《四大发明》教学设计

第一篇：《四大发明》教学设计

《四大发明》教学设计

知识与能力：

1．知道中华民族是一个历史悠久的文明古国，激发学生的民族自豪感。2．知道造纸、印刷术、指南针和火药等都是我国古代劳动人民发明的。3．学习搜集、整理、分析和运用社会信息的能力，能够运用简单的学习工具探索和说明问题。过程与方法：

采用故事表演、数字计算、视频资料、让学生体验中国四大发明对世界文明的重大贡献。情感、态度与价值观：

知道中华民族是一个历史悠久的文明古国，感受中华民族对世界文明的重大贡献，激发民族自豪感。课前准备：

搜集我国古代发明相关知识和创造的故事，准备刻字活动的材料，课件。教学过程：

一、谈话揭题

老师出示课本：同学们，你们看，老师手里拿的是什么书？《品德与社会》可是在老师的眼里，它却是两项伟大发明的结晶，知道是指什么吗？（造纸术、活字印刷术）出示课件

师：它们都是我国古代的四大发明之一。那另外两项伟大发明是什么？ 生：（指南针、火药）出示课件

师：今天，就让我们走近古代的中国，了解中国古代的四大发明中的造纸术和印刷术。出示课题

二、学习过程

整理资料：

1、了解造纸术

（1）师：在纸出现前，古人把字写在什么上面？（龟甲、竹简、丝绸、石头、羊皮……）

讨论：这些东西和我们今天写字的纸张相比有什么缺点？ 生：（龟甲、竹简、石头）：不易携带，笨重

（丝绸、羊皮）：容易破损，不易保存

（2）师：想一想，与其他书写的材料相比，纸有哪些优点？

生：纸张轻便，便于携带，便于交流；纸张便宜，便于普及，便于传播。（3）故事表演： 甲骨文的发现

（4）讲一讲有关竹简的故事并体验活动一

春相传东汉时期，有一个大文学家叫东方朔，一次他给汉武帝写了一封信，一下子用了3000多根竹简，用两个武士抬到宫里，皇帝看了整整一个月，才把这封信看完。如果用教科书（１６开）大小的纸来写东方朔给汉武帝的那封信，需要写几页纸？（如果每根竹简上可以写１０个字，那么３０００多根竹简就有大约３万多个字，而教科书大小的纸张至少可以写１０００字，因此只要３０张纸就够了。）

b.如果一根竹简写10个字，那我们的《品德与社会》课本有5万字，需要多少根竹简？ 生（计算）：5000根。（5）造纸所用的材料有哪些？

生：东汉元兴元年（105）蔡伦改进了造纸术。他用树皮、麻头及敝布、鱼网等植物原料，经过挫、捣、抄、烘等工艺制造的纸，是现代纸的渊源。叫蔡侯纸。自从造纸术发明之后，纸张便以新的姿态进入社会文化生活之中，并逐步在中国大地传播开来，以后又传布到世界各地。

（6）总结：纸的发明极大的方便了人们学习和书写，而它的传播，广泛的应用对世界的文明产生了重要的影响。（出示视频）

2、了解印刷术（1）介绍毕升

生： 毕升在北宋庆历年间(1041-1048)，发明在胶泥片上刻字，一字一印，用火烧硬后，成为活字。排版前，先在置有铁框的铁板上敷一层和有纸灰的松脂蜡，活字依次序排在上面，加热后，蜡稍熔化，再以平板压平字面，泥字即固着在铁板上，可以像雕版一样印刷。此外，他还研究过木活字排版。活字可以多次使用，比整版雕刻更加省时、经济、方便。活字版印刷术的发明，对中国乃至人类文化的传播，有很大的促进作用。

（2）出示表格，计算，中国和欧洲运用造纸术和的时间。中国 欧洲 相差时间

造纸术 公元2世纪 公元12世纪 1000年 活字印刷术 公元11世纪 公元15世纪 400年

教师小结：你想说什么？（激发学生的民族自豪感）我们的祖先用自己的聪明才智，创造了领先于世界的科技发明，为世界文明的发展，作出了贡献，真令人自豪。

（3）展示中国印刷博物馆泥活字仿制品图。

（4）快乐体验活字排版：我是中国人.我们爱伟大的祖国。

活动后进行交流，在排出的句子中，你最想说哪句话？让我们深情地说，让我们自豪地说……

（5）印刷术总结：印刷术的出现改变了只有少数人和贵族读书和受高等教育的状况，便利了文化的传播。（出示视频）

三、总结 激发学生的情感。

师：同学们，上了这节课，你还想说什么？

生：那让我们自豪地说一声——让我们满怀深情地说——

生谈自己的感受。

师：是啊，我国是一个文明古国，不仅因为我们有悠久的历史，更因为我们有灿烂的文化。我们为祖先而骄傲，世界同样也为我们的文明古国而骄傲。（出示视频）

师：我们的祖国真是太伟大了，我们古代的劳动人民可真了不起，有那么多伟大的发明，这些发明极大地推动了社会的发展，为世界文明作出了重要贡献，真值得我们每一个中国人感到骄傲！（出示视频）

四、课外延伸：

《中国古代四大发明:源流、外传及世界影响》

第二篇：四大发明感想

我一直在思考，中国是一个有悠久历史的文明古国，在千余年前（宋朝以期），中国曾是一个傲视世界的东方帝国，无论是文化、经济还是军事，在当时都是傲视群雄，位于世界之颠。为什么中国自汉唐以后说不行就不行了。难道中国差了什么？最近似乎想明白了，中国不是少了什么，而是多了一些东西。正是多了这些东西，成了中国高速前进的阻碍和羁绊。我们没有从老祖宗那里收益，反而受害。

