成的一部数学专著。全书共分九章,246道应用题及其解答,分为九大类,每一类为一章。书中的数学问题涉及算术、代数、几何等,许多数学成果在当时世界上是先进的。在古代,中国、韩国、日本都把《九章算术》作为数学教育的教材。

第四,好医生大量涌现

中医是中国古代灿烂文化的重要组成部分。它独一无二,历史悠久。秦汉时期,良医众多,医书名家众多。这是中国医药发展的重要时期。

1.《黄帝内经》与《神农本草经》

《黄帝内经》是中国现存最早的医学名著。这本医书不是一个人写的,而是很多人在很长的一段时间里写的,最后写到西汉。因为是假借《黄帝内经》写的,所以叫《黄帝内经》。这本书最早记录了人体解剖和血液循环的知识,很多都相当准确。也非常重视对患者的整体分析和对疾病的预防,非常科学。讨论中医基础理论是本医书的重点,同时描述了44种311疾病的病因、症状和治疗方法。《黄帝内经》是一部医学理论与临床实践相结合的杰作,反映了中国古代医学的早期成就。

东汉神农本草经是我国第一部完整的药理学家著作。这本书记载了300多种药物,详细说明了每种药物的主要来源、性质、采集配制方法、适应症等病症,还概述了各种药物如何搭配使用。

2.张仲景与华佗

秦汉时期,中国名医众多,其中以张仲景和华佗最为杰出,影响最大。

淳于髡是西汉初年的名医。他在今天的山东一带行医多年,医术很好。文帝曾问他治过谁,治过什么病。为了回复文帝,他列出了十几个病人的病历。这些病历被司马迁记载在《史记》中,成为中国保存最早的病历。

张仲景是东汉末年的名医,中国古代杰出的医学家。后人尊称他为“医圣”(展示张仲景画像或用幻灯展示)。《伤寒论》是张仲景的医学名著(板书:医圣张仲景《伤寒论·杂病》)。这本书是他“苦求古法,博采众长”写的。系统总结了历代医家和张仲景本人对“伤寒”(我国古代将各种急性发热统称为伤寒)和“杂病”(主要为内科疾病,也包括其他科室的一些疾病)的丰富诊治经验。《伤寒论》一书全面阐述了中医理论的治疗原则,奠定了中医治疗的基础,对我国未来医学的发展产生了非常重大的影响。

华佗也是东汉末年的名医(展示华佗画像或用幻灯展示)。他擅长针灸、麻醉和外科手术。麻沸散,一种用华佗制成的全身麻醉剂,是世界医学史上的一个创举(板书:华佗和麻沸散)。据《后汉书·慈海3d_01500》记载,华佗让大夫用酒服麻沸散,很快药就见效了。病人失去意识后,他剖开病人的腹腔,切除“堆积物”(肿瘤之类的),然后缝合腹腔。即使是现在,这个操作还是比较大的。华佗已成功使用麻沸散作为全身麻醉剂进行手术,在世界上占据领先地位。华佗还创造了一套保健体操。因为这套体操模仿了鹿、虎、熊、猿、鸟五种动物的动作,所以被称为“五禽戏”。华佗认为,人要经常运动,这样血管才会畅通,才不会生病。他的学生乌普坚持做“五禽戏”,活到90岁,身体依然健康。