高職科學技術史課程思政元素的挖掘與運用

張永杰

摘? 要： 科學技術史課程的思政教育作用較為顯著，可挖掘出很多思政教育元素。文章分析了《科學技術史》上一些重量級科學技術專家們的事跡、一些重大科學技術事件的發展過程及科學技術演進規律，挖掘出其中的思政教育元素，歸納為榜樣動力元素、學習指導元素、規律認知元素等三大類，并以類別細分的方式介紹了各思政元素的具體運用。

關鍵詞： 科學技術史; 課程思政; 思政元素

中圖分類號： G712? ? ? ? ? 文獻標志碼： A? ? ? ? ? 文章編號： 1671-2153（2020）05-0077-05

科學技術史適合高職各專業的學生學習，其與思想政治教育的協同效應較顯著，在思想政治理論課、通識教育課程、專業教育課程等三位一體思想政治教育體系中占有重要地位。科學技術史在內容上突顯文理交叉，是一座富含思政元素的礦藏，經過科學探礦和合理開采后能為可持續推進課程思政改革提供持久動力[1]。其對高職生的學習精神、學習動力和學習方法等的形成有很大的輔助作用。

科學技術史對文理交叉的復合型人才培養具有積極的作用。教師講課時要側重于講解科學技術專家們的人生經歷及成就、科學技術事件的發展過程及演進規律、對當代人的啟迪等。

一、榜樣動力元素

通過科學技術史課程的學習，高職生能以眾多科技專家們為榜樣，錘煉堅強的個人意志，逐步養成良好的心理品質，激發自身深層潛力。

（一）艱苦奮斗和百折不撓的榜樣

很多科學技術巨人是在極端困苦的條件下，發揚百折不撓的探索精神，甚至以獻出生命為代價，才獲得科學技術成果。在了解科技專家們遭遇過的困難、挫折、失敗后，學生們才感到獲得成功實屬不易，在學習和研究時才愿意付出更多的時間和精力，不再因為失敗而氣餒。

開普勒為后人留下了寶貴的精神財富和教育素材。學生在學習中學物理時已知道開普勒提出了行星運動三定律，被稱為“天空立法者”。但很多學生并不知道他的一生是在極端艱難的條件下度過的，長期漂泊、生活貧困以及來自教會的迫害等不斷困擾著他，在花甲之年他還長途跋涉去索要20余年的欠薪，卻不幸病死在途中。開普勒的勤奮、堅韌、執著和頑強等精神品質很值得當代高職生學習。

很多發明和創造都是經歷數百次、甚至上千次的失敗后才獲得到成功的。例如瑞典人諾貝爾于1876年秋發明烈性炸藥、美國人愛迪生于1879年發明白熾燈、美國人萊特兄弟于1903年試飛飛機成功等，特別是諾貝爾在試驗炸藥過程中付出了慘痛的代價，其弟弟和幾名助手被炸死，其父親也被炸傷。

（二）獻身精神的榜樣

科學技術史上涌現出很多科技巨人為堅持或探尋真理而獻出寶貴生命的案例，高職生從中能學習到他們的忘我斗爭精神，并能領悟出一些為人處事的哲理和準則。（1）麥哲倫、達伽馬等雖出身于貴族，在大航海時代里卻依然冒著生命危險進行航海探險，其中麥哲倫于1521年在菲律賓被土著人殺害。（2）解剖學家塞爾威特因堅守的觀點與當時流行的蓋倫觀點相抵觸而被教會于1553年燒死。（3）布魯諾堅持并推廣哥白尼的“日心說”而被教會于1600年用火刑燒死。（4）1633年伽利略被羅馬宗教裁判所判處終身監禁，在失去人身自由、雙目失明的情形下堅持力學研究。