关于“四大发明”的议论，我听过很多。最初是一味地引以为豪，对老祖宗顶礼膜拜；后来鲁迅先生对这种“我们古已有之”的“阿Q”心态进行了无情地批判，底气就显得不足了，心有戚戚焉，也学着先生骂起国民劣根性来了；再后来有人提出“新四大发明”、“第五大发明”的观点，企图变着法儿光宗耀祖，其实也就是落后挨打的委屈憋得太久了，以此来出口“阿Q气”。如果细读一下科学史，我们也许能从“四大发明”的争议中读出许多意味来。

“四大发明”这种说法起源于何时，出自何人，可能难以考证。最通行的说法是哲学大师叔本华提出的；也有人说叔本华之前，西方人已经津津乐道于中国的四大发明了。不管怎样，有一点是可以肯定的：四大发明的说法不是中国人提出来的。

欧洲人之所以认可这四大发明，是因为这四项发明是促成欧洲文艺复兴运动的重要的科技前提之一，而中国人自己，对这些成果的利用是非常有限的——当然，在一个把科技与杂耍、倡优并列为“百工”的时代，中国人几乎还没有科学的自觉要求。

指南针在西方引发了航海革命，殖民者因此才得以远征全球。正是在指南针的指引下，西方列强发现了中国这块肥肉。但在作为发明者的中国，罗盘主要被风水先生用来寻穴看地——虽然，我们的历史上也出现过郑和下西洋的盛事，但这一航海壮举并没有给民族振兴产生太大的影响。

火药经阿拉伯传到西方后，引起军事上的革命，欧洲资产阶级就是利用火器击败封建骑士军队并迅速向外扩张的。最后，列强用中国人自己发明的火药轰开了中国的大门，从而开始了100多年的屈辱史。在中国，火药的最大效用是制成烟花炮仗用于红白喜事。当殖民者凭借枪炮在中华大地上疯狂屠杀抢掠的时候，我们还把那种喷射出火药的武器称为“妖术”。如果一定要说指南针、火药对中国的贡献的话，那就是客观上使我们蒙受耻辱的时候同时也结束了闭关锁国。

中世纪的欧洲普遍以昂贵的羊皮作为书写材料，除了少数贵族，普通人无法接受正规的教育。中国的造纸术、印刷术传到欧洲后，很快促成了欧洲文化、教育领域的革命。纸质书籍的大量印刷，使广大人民有了受教育的机会，欧洲的国民素质得到大幅提高。与此形成鲜明反差的是，造纸术、活字印刷术发明之后，中国人首先想到的是印刷《金刚经》，它们在中国历史上的影响也是极其有限的。

中国的四项科技发明为欧洲文艺复兴运动的兴起做出了重大贡献，被尊为“四大发明”是理所当然的。所谓“四大发明”，其实是西方人的“四大”，中国人的“发明”。这就是科学史给我们的启示。

细读科学史，中国人还会产生许多隐痛。我们曾经夸耀：中国是是人类历史上科技领先时间最长的文明古国；但是从数量上分析，整个人类古代史的科技成果总量是及其微小的，毫不夸张地说，现代世界一年的科学发明数量就超过古代几千年科技发明的总和。以此推算，中国古代的科技发明相对于人类科技总量来说几乎可以忽略不计，想想看：我们所看到的东西——小到螺钉纽扣，大到飞机轮船，有几样东西原创自我们古老的中国？这就难怪西方的许多科学史著作很少提到中国，甚至否认中国出现过系统的科学技术了。

其实我们不必过于计较西方科学史对我们的偏见，文艺复兴以来，西方科学技术突飞猛进，中华民族却裹足不前，这是铁的事实。从近代天文学冲破神学桎梏开始，西方人创造了人类最辉煌的科学成果：牛顿力学、达尔文进化论、量子力学、相对论、电的发明及应用、生物工程技术、电脑技术、航天技术„„一大批伟大的科学家用他们的智慧照亮了人类的历史，在这样的事实面前，中国人哪有沾沾自喜的理由？

我想，从科学史中读出隐痛比阿Q式的自得要有益得多。如果一定要光宗耀祖，那就先把四大发明放到一边，整出几个五大发明、六大发明再说，要不，生活在离开西方人发明的物品就无法生活的现代社会里，拿四大发明说事实在不够分量。

中国至少有五千年的历史，也就是说中国起跑很早，中国有充足的时间来发展。中国有光辉灿烂文化，中国早在数千年前就位于世界之颠。中华民族的祖先们给他们的后人留下了丰富的遗产：雄厚的物质基础和数不清的创造发明。所以说虽然现在还有很多不如人意的地方，但是经过我们现代人不断努力，中国的未来还是很有发展的！

第三篇：四大发明教案

《四大发明的贡献》教学设计

一、创设情境，导入新课 1.播放视频

同学们，2008年8月8日，举世瞩目的第二十九届奥运会在中国北京隆重举行。今天，让我们一起再去重温奥运会开幕式那些美丽的画面！

师：第二十九届奥运会开幕式的这些画面给世界展示了什么主题，你知道吗？（四大发明）

问：中国古代四大发明都是什么呢？点击课件 造纸术 印刷术 火药 指南针 师：这节课我们就来学习第三课祖先的科学技术成就。一起探究我国四大发明对整个世界的贡献。

二、学习新知 造纸术：

1.纸张在生活中都有什么用途？

用来制造纸箱等工业用纸。制造纸袋、购物袋的包装用纸。卫生纸、餐巾纸、纸巾、医疗用纸等家庭用纸。办公室等打印用纸。还有棉纸、宣纸、钞票纸等。用途非常广泛，如果没有了这些纸，我们的生活很难想象。2.在纸产生之前，人类的书写材料？ 主要有甲骨、丝帛、竹简等，上述书写材料有什么缺点？

缺点：书写比较麻烦，不易携带、价格昂贵

当时发生了不少有趣的故事。学富五车这个成语故事就是其中的一个。我们来看。3.讲故事：

西汉东方朔用竹简写奏章，因为有满肚子的话要说，一下子就用了3000来根竹简。东方朔手无缚鸡之力，无法拿动这么庞大的奏章，最后只好请了两位大力士抬进宫里去。据《史记·滑稽列传》说，汉武帝花了两个月的时间才看完那一大堆竹简。

