1．北宋畢升發明活字印刷及其傳播(板書)雕版印刷是活字印刷術的基礎。我國古代的雕版印刷，自隋唐出現後，到了宋朝，印刷技術日臻完善。但是，雕版費時、費工的缺點也隨之暴露出來。如宋太祖時，官方主持在成都刻印《大藏經》，花費了12年時間，雕板達13萬塊之多。因此，用活字印刷術取代雕板印刷已成為印刷業發展的必然趨勢。北宋慶歷年間，平民畢升發明了活字印刷術。具體做法如下：用膠泥刻活字，火燒使之堅硬，再把壹個個活字排在有松脂和蠟的鐵板上，加熱，使蠟熔化，用平板壓平字面，冷卻後活字就固定在鐵板上。上墨印刷。印畢，又對鐵板加熱，蠟熔化後取下活字，以備再用。畢升的活字印刷術奠定了現代活字印刷基本工序的基礎。
(1)?元朝王禎發明的木活字轉輪排字盤。(2)?敦煌發現的元朝畏兀兒文木活字。傳播：活字印刷術後來陸續傳到朝鮮、日本、埃及和歐洲。歐洲15世紀才有活字版，比畢升的發明晚400年。
2．北宋指南針開始用於航海及傳播。戰國時期，我國人民已經利用磁石的指極性制成了“司南”(看圖)。它是由壹把光滑的磁勺和刻著方位的銅盤組成，用手轉動勺子，當勺子停下來時，勺把所指的方向就是南方。北宋時，人們又不斷地試驗、探索、改進，終於發現鋼鐵在磁石上磨過以後也能帶磁，而且磁性比自然磁鐵穩固，根據這個發現，制成指南針。以後又學會把指南針固定在方位盤裏，制成了羅盤針。這樣就大大提高了指向的穩定性，至今這種形式的羅盤針仍流行於世界各國。北宋時由於對外貿易空前發展，於是指南針就作為壹種準確可靠的導航儀器應用到航海業上。南宋時期，我國的海船上已普遍裝有羅盤針。傳播：南宋時，由阿拉伯的人傳到歐洲。
3?火藥在軍事上的廣泛使用及其傳播。火藥在唐末時用於軍事，到宋元時期，得到了更廣泛的使用。宋建立後，為抵禦遼、西夏和金的進攻，宋加緊對武器的制作和研究，火藥武器不斷得到改進。到了南宋，則有了新的突破，出現了管形火器，叫突火槍(看圖)，以巨竹為筒，內裝有原始的子彈，是世界上最原始的槍炮，它的發明，大大提高了火器發射的準確率。元朝初年，出現了用銅或鐵制成的大型管形火器，統稱為“火銃”，裏面裝有鐵彈丸(見圖元代銅火銃)，銃尾有火眼，用以點放，已具備了近代火炮的基本構造。火藥和火藥武器的廣泛使用，是世界兵器史上的壹個劃時代的進步，使人類作戰方式發生了重大變革。傳播：南宋時，火藥傳到阿拉伯。蒙古西征時，火器也傳到阿拉伯。14世紀初，伊斯蘭教國家攻打西班牙時，使用了火藥武器。這時歐洲國家才開始接觸到火藥武器並加以制造。印刷術、指南針、火藥和造紙術，是我國古代的四大發明，也是我國成為世界文明古國的重要標誌。提問：活字印刷、指南針和火藥的發明，有什麽重大歷史意義?