（三）創新精神的榜樣

當代高職生可以學習前人研究問題的方法和思路，應用到自己的學習和工作中，培養自己的科技創新能力。

科技專家們能獲得很多科技成果，在于其擁有超強的觀察力、思考力和想象力。科技專家們研究問題的方法和思路對當代高職生有很大的啟迪作用。（1）1583年伽利略在比薩教堂里觀察到蠟燭架擺動很有規律性而創造出擺鐘。（2）1609年5月伽利略偶然間聽到一則消息“荷蘭人發明了一種能望見遠景的幻鏡玩具”，他便很快仿造、創新出2架望遠鏡指向星空。（3）18世紀下半葉英國人瓦特對蒸汽機進行了20多年的持續探索和改進，最后獲得成功，到1790年瓦特的蒸汽機完全取代了老式的紐可門蒸汽機。（4）1831年10月法拉第在做電磁感應實驗時發現電流。

（四）創業精神的榜樣

科學技術史上有一些科技成果被成功商業化的事例，通過學習讓高職生看到自古以來科技成果轉化一直在進行，促進學生積極利用新技術、新思維來創新和創業。（1）瓦特蒸汽機商業化。瓦特通過技術成果商業化，才使得改進蒸汽機的工作得到資金支持，最后他也變得很富有。（2）汽船應用于航運。1806年美國人富爾頓在美國建造了一條平底船、裝備上一臺蒸汽機，1807年始這條叫“克勒蒙特號”的蒸汽船開始了蒸汽機在船運上的歷史，并為富爾頓帶來了豐厚的收入。（3）奔馳汽車公司的發展和壯大。德國人奔茨于1885年研制成三輪汽車，1893年奔茨創建奔茨汽車公司，開始生產四輪汽車，人類的汽車工業從此興起。（4）瑞典人諾貝爾一生擁有255項專利發明。他開設了約100家公司和工廠，積累了巨額財富;1895年他立遺囑將其遺產的大部分作為基金設立5個獎項，即諾貝爾獎。

（五）逆境成才的榜樣

此類事例有助于激發高職生的自尊、改變其自卑的心理狀況，從而為他們努力學習、刻苦鉆研提供源動力。一些科技專家們立足于社會基層，經過不懈的努力、持續的探索和創新后，獲得很多重大科技成果，成為世界級工匠。在高職生畢業后絕大部分人同樣將在社會的基層打拼，這類案例啟示他們雖然從基層做起，但經過不懈的奮斗，人生也會出彩的。（1）北宋平民畢昇發明活字印刷術。他初為印刷鋪工人，專門從事手工印刷工作，他在印刷實踐中深知雕版印刷術有很大的缺陷，于是認真總結了前人的經驗，完成了此項發明。（2）紐可門、瓦特等均出身于工匠，他們對蒸汽機的實用化做出了重大貢獻。（3）18世紀美國人富蘭克林成為物理學家和政治家，他的成就數不勝數。富蘭克林僅接受過2年正規學校教育，隨后在小印刷所當了近10年的印刷工人，在此期間他經常在晚上把書店的書拿回家閱讀，第二天早上再歸還，他通過這種學習方式學習了大量的知識。

二、學習指導元素

（一）激發興趣

高職生的好奇心、求知欲、興趣和愛好等構成了有利于其創造的內部動機，據此他們將逐漸形成積極的情感態度，進一步促使他們學習和鉆研教材上的知識。

在學習科學技術史的過程中，當高職生把每項科學技術的發展過程從頭到尾總結和梳理順后，他們會感嘆古代人的智慧和艱辛：原來當代教科書上那些結論早在幾千年前都已經被發現了。例如，在初中物理上學生已學習過阿基米德的偉大貢獻，但對其所處的時代、工作環境和全面貢獻等了解較少。通過學習科學技術史學生將知道阿基米德生活在古希臘時代，他和中國的秦始皇嬴政、漢高祖劉邦等是同時代的人，他在物理學、機械應用、幾何學等方面都有很多成就，學生在中學階段學過的很多幾何學方面的知識也是由他發現的。