战国思想家惠施，人称博学多才、学富五车。原来，他旅行时也爱学习，随车装着爱看的书。这些书是一捆一捆的竹简和木牍，一共装了5辆车，“学富五车”的成语就是这么来的。算一下，五车书能有多少字？ 蔡伦与造纸术、教师引导：点击课件：蔡伦像，这就是蔡伦像。

过渡语：到底纸是如何发明的？请听我给大家讲蔡伦与造纸术

思考：蔡伦使用什么材料造纸？造纸的主要步骤？ 问：为什么说“蔡伦造的纸得到了推广？”

（学生谈感受。——树皮、麻叶、破布、破渔网等。教师引导：材料便宜，哪儿都有，都用得起，而且轻便。）

师：刚刚xx给大家介绍了蔡伦和改进造纸术的过程。这就是蔡伦像。在蔡伦改进造纸术之前，已经出现了早期的纸呢？什么时期？（西汉）课件点击：西汉的纸

教师小结：中国造纸术比欧洲早了1000多年，从中我们也感受到了我国古代劳动人民的聪明才智

过渡：在造纸术出现后，又出现了一项新的技术，它是？——印刷术 印刷术：

这两幅都是古代雕版印刷品。哪个是雕版印刷，哪个是活字印刷？

师：印刷术中有雕版印刷和活字印刷两个重要的阶段。雕版印刷和活字印刷的过程游什么区别呢？视频 2.介绍雕版印刷和活字印刷

生：雕版印刷的过程主要是把要用的所有的字都反刻在木板上，然后印刷。活字印刷则是把一个一个的字分别反刻在木板上，需要哪些字就组合哪些字，然后再印刷。

教师出示课件雕版印刷和活字印刷的过程，让学生更准确了解雕版印刷和活字印刷的过程。

过渡：印刷术的发明，有一个重要的人物，大家知道他是谁吗？（毕昇）4.活字印刷术是怎样传向世界的？

我国的活字印刷14世纪传到朝鲜、日本以及埃及后来传入欧洲。（点击课件）指南针：

1.指南针的发展变化过程。指南针不断改进的流程图。司南（战国）—指南鱼（北宋）—缕悬法指南针、元代支承龟----水浮法指南针-----清代旱罗盘（教师课件出示）

2、司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方，中心圆面下凹；圆外盘面分层次铸有10天干、十二地支、四卦，标示24个方位。磁勺是用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为N，勺尾为S，静止时，因地磁作用，勺尾指向南方。

3.指南针又给社会带来了哪些变化呢？

指南针的发明推动了航海业的发展，指南针在航海中成为船员们不可缺少的“眼

睛”。在航海业非常不发达的时期，人们很难知道在自己国家以外的地方是什么，或是海的那一边是什么。

问：为什么说指南针是航海家的眼睛？（辨别方向）课件点击，介绍三位航海家。

郑和：明成祖朱棣时期,中国古代规模最大、船只最多（240多艘）、海员最多、时间最久的海上航行，比欧洲国家航海时间早几十年。堪称是“大航海时代”的先驱，是唯一的东方人，更有说法称郑和最早发现美洲、澳洲、南极洲。哥伦布：1492年，意大利航海家，先后4次出海远航发现了美洲大陆，开辟了横渡大西洋到美洲的航路，证明了大地球形说的正确性。

麦哲伦：1480年生于葡萄牙北部的 一个破落的骑士家庭。16岁时进入葡萄牙国家航海事务厅，因而熟悉了航海事务的各项工作。麦哲伦环球航行是世界航海史上的一大成就，不仅开辟了新航线，还通过他的探险船队进行的探险航行证明了地球是圆的，地球是个圆球。

师：航海家在航海的过程中，指南针起到了非常重要的作用。

师：今天，给大家带来了几个指南针，先请一个同学给大家介绍一下指南针。3.指南针演示

N 北极

s南极 红色北方，蓝色南方

师：我们在知道方向的时候，不能感受到指南针的重要，如果我们迷路了，才真的能够体会指南针的重要。感兴趣的同学，回家可以买个指南针玩一玩，如果我们出去旅游，还能用上。4.指南针发展到什么程度

师：指南针发展到什么程度了呢？gps导航系统。火药：

火药的起源和发展

火药是中国在7、8世纪发明的，古代炼丹家制药时，逐渐发现硫黄、焰硝和木炭的混合物有燃烧和爆炸能力。点击课件

大约在9世纪用于军事。唐末在战争中开始出现火药箭,还有火药包，作燃烧性兵器。宋朝东京开封府有生产火药的部门。宋神宗时，边防军中已大量配备火药弓箭、火炮箭等兵器。

课件点击：老师带你们欣赏一些古代的火药武器：

2.火药是怎样传向世界的？恩格斯《德国农民战争》中说：“火药是从中国经印度传到阿拉伯，又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲”。

3.在重大节日中，人们会使用焰火来庆祝。同时火药应用到生产与劳动中，大大提高了效率。

三、情感升华：

引：到底中国四大发明对世界有多大的影响和贡献呢？我们再来看几段重要的评论。（出示）

评论1我国古代的四大发明，在人类科学文化史上留下了灿烂的一页。这些伟大的发明曾经影响并造福于全世界，推动了人类历史的前进。

评论2.“四大发明改变了世界上事物的全部面貌和状态，又从而产生了无数的变化。”