二、科學家沈括和郭守敬
1．北宋沈括創“十二氣歷”及著《夢溪筆談》沈括是壹位在世界科學史上占有重要地位的科學家，被英國科學史專家李約瑟博士稱為“中國科學史上最奇特的人物。”(看圖)他有多方面的成就，請壹位同學回答，他突出的成就表現在哪兩些方面?同學答：(1)他創制的“十二氣歷”是壹種先進、合理的歷法。
(二)著有《夢溪筆談》，記敘了我國古代許多科技成就，也包括沈括自己的不少科學創見。(2)元朝郭守敬編《授時歷》及主持通惠河的開鑿。(板書)郭守敬是壹位大天文學家，他創制了壹部歷法——《授時歷》。該歷法以365.2425日為壹回歸年。現代測定的回歸年為365．2419日，兩者相差只有26秒。目前世界通用的“格裏高利歷”也采用365．2425日為壹年，但它於1582年才頒布，比《授時歷》晚了300年，《授時歷》***施行了 364年，是我國古代最精密、使用時間最長的歷法。郭守敬還是壹位水利專家，他領導修築了大都到通州之間的通惠河，使運糧漕船可以駛入大都的積水潭，大大便利了交通運輸。
三、農學和醫學(板書)1?元朝農學家王禎的《農書》(板書)2?宋朝針炙和法醫學的成就(板書)這壹部分內容由學生自己閱讀，需要明確：王禎是元朝著名的農學家，他的《農書》是我國第壹部系統研究農學的著作。北宋針炙銅人和南宋醫學著作的出現反映了宋朝醫學的新發展。
四、成熟的古代建築(板書)北宋建築師李誡著《營造法式》(板書)北宋出現了若幹部建築學專著，其中以李誡的《營造法式》最為著名。它集中說明了我國古代建築技術已進入成熟階段，它是我國古代最全面，最科學的建築手冊，也是世界上最早最完備的建築學著作。小結歸納宋元時期高度繁榮的文化，令我們感到驕傲和自豪，但我們不能因此而妄自尊大，故步自封。讓我們勇於和善於汲取世界文明中壹切優秀的成果，創造出更燦爛輝煌的社會主義文化。
到公元 1300年前後，元代劉瑾所著《律呂成書》已開始使用小數記數,而西方的斯臺汶直到1585年才有十進小數的概念，且他的表示方法遠不如中國先進
疏通經絡調活氣血的鐵球
在我國，很早就有人利用木球、石球和核桃球進行指力的鍛煉，後來，壹些豪門貴族把其發展為玻璃球和玉球，並逐漸演化為實心的鐵球，這些材質不同的、在指間賞玩的球逐漸形成了我國早期的健身球。由於鐵球在我國源遠流長的鐵球文化發展過程中，起著擔綱的重要作用，因而人們習慣把“健身球運動”稱之為“鐵球運動”。
具體來說鐵球始於宋朝，起初是實心球，又稱鐵蛋子，既健身又防身，是武器的壹種。據資料查證，在明朝嘉慶年間，由實心球改成空心球，到清朝乾隆年間開始盛行。其通過對手部穴位的刺激作用來疏通經絡、調活氣血的功能逐漸為人們所認識。
我國保定地區目前是中國鐵球的主要生產基地。現在的鐵球在沿襲了明清古老制作技術上的基礎上，經過改進與革新研制而成，工藝更加精細，結構更加科學。球的材質愈加多樣，表面圖案也更加豐富。內部結構也日益復雜，球內有球，並裝音板，兩個為壹副，俗稱“壹公壹母”。拿在手中運轉起來，音響各異，有高有低，清脆悅耳，既能收到調理身心之功效，還能在鐵球的清脆悅耳的音響中陶冶性情。
增加遠航安全的水密隔艙:
這壹船舶結構大約發明於唐代，宋以後在海船中被普遍采用，部分內河船也有采用。所謂水密隔艙，就是用隔艙板把船艙分成互不相通的壹個壹個艙區，艙數有13個的，也有8個的。這壹船舶結構是中國在造船方面的壹大發明，它具有多方面的優越性。
首先，由於艙與艙之間嚴密分開，因此在航行中，特別是在遠洋航行中，即使有壹兩個艙區破損進水，水也不會流到其他艙區。從船的整體來看,仍然保持有相當的浮力，不致沈沒。如果進水太多，船支撐不住，只要拋棄貨物，減輕載重量，也不至於很快沈入海底。如果船舶破損不嚴重，進水不多，只要把進水艙區裏的貨物搬走，就可以修復破損的地方，不會影響船舶繼續航行。如果進水較嚴重，也可以駛到就近的口或陸地進行修補。因此，水密隔艙既提高了船舶的抗沈性能，又產加了遠航的安全性能。
其次，船上分艙，貨物的裝卸和管理比較方便。不同的貨主可以同時在個別的艙區中裝貨和取化，提高了裝卸的效率，又便於進行管理。