（二）重視數學

當前很多高職生感覺微積分太抽象，理解積分過程很有難度，甚至很多人因此放棄學習大學數學課程。

很多學生在上小學時就已知道英國人培根的很多名言，例如“知識就是力量”。當高職生學習到培根有關數學的論述后，他們一定會改變對數學課程的看法，例如數學教育非常重要、經驗材料必須用數學來加以整理和論證、任何一門科學都不能離開數學等。近代科學巨人開普勒、伽利略、牛頓等，雖然在天文學或物理學上做出了巨大貢獻，但他們都曾當過數學教師，他們的數學理論知識都非常豐富，其中牛頓還創立了微積分（流數術）。

科學技術史上展現出一些科技專家們由于缺乏數學知識和工具而錯過了重大定律或定理的發現。以下一些重大科學發現事件啟示同學們要下苦功夫把大學數學學好。（1）據科學技術史上評述開普勒僅看到了萬有引力定律的影子和提出了積分思想，牛頓由于發明了微積分（流數術），才計算出萬有引力定律公式，被確認為萬有引力定律的發現者。這則史話讓同學們倍感學習微積分是很有必要的。（2）英國物理學家焦耳擅長做試驗，但由于數學不好，僅提出了能量守恒定律，并沒有給出計算公式。德國物理學家赫姆霍茲則立足于力學基礎之上，追尋各種能量轉換過程中的數學表述，最終被確認為能量守恒定律的創立者。（3）法拉第自學成才，不熟悉數學，他只能定性地用文字表述了電磁感應現象，不能給該理論予以數學式子表示，是數學天才麥克斯韋完成了這項工作，并且補充了更多的內容，從而奠定了電磁場理論的基礎。

（三）安慰與鼓勵

科學技術漫長而曲折的發展歷史，讓高職生不會為自己短期不能理解一些科技成果而擔憂。因為一些結論是經過數百年、甚至上千年的演進變化才形成的，理解起來一定很有難度的，從而讓高職生獲得很多的心理安慰，他們需要經常認真鉆研教材、查閱書籍、多做教材上的習題和作業，才能逐步理解并掌握定理、定義和公式等。

（四）重視文化和思想的學習

文化促進了科學技術發展。近代自然科學產生于“歐洲文藝復興運動”后期，該運動為近代科學技術大發展營造了文化氛圍。高職生都熟知這一時期涌現出的那些大師，諸如畫家達·芬奇、哲學家培根、詩人但丁等，通過學習科學技術史學生將對這些大師有更全面的了解。例如達·芬奇是博學者，在近代自然科學很多領域他都有較高的成就，他還曾當過軍事工程師、建筑師、雕刻家和音樂師等;培根不僅是哲學家，他還在數學、天文學、地理學、化學、醫學、邏輯學等方面有很多成就，并開創了實驗科學。

“啟蒙運動”傳播了科學思想。17世紀于英國開始的“啟蒙運動”，是傳播科學思想的過程。科學思想從英國傳播到法國，又傳播到德國和其他國家，是歐洲近代第二次思想解放運動。大文豪伏爾泰是 “啟蒙運動”的領航者。

（五）認識社會環境的作用

只有在穩定的社會環境里，科學技術才能快速發展，科技成果產出才會豐富。戰亂時代，社會環境動蕩，對科學技術及專家們沖擊太大，致使科技成果較少。這啟示同學們只有在社會環境、個人學習環境和心態等都較穩定的條件下，才能獲得更多的學習成果，才能促使自己快速的成長和發展。（1）高職生熟知唐詩、宋詞、唐宋八大家等，教師講課時要指出由于唐朝、宋朝等朝代存在的時間較長、社會相對穩定，因此經濟、文化和科技等都得到很大發展，科技成果相對較豐富。（2）公元5世紀至15世紀歐洲中世紀時期，饑荒、瘟疫和戰爭等無處不在，人類從希臘科學文明和羅馬統治的高峰跌落，歐洲科學技術發展較緩慢，直到文藝復興運動時才開始復蘇。（3）中國明朝中后期以來有兩個時期中華大地上戰亂不斷，中國社會生產力及科學技術發展遭到了很大的破壞。一是明末清初幾十年間;二是從1840年鴉片戰爭開始到1949年新中國成立的100多年間。