——培根

１．谁能用一句话总结一下我国古代的四大发明对世界的贡献？ 板书：推动进步 造福人类

２、学习了本课后，你有什么感受？ 板书：勤劳智慧

（设计意图：激发学生敬仰古代发明家的勤劳和智慧的情感以及民族自豪感和自信心；激发学生爱科学的兴趣。）

３、小结： 我们为祖先而骄傲，世界为中国而骄傲，就让我们带着这份自豪勤奋学习、热爱科学。

第四篇：四大发明英文介绍

Four Great Inventions of Ancient China--printing Block Printing

With the inventions of paper and ink, stamper gradually became popular during the Jin Dynasty(265-420), which was the early form of Carved Type Printing.Block Printing first appeared in the Tang Dynasty(618-907).The text was first written on a piece of thin paper, then glued face down onto a wooden plate.The characters were carved out to make a wood-block printing plate, which was used to print the text.Wood-block printing took a long time as a new block had to be carved for every page in a book.It took a lot of time and energy as well as materials to prepare for printing a book, but it worked more effectively afterwards.This technology was gradually introduced to Korea, Japan, Vietnam, and the Philippines.Yet, Block Printing had its drawbacks--all the boards became useless after the printing was done and a single mistake in carving could ruin the whole block.The frontispiece of the world's oldest surviving book, the Diamond Sutra printed in the year 868, was discovered at Dunhuang Cave, along the Silk Road.The book, in the form of a roll, is the earliest woodcut illustration in a printed book.Movable Type Printing

Block Printing was a costly and time-consuming process, for each carved block could only be used for a specific page of a particular book, besides, a single mistake in carving could ruin the whole block.However movable type changed all of that.In the Song Dynasty(960-1279), a man named Bi Sheng carved individual characters on identical pieces of fine clay.Each piece of movable type had on it one Chinese character which was carved in relief on a small block of moistened clay.After the block had been hardened by fire, the type became hard and durable and could be used wherever required.The pieces of movable type could be glued to an iron plate and easily detached from the plate.Each piece of character could be assembled to print a page and then broken up and redistributed as needed.When the printing was finished, the pieces were put away for future use.By the year1000, paged books in the modern style had replaced scrolls.Two color printing(black and red)was seen as early as 1340.This technology then spread to Korea, Japan, Vietnam and Europe.Later, German Johann Gutenberg invented movable type made of metal in the 1440s.Movable Type Printing developed very fast.Based on clay type, type made of wood, lead, tin and copper gradually appeared.Four Great Inventions of Ancient China--Gunpowder

The invention of gunpowder had a close relationship with the advanced ancient workmanship of smelting industry.People began to know a lot of chemistry knowledge about the nature of different mineral materials during the process of smelting operation.With the knowledge, ancient necromancers tried to seek the elixir of immortality from certain kinds of ores and fuel.Although they failed to get what they were looking for, they discovered that an explosive mixture could be produced by combining sulfur, charcoal, and saltpeter(potassium nitrate).This mixture finally led to the invention of gunpowder although its exact date of invention still remains unknow

Many historical materials indicate that gunpowder first appeared before the Tang Dynasty(618-907).From 300 to 650AD several recipes were written about inflammable mixtures.Some historians date the invention of gunpowder at 850AD when a Taoist book warned of three specific elixir formulas as too dangerous to experiment.The military applications of gunpowder began in the Tang Dynasty.Explosive bombs filled with gunpowder and fired from catapults were used in wars.During the Song and Yuan dynasties(960-1368), the military applications of gunpowder became common and some other weapons like “fire cannon”, “rocket”, “missile” and “fireball” were introduced.In the Yuan Dynasty(1279-1368), the method of powder-making was introduced to the Arab world and Europe, bringing a series of revolutions to weapon manufacturing, as well as to stratagem and tactics on the battlefield.From Italy the making of gunpowder soon spread to other European countries, and by the 1350s it had become an effective weapon on the battlefield.Four Great Inventions of Ancient China--Paper

(来源：英语麦当劳www.xiexiebang.com)

China was the first nation who invented paper.The earliest form of paper first appeared in the Western Han Dynasty(206BC-23AD), but the paper was generally very thick, coarse and uneven in their texture, made from pounded and disintegrated hemp fibers.The paper unearthed in a Han tomb in Gansu Province is by far the earliest existing ancient paper, tracing back to the early Western Han Dynasty.In the Eastern Han Dynasty(25-220), a court official named Cai Lun made a new kind of paper from bark, hemp, rags, fishnet, wheat stalks and other materials.It was relatively cheap, light, thin, durable and more suitable for brush writing.The art of paper-making spread east to Korea and Japan at the beginning of the seventh century(the end of the Sui Dynasty and the beginning of the Tang Dynasty).In the eighth century, along with the Silk Road, the Arab countries began to learn how to make paper.It took about 400 years for paper to traverse the Arab world to Europe.In the 14th century many paper mills were established in Italy, from where the workmanship of paper-making spread to the European countries such as Germany.The Italians vigorously produced the material and exported large amounts of it, dominating the European market for many years.In the 16th century, the art of paper-making appeared in Russia and Holland, and it spread to Britain in the 17th century.(来源：英语麦当劳http://www.xiexiebang.com)

Before paper was invented, Qin Shihuang, the first emperor in Chinese history, had to go over 120 kilos of official documents written on bamboo or wooden strips.With the invention of paper, the popularization of knowledge has turned into reality.The invention of paper is an epoch-making event in human history.Four Great Inventions of Ancient China--Compass

Early in the Spring and Autumn Period(770-476BC), while mining ores and melting copper and iron, Chinese people chanced upon a natural magnetite that attracted iron and pointed fixedly north.In the Warring States Period(206BC-23AD), after constant improvement the round compass came into being.Referred to as a “South-pointer”, the spoon-or ladle-shaped compass is of magnetic lodestone, and the plate is of Bronze.The circular center represents Heaven, and the square plate represents Earth.The handle of the spoon points south.The spoon is a symbolic representation of the Great Bear.The plate bears Chinese characters which denote the eight main directions of north, north-east, east, etc.This type of compass has been scientifically tested and found to work tolerably well.By the time of the Tang dynasty(618-907)and the beginning of the Northern Song Dynasty(960-1127), Chinese scholars had devised a way to magnetize iron needles, by rubbing them with magnetite, and then suspending them in water.They also observed that needles cooled from red heat and held in the north-south orientation(the earth's axis)would become magnetic.These more refined needle compasses could then be floated in water(wet compass), placed upon a pointed shaft(dry compass)or suspended from a silk thread, etc.Consequently, they were much more useful for navigation purposes since they were much more portable.During the Song Dynasty(960-1279)many trading ships were then able to sail as far as Saudi Arabia without getting lost.The compass was introduced to the Arab world and Europe during the Northern Song Dynasty.The spread of the compass to Europe opened the oceans of the world to travel and led to the discovery of the New World.