另外，由於艙板跟船殼板緊密連結，起著加固船體的作用，不但增加了船舶整體的橫向強度，而且取代了加設肋骨的工藝，使造船工藝簡化。
由於水密艙結構具有這些優越性，受到普遍的歡迎。1974年泉州灣後渚出土的南宋海船，1976年南朝鮮新安海底發現的元代海船，1982年泉州法石發現的南宋海船，都采用水密隔艙結構形式。新安海船有8個艙區，法石海船大約也是8個艙區。
中國船舶采用的水密隔艙結構，很早就受到國外的贊賞。元代意大利施行家馬可·波羅在他的《遊記》中，對中國的船舶作了詳細的描述。
英國的本瑟姆曾經考察過中國的船舶結構，並且對歐洲的造船工藝進行了改進，引進了中國的水密隔艙結構。公元1795，他受英國皇家海軍的委托，設計並且制造了六艘新型的船只。在他所寫的論文中說，他所造的船"有增加強度的隔板，它們可以保護船只，免得進水而沈沒，正像現在中國人做的壹樣。"後來，本瑟姆夫人在為丈夫所寫的傳記中指出："這不是本瑟姆將軍的發明，他自己曾經公開地說過，'這是今天的中國人，壹如古代的中國人所實行的'。"從此，中國先進的水密隔艙結構，逐漸被歐洲乃至世界各地的造船工藝所吸取，至今仍是船舶設計中重要的結構形式。
造船業重大發明龍骨結構
中國古代船舶的龍骨結構是造船業中的壹項重大發明，對世界船舶結構的發展產生深遠的影響。宋代尖底海船甲板平整，船舷下削如刃，船的橫斷面為V形，尖底船下設置貫通首尾的龍骨，用來支撐船身，使船只更堅固，同時吃水深，抗禦風浪能力十分強。歐洲船只於十九世紀初才開始采用這種龍骨結構，比中國晚了數百年
天文記時儀器 水運儀象臺
宋元佑三年(公元1088年)在著名科學家蘇頌的倡議和領導下，壹座傑出的天文記時儀器——水運儀象臺，在當時的京城開封制成。水運儀象臺的構思廣泛吸收了以前各家儀器的優點，尤其是吸取了北宋初年天文學家張思訓所改進的自動報時裝置的長處；在機械結構方面，采用了民間使用的水車、筒車、桔橰、凸輪和天平秤桿等機械原理，把觀測、演示和報時設備集中起來，組成了壹個整體，成為壹部自動化的天文臺。
在蘇頌所著的《新儀象法要》中詳細介紹了水運儀象臺的設計和制作情況，並附有多幅繪圖。根據《新儀象法要》記載，水運儀象臺是壹座底為正方形、下寬上窄略有收分的木結構建築，高大約有十二米，底寬大約有七米，***分為三大層。
上層是壹個露天的平臺，設有渾儀壹座，用龍柱支持，下面有水槽以定水平。渾儀上面覆蓋有遮蔽日曬雨淋的木板屋頂，為了便於觀測，屋頂可以隨意開閉，構思比較巧妙。露臺到儀象臺的臺基有七米多高。
中層是壹間沒有窗戶的“密室”，裏面放置渾象。天球的壹半隱沒在“地平”之下，另壹半露在“地平”的上面，靠機輪帶動旋轉，壹晝夜轉動壹圈，真實地再現了星辰的起落等天象的變化。下層設有向南打開的大門，門裏裝置有五層木閣，木閣後面是機械傳動系統。
第壹層木閣又名“正衙鐘鼓樓”，負責全臺的標準報時。木閣設有三個小門。到了每個時辰(古代壹天分做十二個時辰，壹個時辰又分為時初和時正)的時初，就有壹個穿紅衣服的木人在左門裏搖鈴；每逢時正，有壹個穿紫色衣服的木人在右門裏敲鐘；每過壹刻鐘，壹個穿綠衣的木人在中門擊鼓。
第二層木閣可以報告十二個時辰的時初、時正名稱，相當於現代時鐘的時針表盤。這壹層的機輪邊有二十四個司辰木人，手拿時辰牌，牌面依次寫著子初、子正、醜初、醜正等。每逢時初，時正，司辰木人按時在木閣門前出現。
第三層木閣專刻報的時間。***有九十六個司辰木人，其中有二十四個木人報時初、時正，其余木人報刻。例如：子正：初刻、二刻、三刻；醜初：初刻、二刻、三刻，等等。)
第四層木閣報告晚上的時刻。木人可以根據四季的不同擊鉦報更數。
第五層木閣裝置有三十八個木人，木人位置可以隨著節氣的變更，報告昏、曉、日出以及幾更幾籌等詳細情況。
五層木閣裏的木人能夠表演出這些精彩、準確的報時動作，是靠壹套復雜的機械裝置“晝夜輪機”帶動的。而整個機械輪系的運轉依靠水的恒定流量，推動水輪做間歇運動，帶動儀器轉動，因而命名為“水運儀象臺”。
