渺茫无际，天水一色，舟舶来往，惟以指南针为则。昼夜守视惟谨，毫厘之差，生死系矣。 ──南宋赵汝适《诸蕃志》
教师引导学生思考：从以上材料中分别获得了什么信息?突出的变化是什么?北宋时指南针已经用于航海，特别是在阴晦天时要靠指南针辨其方向，而在晴天仍是观测日月星辰。南宋时则完全靠指南针来定方向。两材料都说明指南针已成为船舶航行辨别方向的护身法宝。“沉石寻孤屿，浮针辨四维”，南宋诗人朱继芳的诗句更道出了那个时代人们由于小小的浮针而打开崭新视野的豪情。指南针的应用使人类可以全天候航行，将“原始航海时代推至终年”。由此指南针也被世人誉为“水上之友”。它的传播，为后来欧洲航海家的环球航行创造了条件。通过材料的阅读和分析，引导学生感知历史现象，作出合理的想象，并适时地插入一些富有趣味性的讲述。
6.学习火药的应用和传播，首先要明确中国是火药发明的故乡，火药在唐朝末年开始用于军事，宋元时期火药武器广泛用于战争。第二，引导学生观察教材中的插图，出示材料：
“开庆元年(1259年)……又造突火枪，以巨竹为筒，内安子窠，如燃放，焰绝然后子窠发出，如炮声，远闻百五十余步。”
──《宋史·兵志》
由学生依据材料描绘突火枪的外观、制造时间、结构及燃放时的特征。突火枪是古代的一种用火药发射弹丸的竹管射击火器，是世界上最早的管形射击火器，是步枪、火炮的鼻祖。第三，13、14世纪火药和火药武器传至阿拉伯和欧洲。第四，大家动脑筋，观察、阅读导入框中的发射图和文字材料，比较金元时期的火箭发射与今天的火箭发射的原理是否相同。
7.学习了活字印刷术、指南针、火药的应用和传播后，不仅要能够分类概括，还要掌握中国古代的四大发明在人类文明史上的重要地位。建议组织学生进行讨论，加深对重大历史意义的认识。造纸术的发明，为人类提供了经济、便利的书写材料，是人类文字载体的革命；印刷术的出现，加快了文化的传播，改变了欧洲只有上等人才能读书的状况；指南针应用于航海，为欧洲航海家进行环球航行和发现美洲提供重要条件，促进了世界贸易的发展；火药武器的使用，改变了作战方式，帮助欧洲资产阶级摧毁了封建堡垒，加速了欧洲的历史进程。(通过大屏幕出示资料)英国近代科学家培根的精辟论述：
“印刷术、火药和指南针这三种东西，已改变了世界的面貌。第一种在文学上，第二种在战争上，第三种在航海上，由此又引起了无数的变化。这种变化如此之大，以致没有一个帝国，没有一个宗教教派，没有一个赫赫有名的人物，能比这三种发明在人类的事业中产生更大的力量和影响”。
四大发明是中国的先民们以罕见的聪明才智为世界留下的一串光耀千古的足迹，是为人类文明进步作出巨大贡献的象征。
8.为了调动学生的学习兴趣，课前可以布置学生搜集与沈括、郭守敬有关的故事，课上由2～3人讲述，并要求学生根据教材内容归纳出沈括、郭守敬的科学成就，从而培养学生综合归纳问题的能力。
9.全课讲完后，教师提出设问：“为什么说宋元时期是我国古代科技发展的高峰?”“什么因素促使宋元时期科技得到如此巨大的成就?”引导学生回忆宋元的历史发展，得出：宋元时期政治的发展、经济的繁荣、各民族各地区间经济文化的交流、承继隋唐时期文化和吸收外来文化、各族人民的聪明才智和辛勤的劳动等等，都是宋元时期文化灿烂辉煌的原因。从中体会文化与政治、经济的关系。
三、学法指导
1.指导学生通过对本课的学习和理解，注重总结、归纳。能够概括提炼本课所涉及的基本知识要点，自制《宋元时期的科技成就简表》(包括时间朝代、发明者或科学家、科技成就、历史地位、影响)。这样将有助于学生深入、牢固地掌握知识，学会总结归纳的学习方法。
2.指导学生观察本课中的有关插图，阅读相关的历史材料，提示一些观察的角度和思考的问题(参见教法建议)，培养学生注意观察学习的习惯和依据史料获取信息、学习历史的方法。
3.指导学生学会联系。学习本课文化史内容可与同一时期的经济、政治特点联系，加深理解和掌握宋元时期文化灿烂的背景，懂得文化的繁荣同国家的政治、经济、对外关系等方面的发展都有着密切的关系。
4.指导学生动手制作，体验自制泥活字(木活字等)、排版、印刷工序的操作过程，不仅可以感受科技发明的过程，而且培养动手实践的能力。北京的学生，还可以组织小考察队，实地调查地形、水源状况，进一步了解所开凿的通惠渠。
5.除了理解和接受教科书上的知识以外，还应引导学生收集、查阅、整理其他科技成就的相关信息，进一步拓宽知识，丰富对本民族历史的了解。
四、问题探究
动脑筋
1.想想看，雕版印刷和活字印刷有什么不同?为什么说活字印刷“既经济，又省时”?今天的印刷业又有了什么新发展?