第五篇：四大发明小故事

四大发明——造纸术

造纸是一项重要的化学工艺，纸的发明是中国在人类文化的传播和发展上，所做出的一项十分宝贵的贡献，是中国化学史上的一项重大的成就。

在纸还未发明之前，甲骨、竹简和绢帛是古代用来供书写、记载的材料。但由于西汉的经济、文化迅速发展，甲骨和竹简不能满足发展的需求，从而促使了书写工具的改进。

当时人们已开始应用小块的丝绵制成的纸，因为考古学家于1933年在新强罗布淖尔发现了一张古纸，它是”麻物、白色，作方块薄片，四周不完整，长约40厘米，宽约100厘米，质甚粗糙，不匀净，纸 面尚有麻筋，盖初做纸时所做，故不精细也〃由于古汉时的纸张是由麻缕和丝绵，加上制法粗糙，所以纸张的质量不太好。而麻缕和丝绵都有其本身的作用，如要把它们用作造纸的原料，就必然会受到很大的限制，而难以得到迅速的发展，来满足文化生活上对纸张的要求。

在新的客观形势要求下，蔡伦的出现便为造纸术带来新突破，在《东汉观记》卷二上记载：”蔡伦·有才学，尽忠重慎，每次休沐，闭门以绝宾客，曝体田野。典作尚方，造意用树皮及敝布、鱼网作纸。元兴元年奏上，帝善其能，自是莫不用，天下咸称蔡侯纸〃。从以上看来，蔡伦是用树皮、破布、鱼网造纸的。

虽然在蔡伦之前也有纸的存在，但是原料左身就有很大的局限，而蔡伦对新原料的发现，解决了这个问题。因为破布、破鱼网早已结束了它们本身的任务，成了废物而又用作做原料，对造纸工业起了极大的推动作用。

新原料的使用必然提出新技术的要求，但是由于典籍流失，实际的操作如何，已缺乏记载，无从考知，但大概是先张布或网撕破或剪断，然后放在水里浸渍相当长的时间并且需要加以舂捣，才能做成纸浆。用树皮做纸张，困难更大一些．除初步切短和后部舂捣外，中间还需要烹煮和加入石灰浆之类的促烂剂。下图是中国古代造纸工程之(抵压帘覆)及(干焙火烘)。

四大发明——火药

火药是中国四大发明之一。火药,顾名思义就是(着火的药)。它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。左图为元代铜火铳。

它是硫黄,硝石,炭的混合物,而前两项在汉代成书的中国第一部药物学典籍(神农本草经)里都被列为重要的药材。就是火药本身也被归入药类,明代李时珍的(本草纲目)中说,火药能治疮癣,杀虫,辟湿气和瘟疫。火药的发明是人们长期炼丹,制药实践结果,至今已有一千多年历史。

唐朝末年,火药已被用于军事。唐昭宗天佑元年(904年)杨行密的军队围攻豫章,部将郑璠(以所部发机飞火,烧龙沙门,带领壮士突火先登入城,焦灼被体)<九国志?郑璠传>。这里所说的(飞火),就是(火炮),(火箭)之类。(火炮)是把火药制成环状,把吊线点燃后用抛石机抛掷出去;(火箭)则是把火药球缚于箭镞之下,将吊线点燃后用弓射出。到了宋代,戢争接连不断,促进火药武器的加速发展。北未政府建立了火药作坊,先后制造了火药箭,火炮等以燃烧性能为主的武器和(霹雳炮),(震天雷)等爆炸性较强的武器。南未在1259年造出了以巨竹为筒,内装火药的(突火枪)。到了元代又出现铜铸火统,称为(铜将军)。这些都是以火药的爆炸为推动力的武器,在戢争中颢示了前所未有威力。右图为南未突火枪。

在12,13世纪,火药首先传入阿拉伯国家,然后传到希腊和欧洲乃至世界各地。对人类社会的文明进步,对经济和科学文化的发展,起了推动作用。美法各国直到十四世纪中叶,才有应用火药和火器的记载。左图为北未火药箭。

四大发明—印刷术

印章、拓印、印染与雕版印刷

印章在先秦时就有，一般只有几个字，表示姓名，官职或机构。印文均刻成反体，有阴文、阳文之别。在纸没有出现之前，公文或书信都写在简牍上，写好之后，用绳扎好，在结扎处放粘性泥封结，将印章盖在泥上，称为泥封，泥封就是在泥上印刷，这是当时保密的一种手段。纸张出现之后，泥封演变为纸封，在几张公文纸的接缝处或公文纸袋的封口处盖印。据记载在北齐时（公元550~577年）有人把用于公文纸盖印的印章作得很大，很像一块小小的雕刻版了。

战国（公元前475-前221年）时期的铜印。

晋代著名炼丹家葛洪（公元284~363年）在他著的《抱朴子》中提到道家那时已用了四寸见方（13.5×13.5）有120个字的大木印了。这已经是一块小型的雕版了。佛教徒为了使佛经更加生动，常把佛像印在佛经的卷首，这种手工木印比手绘省事得多。