蘇頌主持創制的水運儀象臺是十壹世紀末我國傑出的天文儀器，也是世界上最古老的天文鐘。國際上對水運儀象臺的設計給予了高度的評價，認為水運儀象臺為了觀測上的方便，設計了活動的屋頂，這是今天天文臺活動圓頂的祖先；渾象壹晝夜自轉壹圈，不僅形象地演示了天象的變化，也是現代天文臺的跟蹤器械—轉儀鐘的祖先；水運儀象臺中首創的擒縱器機構是後世鐘表的關鍵部件，因此它又是鐘表的祖先。從水運儀象臺可以反映出中國古代力學知識的應用已經達到了相當高的水平
中國古代天文儀器之簡儀
郭守敬於公元1276年創制的壹種測量天體位置的儀器。該儀器的結構和使用上都比渾儀簡單，而且除北極星附近以外，整個天空壹覽無余。故稱簡儀。簡儀的主要裝置是由兩個互相垂直的大圓環組成，其中的壹個環面平行於地球赤道面，叫做“赤道環”；另壹個是直立在赤道環中心的雙環，能繞壹根金屬軸轉動，叫做“赤經雙環”。雙環中間夾著壹根裝有十字絲裝置的窺管，相當於單鏡筒望遠鏡，能繞赤經雙環的中心轉動。觀測時，將窺管對準某顆待測星，然後在赤道環和赤經雙環的刻度盤上直接讀出這顆星星的位置值。有兩個支架托著正南北方向的金屬軸，支撐著整個觀測裝置，使這個裝置保持著北高南低的形狀。這是我國首先發明的赤道裝置，要比歐洲人使用赤道裝置早500年左右。
中國古代天文儀器之仰儀
仰儀是我國古代的壹種天文觀測儀器，由元朝天文學家郭守敬設計制造。
仰儀的主體是壹只直徑約三米的銅質半球面，好像壹口仰放著的大鍋，因而得名。仰儀的內部球面上，縱橫交錯地刻劃出壹些規則網格，用來量度天體的位置。在仰儀的鍋口上刻有壹圈水槽，用來註水校正鍋口的水平，使其保持水平設置；在水槽邊緣均勻地刻劃出24條線，以示方向。在正南方的刻線上安置著兩根十字交叉的竿子，呈正南北方向，壹直延伸到仰儀的中心，把壹塊鑿有中心小孔的小方板裝在竿子的北端，並且小方板可以繞著仰儀中心旋轉。 仰儀是采用直接投影方法的觀測儀器，非常直觀、方便。例如，當太陽光透過中心小孔時，在仰儀的內部球面上就會投影出太陽的映像，觀測者便可以從網格中直接讀出太陽的位置了。尤其在日全食時，利用仰儀能清楚地觀看日食的全過程，連同每壹個時刻，日面虧損的位置、大小都能比較準確地測量出來。因此，仰儀是很受古代天文工作者喜愛的壹種天文觀測儀器。
蘇州石刻
蘇州石刻天文圖是南宋淳佑七年（即公元1247年）所刻的，原圖是黃裳所獻。由王致遠負責書文和刻碑的工作。所依據的素材主要是北宋元豐年間（公元1078至公元1085年）的觀測結果。
碑石高216公分、寬108公分，碑額題“天文圖”三字，故俗稱“天文碑”。碑石上部是壹幅圓形全天星圖，星圖外圈直徑約91.5公分，星圖本身直徑約85公分。畫法是按古法，以天球北極為圓心，用三個同心圓加宿度線來表示的。整個天文圖 ***刻恒星1434顆，星圖下方有兩千多字的說明，概括地敘述當時所知的壹些天文知識。它保存了我國在十壹世紀恒星觀測的部份資料，提供了古代星宿位置的重要訊息，具極高的科學研究價值。中圖是用現代星座盤觀測的方式參閱蘇州石刻天文圖制作的星圖。
山東嘉祥武梁寺石刻北鬥星
山東嘉祥武梁祠石刻畫像北鬥星圖說明以北鬥七星作為車子的框架，意表《天官書》所說：“鬥為帝車，運於中央”。
五代吳越文穆王前元 墓石刻星象圖
五代吳越文穆王前元 墓石刻星象圖是依“蓋天說”而繪制的“蓋圖”， 它類似於現今天文觀測使用的星座盤：觀測者坐北朝南（因我國位處於北半球， 長年見到的日月都出現於南方），仰天觀星， 以看起來似乎不動點（北極星附近）為 蓋頂 ， 下方為南方，日月星辰將從“左”而右周期地“旋”轉運行。 到了漢代，出現了改進型的蓋圖，圖中有了三大小不等的同心圓：上規、內規、下規。 在上規內的星辰，壹年四季不落地平，到夜晚即可看見，故上規內又稱之為“恒顯圈”。 內規表示“天赤道”，上規和下規間的中圈其上的星宿會陸續路經頭頂上空。在下規外的星辰， 終年在地平以下，常隱不現，故稱之為“恒隱圈”。恒顯圈和恒隱圈與中圈的距離相等。 這類星圖以五代吳越文穆王錢元 墓的石刻 二十八星宿圖和蘇州石刻天文圖 為代表。五代吳越文穆王前元 墓石刻星象圖是公元 941 至 960年間建造，刻星象用陰紋勾刻，星和星之間用線聯接，刻工細致，星象位置也相當準確。比蘇州石刻天文圖早了三百多年，同時，尺寸約比蘇州天文圖直徑大壹倍