（六）增強自信心

在中國科學技術史中可探尋到馬克思主義與中國傳統文化契合的價值，增強學生對中國傳統文化、馬克思主義中國化等的認同[2]，提高高職生的愛國主義教育效果，增強民族自豪感和社會責任感。

中國古代四大發明改變了世界文明的進程，馬克思也曾給予非常高的評價。張衡、張仲景、祖沖之、蔡倫、沈括等中國古代科技專家們曾為世界科學技術的發展做出過偉大貢獻。新中國成立后，國家大力發展科學技術，先后獲得系列的重大科技成果，如1964年試爆原子彈成功、1967年試爆氫彈成功、神州飛船載人飛天、屠呦呦獲諾貝爾獎等等。高鐵、掃碼支付、共享單車和網購等當代中國新發明正在改變著全世界。

三、規律認知元素

自從人類社會出現始，人類都在試圖弄清社會條件、生產水平、科學文化與科學技術發展的關系及發展過程中的規律。

（一）應用驅動創新

很多科技成果是在社會生產、生活和戰爭等的應用驅動下才發明、創造和進步的。數學、醫學、天文學等首先出現在人類社會中，主要是因為這3大學科與人類社會的生存和發展有著密切的聯系。例如，古埃及人為測量尼羅河泛濫后的土地而創造與發展了數學和幾何學。古埃及人還創造了人類歷史上最早的太陽歷（每年365天），太陽歷是古埃及人從對天狼星偕日升、尼羅河周期泛濫等的長期觀察中總結出來的。

（二）量變到質變

科學技術的發展是一個由量變到質變的過程。后人在繼承和發展前人研究成果的基礎上，經過很多挫折和失敗，一步一步走向成功。這是一個持續進步的過程，新事物的誕生是人類集體智慧的結晶[3]。這啟示高職生要認真學習教師們傳授的知識，再經過積極思考，才能提高自身的科技創新水平。

蒸汽機成為改造世界的動力，是經過100多年的實驗研究和理論探索才得到的。在礦井排水問題的刺激下，蒸汽機產生了，從1674年開始先后由巴本、賽維利、紐可門、瓦特等多人的探索和改良，于1782年才得到廣泛的應用。

牛頓的經典力學體系是建立在眾多前輩大師們工作基礎之上的。哥白尼、伽利略、開普勒、惠更斯、費爾馬、波義耳、巴羅等人的研究，為牛頓經典力學體系的建立奠定了基礎，其中伽利略和開普勒的研究成果尤為重要。

（三）學習運用數據

從一些史料可知在2000多年前人類已開始應用相關數據于科學技術工作了。學生將會明白當下的“大數據”僅是個時代性名詞，是相對于當前的數據存儲條件和數據處理能力而言的，數據的科研作用，古人早已在實踐。

古希臘人曾在天文學上運用進行探索的例子。喜帕恰斯是古希臘最偉大的天文學家，他生活的年代相當于我國西漢前期，他在構建日月和行星運動幾何模型時，采用了古巴比倫幾個世紀以來保存的觀測數據;并且喜帕恰斯也留下了大量的觀測資料，后人在定出行星的各種周期與參數時，利用了他的觀測結果。

我國古代天文歷法中也有運用數據進行探索的例子。南朝的何承天利用他舅父徐廣40多年的觀察材料和他自己40年的觀察研究資料，得出了赤道歲差每100年差1度的結論。我國二十四節氣時間節點很準確，是我國古代人通過長期觀察太陽周年運動，認知一年中時令、氣候、物候等方面的變化規律，并不斷修正與完善的結果。

開普勒應用數據于科學技術，提出“行星運動三大定律”，并給出了計算公式。開普勒認真研究了第谷生前對行星20多年的觀測資料，得出軌道定律、面積定律和周期定律等，提出星體之間存在著萬有引力。