碑石拓印技术对雕版印刷技术的发明很有启发作用。刻石的发明，历史很早。初唐在今陕西凤翔发现了十个石鼓，它是公元前8世纪春秋时秦国的石刻。秦始皇出巡，在重要的地方刻石7次。东汉以后，石碑盛行。汉灵帝四年（公元175年）蔡邕建议朝廷，在太学门前树立《诗经》、《尚书》、《周易》、《礼记》、《春秋》、《公羊传》、《论语》等七部儒家经典的石碑，共20.9万字，分刻于46块石碑上每碑高175、宽90、厚20厘米，容字5000，碑的正反面皆刻字。历时8年，全部刻成。成为当时读书人的经典。很多人争相抄写。后来特别是魏晋六朝时，有人趁看管不严或无人看管时，用纸将经文拓印下来，自用或出售。结果使其广为流传。

古人发现在石碑上盖一张微微湿润的纸，用软槌轻打，使纸陷入碑面文字凹下处，待纸干后再用布包上棉花，蘸上墨汁，在纸上轻轻拍打，纸面上就会留下黑地白字跟石碑一模一样的字迹。这样的方法比手抄简便、可靠。于是拓印就出现了。

拓片是印刷技术产生的重要条件之一。

印染技术对雕版印刷也有很大的启示作用，印染是在木板上刻出花纹图案，用染料印在布上。中国的印花板有凸纹板和镂空板两种。1972年湖南长沙马王堆一号汉墓（公元前165年左右）出土的两件印花纱就是用凸纹板印的。这种技术可能早于秦汉，而上溯至战国。纸发明后，这种技术就可能用于印刷方面，只要把布改成纸，把染料改成墨，印出来的东西，就成为雕版印刷品了。在敦煌石室中就有唐代凸板和镂空板纸印的佛像。

印章、拓印、印染技术三者相互启发，相互融合，再加上我国人民的经验和智慧，雕版印刷技术就应运而生了。

指南针

战国时代，我国人民利用磁铁造成了一种指示方向的工具，叫“司南”。“司南”就是指南的意思。

司南的形状和现在的指南针完全不同。它是根据我国古代的勺子的形状制成的，很象我们现在用的汤匙。

司南是怎样制成的呢？古书上缺少详细的记载，又没有实物留下来，所以我们没有办法知道它的准确形状。根据专家们的研究，司南大约是把整块的天然磁铁，轻轻地琢磨成勺子的形状，并且把它的S极琢磨成长柄，使重心落在圆而光滑的底部正中。拓片是印刷技术产生的重要条件之一。指南针

在发明指南针之前人类在茫茫大海中航行，常常会迷失方向，造成不可想象的后果,是中国人发明了指南针，使人类航行有了方向。指南针是用以判别方位的一种简单仪器。中国古代四大发明之一。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。

指南针的发明是我国劳动人民，在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究，终于发明了可以实用的指南针。

磁现象的发现

先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识，在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿，即磁石（主要成分是四氧化三铁）。这些发现很早就被记载下来了。《管子》的数篇中最早记载了这些发现：“山上有磁石者，其下有金铜。”其他古籍如《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现，《吕氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招铁，或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为：“石是铁的母亲，但石有慈和不慈两种，慈爱的石头能吸引他的子女，不慈的石头就不能吸引了。” 汉以前人们把磁石写做“慈石”，是慈爱石头的意思。

既然磁石能吸引铁，那么是否还可以吸引其他金属呢？我们的先民做了许多尝试，发现磁石不仅不能吸引金、银、铜等金属，也不能吸引砖瓦之类的物品。西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁，而不能吸引其他物品。

当把两块磁铁放在一起相互靠近时，有时候互相吸引，有时候相互排斥。现在人们都知道磁体有两个极，一个称N极，一个称S极。同性极相互排斥，异性极相互吸引。那时的人们并不知道这个道理，但对这个现象还是能够察觉到的。

到了西汉，有一个名叫栾大的方士，他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西，通过调整两个棋子极性的相互位置，有时两个棋子相互吸引，有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝，并当场演示。汉武帝惊奇不已，龙心大悦，竟封栾大为“五利将军”。栾大利用磁石的性质，制作了新奇的玩意蒙骗了汉武帝。

地球也是一个大磁体，它的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。因此地球表面的磁体，可以自由转动时，就会因磁体同性相斥，异性相吸的性质指示南北。这个道理古人不够明白，但这类现象他们很清楚。

指南针的始祖——司南

指南针的始祖大约出现在战国时期。它是用天然磁石制成的。样子象一把汤勺，圆底，可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡，且可以自由旋转。当它静止的时候，勺柄就会指向南方。古人称它为“司南”，当时的著作《韩非子》中就有：“先王立司南以端朝夕。”“端朝夕”就是正四方、定方位的意思。《鬼谷子》中记载了司南的应用，郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向。

春秋时代，人们已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种形状的器具，因此也能将硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南。东汉时的王充在他的著作《论衡》中对司南的形状和用法做了明确的记录。司南是用整块天然磁石经过琢磨制成勺型，勺柄指南极，并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中，勺置于光滑的地盘之中，地盘外方内圆，四周刻有干支四维，合成二十四向。这样的设计是古人认真观察了许多自然界有关磁的现象，积累了大量的知识和经验，经过长期的研究才完成的。司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用。但司南也有许多缺陷，天然磁体不易找到，在加工时容易因打击、受热而失磁。所以司南的磁性比较弱，而且它与地盘接触处要非常光滑，否则会因转动摩擦阻力过大，而难于旋转，无法达到预期的指南效果。而且司南有一定的体积和重量，携带很不方便，这可能是司南长期未得到广泛应用的主要原因。

司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成，青铜盘上刻有二十四向，置磁勺于盘中心圆面上，静止时，勺尾指向为南。

指南针的发明

古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就能指南北。当时以此做为一种游戏。东晋的崔豹在《古今注》中曾提到这种“指南鱼”。

