师：各位同学，你们好，欢迎来到历史课堂。今天我们学习的课题是七年级下册第13课——宋元时期的科技与中外交通。
首先，我们来看两段材料。其一出自英国科学家李约瑟的《中国科学技术史》。李约瑟对中国古代科技研究造诣深厚，他认为中国的科技发展到宋朝已呈巅峰状态。他为什么这么说呢？我们再看材料二，马克思高度赞扬了中国的火药、指南针、印刷术，认为它们是预兆资产阶级社会到来的三大发明。为什么马克思对这三大发明有如此高的评价呢？带着这些疑问，让我们一起开始今天的探究学习。
师：首先，我们来学习第一幕——造福世界的先进科技。大家看一幅文物图片，这是刻印于唐朝咸通九年，即公元868年的《金刚经》。它是现存世界上最早标有确切日期的雕版印刷品。其图文浑朴凝重，刻画精美，墨色均匀，印刷清晰，表明当时印刷技术已臻成熟，这也说明我国在隋唐时期发明了雕版印刷术。
师：什么是雕版印刷术呢？我们详细了解一下。雕版印刷术是先在木板上雕好字再印刷。第一步，刻版时选用文质细密坚实的木板，用刀一笔一笔雕刻出字的繁体，使每个字的繁体都突出在版上。木板雕好后，就可以涂墨印刷了。相比之前的手抄书籍，雕版印刷术大大提高了工作效率，降低了制书成本，促进了文化的传播。
师：但是，雕版印刷术也有很多不足。大家仔细观察左边的图片，这是一张雕好的硬板。我们可以看出，雕版印刷术是把书的一页内容全刻在一张木板上，书有多少页就要刻多少张板。在刻版过程中，如果不小心把字刻坏了，整张版就要报废，前功尽弃。这就使得雕版印刷术刻板速度很慢，很费工、费时，并且刻好的版不能修改，只能印刷一种书籍。正是因为雕版印刷术的种种弊端，北宋毕昇发明了活字印刷术。什么是活字印刷术呢？它和雕版印刷相比有什么优势呢？我们来看一段材料，这段材料出自北宋科学家沈括的《梦溪笔谈》。
师：“庆历中有布衣毕昇，又为活版。”这句话的意思是北宋庆历年间，平民毕昇发明了活字印刷术。毕昇先用胶泥制成一个个字模，用火烧硬。然后将一个个字模排成印版，涂墨印刷。大家看左边这幅图就可以发现，活字印刷术的印版是由一个个字模组合而成。印完后将字模拆出，经过重新组合，又可以印刷新的书籍。与雕版印刷术相比，活字印刷术就变死字为活字，变死版为活版。字模可以重复使用，省去了刻板的时间，省工省时，经济实用。当然，活字印刷术发明以后，也在不断地改进和完善。元朝著名科学家王祯发明了转轮排字法，提高了排字效率。元朝中期还出现了铜活字印刷。如果说印刷术从文的方面滋润了世界，那么火药就从武的方面冲击着世界。火药是怎样发明的呢？我们来看一段视频。
师：公元9世纪，遵循黄老之术的道家弟子通过烧炼矿物来制造长生不老的仙丹，炼丹者发现当硫、硝、碳按一定比例混合，就会发生激烈的反应，这种着火的药粉便被炼丹者称作火药。火药不能解决长生不老的问题，炼丹者对此并不感兴趣。但在军事家眼中，这种黑色粉末却有着不一样的价值。
师：原来，火药是我国古代追求长生不老的炼丹家发明的，在我国唐朝中期的书籍里就有了比较准确的火药配方记载，这说明唐朝时中国人已经发明了火药。正如视频中所说，发明火药的炼丹家对这种容易着火和爆炸的东西并不感兴趣。但军事家们很快就发现了火药的军事价值，把它应用到军事领域。我们来看一段史料，出自北宋史学家路振撰写的《九国志》，这是一段文言文材料，老师来解读一下。
师：“天佑出从攻郓州，张琏所部发机飞火烧龙沙门。”这段话的意思是天佑初年在进攻豫章城的时候，一位名叫郑璠的将领带领部队用“发机飞火”这种武器烧毁了龙沙门，这里的“发机飞火”是一种火药武器，当时人们使用火药制成火箭等火药武器，在箭头附近装上用火药制成的燃烧物，点燃后用弓箭射向敌人，烧毁敌人的营房军械。据历史学家考证，这是目前我国历史上第一次将火药应用于军事的记载。这段材料说明了什么呢？这说明天佑初年，也就是唐朝末年，火药开始运用到军事领域。宋元时期制造出更多的火药武器。我们来看几个典型的例子。
师：“蒺藜火球”，北宋时发明，这是一个装有铁蒺藜的火药包，点燃后抛出，利用火药爆炸，抛洒出铁蒺藜构成障碍物，封锁道路，阻拦敌方人马的冲击。“突火枪”，南宋后期发明，人们在竹管中装入弹丸，点燃后弹丸喷射而出，杀伤敌人。突火枪是枪炮的始祖，从此揭开了世界军事史上热兵器时代的序幕。元朝时，人们用金属做铳取代竹筒，发明了火铳，威力更大。这些火药武器的大量发明和使用，充分说明宋元时期火药武器已广泛应用于战争。中国的火药和火药武器后来传到欧洲，成为欧洲殖民者征服世界的利器，而为欧洲人走向世界提供方向指引的是中国的指南针。
师：那么指南针是怎么发明的呢？我们来看三幅图片，同学们，你能说出它们的名称吗？从左到右，它们分别是司南、指南针、罗盘。司南是战国时人们用天然磁铁制成的指南工具。这里的图片是后人仿制的司南模型。从图中我们可以看出司南的形状像一把汤勺，放置在刻有24个方位的方形铜盘中。用手轻轻一拨，司南在光滑的盘中转动，当它停下来时，勺柄就会指向南方。司南是使用天然磁铁制成的。北宋初期，人们又学会了人造磁铁的制作方法，开始用人造磁铁制成指南针。后来人们把磁针安置在刻有度数的盘中，就制成了罗盘。指南针因为能指示方向，很快就被人们应用到航海领域。我们来看两段材料，其一出自北宋史学家朱彧的《萍洲可谈》。这本书完成于1119年，也就是北宋末年。
师：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针。”意思是在海上航行时，船员辨识方向，晚上依靠观察星星，白天依赖看太阳，到了阴雨天就依赖指南针。这是世界航海史上使用指南针航海的最早记录。这个最早记录说明了什么史实呢？这说明北宋末年指南针开始应用于航海领域。材料二出自南宋地理学家赵汝适的《诸蕃志》，“渺茫无际，天水一色。舟舶来往，唯以指南针为则。”这段话的意思是，在茫茫大海上，水天一色，辨识方向已经完全依赖于指南针。与北宋相比，南宋时指南针广泛地应用于航海了。通过刚才的学习，我们对印刷术、火药、指南针的发明和应用有了初步的了解，它们都是在宋元时期取得了重大突破。