雕版印刷费工、费时，一次印刷后的雕版又无法再派上用场，很不经济。活字印刷术突出两个“变”：变死字为活字，变死版为活版，既经济又省时。联系到今天，印刷业已告别了“铅与火”的时代，进入到“光与电”的时代。(举例：激光照排、电脑排版、高速印刷机等)
2.导入框里的图，是我国金元时期的火箭发射示意图，想想看，它和今天的火箭发射原理是否相同?
两个发射原理是一样的，都是利用燃料的燃烧所产生的反作用力，来推动火箭向前、升空。
练一练
B
活动与探究
1.动动手：
①选材：用橡皮泥、胶泥、土豆(或小木块)等做材料，并将这些材料制成大小一致的长方块。
②刻字：试着在所制成的小方块材料的平面上用刀刻出一些活字。
③排字：将刻好的活字排成诗句或格言。
④印刷：在活字上蘸满墨后印在纸上。
⑤注意事项：刻字时要在所选的材料平面上刻制反字，只有这样印出的才是正字。
2.试一试：
①准备材料：一根针、一块磁铁、一根干草、一个盛了水的碗。
②试做并观察：按教材中“试一试”的操作程序完成。
(北京市朝阳区教研中心 姚岚)
参考资料
北宋东京的一次烟花表演
导入框中的烟花故事，是根据曾在北宋都城东京开封居住过的孟元老的《东京梦华录》改编的。该书记载：那时开封城里演出杂技百戏，军士们装成各种模样，手持武器和盾牌出阵对舞，“忽作一声霹雳，谓之爆仗。则蛮牌者引退，烟花大起。……或就地放烟火之类，又一声爆仗，乐部动拜新月慢曲，有面涂青绿戴面具金睛……又爆仗一声，有假面长髯、展裹绿袍靴筒如钟馗像者”。这里叙述的一千多年前的宋朝游乐场面，颇近乎西方的万圣节，人们都戴着假面具。可注意的是，当时燃放烟花爆竹已很盛行。我国科技史家潘吉星认为，这些烟花爆竹“是用固体火药为原料”制成的。本课导入框中所绘古代火箭武器，是1232年金军在开封抵御蒙古军时用的，是当时的大火箭“飞火枪”。此图采自《中国火箭技术史稿》。
活字印刷的发明
北宋中期，约1041—1048年，毕升发明了活字印刷术。关于毕升的生平事迹，历史上没有记载。只有沈括在《梦溪笔谈》一书中介绍活字印刷术时，提到毕升是个“布衣”，也就是说毕升是个普通老百姓，没有做过官。下面是《梦溪笔谈·技艺》中有关毕升发明活字印刷术的记载：“庆历中(1041—1048)，有布衣毕升，又为活板。其法用胶泥刻字，薄如钱唇，每字为一印，火烧令坚。先设一铁板，其上以松脂、蜡和纸灰之类冒之，欲印则以一铁范置铁板上，乃密布字印。满铁范为一板，持就火炀(yáng，熔化)之，药稍熔，则以一平板按其面，则字平如砥。若止印三二本，未为简易；若印数十百千本，则极为神速。常作二铁板，一板印刷，一板已自布字，此印者才毕，则第二板已具，更互用之，瞬息可就。每一字皆有数印；如‘之’‘也’等字，每字有二十余印，以备一板内有重复者。不用则以纸贴之，每韵为一贴，木格贮之。有寄字素无备者，旋刻之，以草火烧，瞬息可成。不以木为之者，木理有疏密，沾水则高下不平，兼以药相粘，不可取，不若燔(fán，烧)土，用讫再火令药熔，以手拂之，其印自落，殊不沾污。升死。其印为予群从所得，至今宝藏。”毕升的发明在当时没有得到重视，这样一位伟大的发明家，除了沈括将他的名字记载下来，在历史上再无踪迹。毕升死后，他发明的部分泥活字被沈括的晚辈所获得，才引起沈括的重视，并把这发明记录下来。中原的活字印刷技术，后来传到宁夏、新疆等地，在西夏和回鹘也都使用活字印刷。1991年宁夏出土的《吉祥遍至口和本续》西夏文木活字印本，为我国现存的最早木活字