北宋时，曾公亮在《武经总要》载有制作和使用指南鱼的的方法：“用薄铁叶剪裁，长二寸，阔五分，首尾锐如鱼型，置炭火中烧之，侯通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。用时，置水碗于无风处平放，鱼在水面，令浮，其首常向午也。”这是一种人工磁化的方法，它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态，使铁分子顺着地球磁场方向排列，达到磁化的目的。蘸入水中，可把这种排列较快地固定下来，而鱼尾略向下倾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的发明，对指南针的应用和发展起了巨大的作用。在磁学和地磁学的发展史上也是一件大事。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法：“方家以磁石摩针锋，则能指南。”按沈括的说法，当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针，就能使针带上磁性。从现在的观点来看，这是一种利用天然磁石的磁场作用，使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向，从而使钢针显示出磁性的方法。这种方法比地磁法简单，而且磁化效果比地磁法好，摩擦法的发明不但世界最早，而且为有实用价值的磁指向器的出现，创造了条件。

沈括还在《梦溪笔谈》的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象：“以磁石摩针锋，则锐处常指南，亦有指北者，恐石性亦不……，南北相反，理应有异，未深考耳。”这是说，用磁石去摩擦缝衣针后，针锋有时指南，也有时指北。从现在的观点来看，磁石都有N和S两个极，磁化时缝衣针针锋的方位不同，则磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道这个道理，他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。

关于磁针的装置方法，沈括介绍了四种方法：

1.水浮法——将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向。

2.碗唇旋定法——将磁针搁在碗口边缘，磁针可以旋转，指示方向。

3.指甲旋定法——把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑，磁针可以旋转自如，指示方向。

4.缕悬法——在磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕丝，挂在没有风的地方，就可以指示方向了。

沈括还对四种方法做了比较，他指出，水浮法的最大缺点，水面容易晃动影响测量结果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由于摩擦力小，转动很灵活，但容易掉落。沈括比较推重的是缕悬法，他认为这是比较理想而又切实可行的方法。事实上沈括指出的四种方法已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。

《梦溪笔谈》是沈括(1031—1095年)所著的有关我国古代科学技术的著作，书中谈到磁学和指南针的一些问题。

南宋陈元靓在《事林广记》中介绍了另一类指南鱼和指南龟的制作方法。这种指南鱼与《武经总要》一书记载的不一样，是用木头刻成鱼形，有手指那么大，木鱼腹中置入一块天然磁铁，磁铁的S极指向鱼头，用蜡封好后，从鱼口插入一根针，就成为指南鱼。将其浮于水面，鱼头指南，这也是水针的一类。

指南龟是当时流行的一种新装置，将一块天然磁石放置在木刻龟的腹内，在木龟腹下方挖一光滑的小孔，对准并放置在直立于木板上的顶端尖滑的竹钉上，这样木龟就被放置在一个固定的、可以自由旋转的支点上了。由于支点处摩擦力很小，木龟可以自由转动指南。当时它并没有用于航海指向，而用于幻术。但是这就是后来出现的旱罗盘的先声。

指南龟发明年代不晚于1325年。木块刻成龟型，龟腹部中心嵌以磁体，木龟安放在尖状立拄上，静止时首尾分指南北。

罗盘定位

要确定方向除了指南针之外，还需要有方位盘相配合。最初使用指南针时，可能没有固定的方位盘，随着测方位的需要，出现了磁针和方位盘一体的罗盘。罗盘有堪舆用的罗经盘和水罗盘、旱罗盘。

方位盘仍是二十四向，但是盘式已经由方形演变成圆形。这样一来只要看一看磁针在方位盘上的位置，就能断定出方位来。南宋时，曾三异在《因话录》中记载了有关这方面的文献：“地螺或有子午正针，或用子午丙壬间缝针。”这是有关罗经盘最早的文献记载。文献中所说的“地螺”，就是地罗，也就是罗经盘。文献中已经把磁偏角的知识应用到罗盘上。这种罗盘不仅有子午针（确定地磁场南北极方向的磁针），还有子午丙壬间缝针（用日影确定的地理南北极方向）这两个方向之间的夹角，就是磁偏角。

盘面周围刻二十四方位，内中盛水，磁针横穿灯草，浮于水面。现在人们已经知道，地球的两个磁极和地理的南北极只是接近，并不重合。磁针指向的是地球磁极而不是地理的南北极，这样磁针指的就不是正南、正北方向而略有偏差，这个角度就叫磁偏角。又因为地球近似球形，所以磁针指向磁极时必向下倾斜，和水平方向有一个夹角，这个夹角称为磁倾角。不同地点的磁偏角和磁倾角都不相同。成书于北宋的《武经总要》在谈到用地磁法制造指南针时，就注意利用了磁倾角。沈括在《梦溪笔谈》谈到指南针不全指南，常微偏东。指出了磁偏角的存在。磁偏角和磁倾角的发现使指南针的指向更加准确。

磁性质的应用

指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面，特别是航海上。指南针在航海上的应用有一个逐渐发展过程。成书年代略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中记有：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针。”这是世界航海史上最早使用指南针的记载。文中指出，当时只在日月星辰见不到的时候才使用指南针，可见指南针刚开始使用时，使用还不熟练。二十几年后，许兢的《宣和奉使高丽图经》也有类似的记载：“惟视星斗前迈，若晦冥则用指南浮针，以揆南北。”到了元代，指南针一跃而成海上指航的最重要的仪器了。不论昼夜晴阴都用指南针导航了。而且还编制出使用罗盘导航，在不同航行地点指南针针位的连线图，叫做“针路”。船行到某处，采用何针位方向，一路航线都一一标识明白，作为航行的依据。