（四）理解相關概念和規律

有助于高職生理解一些重大的科學技術相關論述。如科學技術是第一生產力，是從科學技術發展史的研究中得出的必然結論;科學發展觀是科學技術發展規律的理論概括。

有助于高職生理解一些科技發展規律。從近代開始科學走在技術的前面、科學為技術發展提供理論指導;一項科技發明若缺少科學原理的正確指導，通常是難以取得成功的，例如內燃機的發明：首先依賴于確立起來的大致符合實際的理論和原則，再據以實踐指導及不斷探索，最后才獲得成功[3]。

有助于高職生理解正在進行的第四次科技革命。學生已廣泛關注到正在中華大地上進行的科技革命浪潮，這與前3次科技革命相比僅是驅動方式不相同而已，“互聯網+”、大數據技術、人工智能、物聯網、智能制造等技術要素，類似蒸汽機、電力、計算機等。第四次科技革命同樣是應用驅動技術革新。

通過學習前三次科技革命的發展過程，學生將會感受到每次科技革命都推動了社會向前發展。同時，讓他們看到科技革命雖然是用一種新技術代替另外一種老技術，但很多基礎理論知識從古至今都是用到的。高職院校以技能與技術教育為主，但不可忽視基礎理論知識的教學，要讓學生牢固掌握基礎知識。

（五）理解負面影響因素

通過科學技術史課程的學習，高職生將會了解到科學技術雖然促進了社會、經濟和政治等的高度發展，但也帶來了很多人間悲劇。如在第一次世界大戰、第二次世界大戰、海灣戰爭中，最先進的科學技術被用于制造各種先進武器，用于相互殘殺，破壞了社會發展和人類文明。

人們在享受著科學技術帶給人類豐富的物質和精神生活的同時，也面臨著環境破壞和生態危機等帶來的種種威脅。諸如大片森林被毀壞、大量物種滅絕、土地荒漠化、溫室效應導致自然災害頻發、酸雨和核放射污染事件等。

科學技術正在去技術化、裝備普遍傻瓜化。隨著人工智能相關技術的應用與推廣，許多行業中機器人正在逐漸代替人類。當前高職生學習過程越來越依賴電腦、手機等設備，越來越依賴網絡信息等技術手段，他們不用再努力學習與思考了，相應地，其學習壓力減少很多，但卻致使其邏輯思維能力急劇下降。

（六）糾偏與勘誤

科學技術史課程能培養高職生具有理性的、思辨的、嚴謹的科學精神，進一步促使他們在創新氛圍中敢于創新、善于創新和有所創新。

伽利略在比薩斜塔上拋下兩個質量不等的小球做自由落體試驗。雖然在中小學課文或科普知識上都曾描述過該試驗的過程，但經過科學考證伽利略并沒有在比薩斜塔上做過該試驗，或許當年他在其他地方做過該試驗。

1752年富蘭克林曾做過著名的“風箏實驗”：在雷雨天氣里，放飛風箏引雷電，給地面上的萊頓瓶充電。作為流傳已久的經典傳說，很多人深信不疑。但據《科學技術史》書上的解釋，富蘭克林根本做不成該試驗的。

科技專家獨自創造出來的科技成果。很多中小學教材和科普知識上經常展示一些科技巨人及他們獲得的成就，通過學習科學技術史的學習，學生將清楚：科學技術的發展及演進是群眾集體智慧的結晶。

四、結語

科學技術史是高職院校重要的通識課程。開設該課程相當于搭建了涵養德性的平臺，在綜合素質的培養中浸潤了價值和道德，實現了培養職業技能和職業精神的高度融合[4]。

參考文獻：

[1] 向明. 課程建設與高校課程思政改革推進-以《中國近現代科技史》為例[J]. 高教學刊，2018（23）：117-119.

[2] 王鳳祥，安維復. 《中國科學技術史》：馬克思主義和中國傳統文化的雙重體現[J].廣西社會科學，2015（02）：47-51.

[3] 伍賽特. 熱力發動機近代發明史及相關啟示[J]. 內燃機與配件，2018（22）：250-251.

[4] 韋莉莉. 職業院校“課程思政”的內在邏輯與實現路徑[J]. 中國成人教育，2019（08）：62-64.