指南针的发明是古代先民对磁现象的观察和研究的结果。古代先民对磁现象的观察和研究的过程中，进一步了解了磁的性质，并试图更多地应用这些性质。传说秦始皇修建阿房宫时，有一宫门是用磁铁制造的。如果刺客带剑而过，立刻会被吸住，被卫兵当场捕获。这样的故事还很多，《晋书.马隆传》记载马隆率兵西进甘、陕一带，在敌人必经的狭窄道路两旁，堆放磁石。穿着铁甲的敌兵路过时，被牢牢吸住，不能动弹了。马隆的士兵穿犀甲，磁石对他们没有什么作用，可自由行动。敌人以为神兵，不战而退。东汉的《异物志》记载了在南海诸岛周围有一些暗礁浅滩含有磁石，磁石经常把“以铁叶锢之”的船吸住，使其难以脱身。

魏晋南北朝时，我国先民对磁石的性质已有了很多认识。就连当时的诗人曹植在矫志诗中也用了“磁石引铁，于金不连。”的句子。可见他也了解磁石的性质。南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法，他指出：优良磁石出产在南方，磁性很强，能吸引三、四根铁针，使几根针首尾相连挂在磁石上。磁性更强的磁石，能吸引十多根铁针，甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分，而且指出了测量方法。这可能是世界上有关磁力测量的最早记载。

我国先民对磁石的性质的研究和认识是指南针发明和发展的基础。

中国在北宋时期就发明了人工磁化的两种方法：一种是沈括所说的用天然磁石摩擦钢针的方法，另一种是利用地球磁场的作用使钢铁磁化。

人们把经过磁化的钢针，穿过几根灯草，放在一个乘满水的碗里，它就能浮在水上为航船指明方向，这就是世界上最早用来指示方向的仪器--指南针。而许多动物已经在我们之前就学会了利用地球磁场来辨别方向。

火药

火药是我国古代四大发明之一。因为是用硝石、硫黄和木炭这三种物质混和制成的，而当时人们都把这三种东西作为治病的药物，所以取名“火药”，意思是“着火的药”。

自秦汉以后，炼丹家用硫黄、硝石等物炼丹，从偶然发生爆炸的现象中得到启示，再经过多次实践，找到了火药的配方。三国时有个聪明的技师马钧，用纸包火药的方法做出了娱乐用的“爆仗”，开创了火药应用的先河。

唐朝末年，火药开始应用到军事上。人们利用抛射石头的抛石机，把火药包点着以后，抛射出去，烧伤敌人，这是最原始的火炮。后来人们将球状火药包扎在箭杆头附近，点着引线以以后，用弓箭将火药射出去烧伤敌人。还有把火药、毒药，再加上一些沥清、桐油等，捣在一起做成毒球，点着以后，用弓箭射出，杀伤敌人是后来的“万人敌”。到了宋朝，人们将火药装填在竹筒里，火药背后扎有细小的“定向棒”，点燃火管上的火硝，引起筒里的火药迅速燃烧，产生向前的推力，使之飞向敌阵爆炸，这是世界上第一种火药火箭。以后又发明了火枪和枪，这些都是用竹管制成的原始管形火器，是近代代枪炮的老祖宗。

造纸术

造纸技术的发明，是中华民族对世界文明出贡献之一。

大约在3500多年前的商朝，我国就有了刻在龟甲和兽骨上的文字，称为甲骨文。到了春秋时，用竹片和木片替代龟甲和兽骨，称为竹简和木牍。甲骨和简牍都很笨重，战国时思想家惠施外出讲学，带的书简就装了五车，所以有学富五车的典故。西汉时在宫廷贵族中又用缣帛或绵纸写字。缣是细绢、帛是丝织品的总称吏一方缣帛上写字时，便于书写，不但比简牍写得多，而且还可以在上面作画，但是价格昂贵，只能供少数王宫贵族使用。公元前2世纪西汉初期已经有了纸。

发明人

东汉和帝元兴元年(公元105年)，蔡伦在总结前人制造丝织晶的经验的基础上，发明了用树皮、破渔网、破布、麻头等作原料，制造成了适合书写的植物纤维纸，才使纸成为普遍使用的书写材料。被称为“蔡侯纸”。

蔡伦只是改进造纸术，而不是纸的发明人。

造纸术在7世纪经朝鲜传到日本。8世纪中叶传到阿拉伯联合酋长国。到12世纪，欧洲才仿效中国的方法开始设厂造纸。

发明地点

洛阳

活字印刷术

印刷术是中国古代四大发明之一。它开始于隋朝的雕版印刷，经宋仁宗时的毕升发展、完善，产生了活字印刷，并由蒙古人传至了欧洲，所以后人称毕升为印刷术的始祖。中国的印刷术是人类近代文明的先导，为知识的广泛传播、交流创造了条件。

雕版印刷是用刀在一块块木板上雕刻成凸出来的反写字，然后再上墨，印到纸上。每印一种新书，木板就得从头雕起，速度很慢。如果刻版出了差错，又要重新刻起，劳作之辛苦，可想而知。

北宋刻字工人毕升在公元1004年至1048年间，用质细且带有粘性的胶泥，做成一个个四方形的长柱体，在上面刻上反写的单字，一个字一个印，放在土窑里用火烧硬，形成活字。然后按文章内容，将字依顺序排好，放在一个个铁框上做成印版，再在火上加热压平，就可以印刷了。印刷结束后把活字取下，下次还可再用。这种改进之后的印刷术叫做活板印刷术。

这种印刷方法虽然原始简单，却与现代铅字排印原理相同，使印刷技术进入了一个新时代。

后来，元代著名农学家与机械学家王桢发明了木活字，并创造出比较简捷的适于汉字复杂特点的转盘排字方法，后来又发明了金属活字，使活字印刷得到了改进。唐代的雕刻印本传到日本，8世纪后期日本完成了木板《陀罗尼经》以后又传到朝鲜民主主义人民共和国、阿拉伯联合酋长国一带和东欧。15世纪，德国人学会了用合金铸宇，从此毕升首创的活字印刷在欧洲各地推广开来。

北宋科学家、政治家沈括曾在《梦溪笔谈》中有一篇文章叫《活板》，其中详细介绍了活板印刷术的全过程，通俗易懂，非常详细。