化學類通識課程中“科技傳承”與“文化自信”的融合
——以古代典籍《天工開物》在化學與人類文明中的詮釋為例

李佳軒，鄒培杰，陳晗萏，黃又舉，章鵬飛，徐偉明,＊

1杭州師范大學材料與化學化工學院，杭州 311121

2杭州師范大學公共管理學院，杭州 311121

文化是民族的根脈，只有擁有強健的文化根基，才有各個領域的枝繁葉茂和整個民族的健康發展。我國將在本世紀中葉建成世界科技強國，而科學文化建設將在這一進程中發揮重要作用，在高校化學類課程的教學中，充分利用好、傳承好我國傳統文化中的化學因素，同時啟發學生在未來的科學發展和科學文化建設上貢獻力量，是課程教學的應有之義，也是化學類課程契合思政建設改革的重要方向。

化學與人類文明是一門講述化學科技史與人類文明史相生相息關系的通識課程。雖然輝煌悠久的文明史使得我國在古代擁有著領先于世界的科技發展水平，然而，今天提起科學與技術，很多人難免聯想到的是諸如牛頓、愛因斯坦、居里夫人等一眾西方科學家的赫赫大名和以邏輯、理性著稱的西式思維方式和研究方式。為了打破這一片面的認識，在教學上必須向學生闡釋科學和技術并非是西方起源的舶來品，邏輯與理性的思維方式也并非西方的專屬，這需要教師從古代科技典籍中選取實例進行教學。在我國眾多優秀的古代科技典籍中，宋應星著述的《天工開物》可謂是中國古代科技史上里程碑式的著作。其以簡明的文筆、獨特的視角和詳細的描述，介紹了我國古代勞動人民在生產實踐中總結的經驗性知識，實現了科技和文化的相融，傳至西方以后被譽為“中國17世紀的工藝百科全書”，以直接或間接的方式推動了18世紀歐洲的技術進步。在本課程設計上，我們考慮將古代科技文獻與課程知識點加以結合與詮釋，堅持思想政治導向，將思政元素有機融入，做到上好化學課的同時上好思政課，在課程教學中將“科技傳承”與“文化自信”有機結合起來。

通過在課程中詮釋《天工開物》這一古代科技文獻中與化學相關的知識點，對比古人的經驗總結與今人的科技發展，同時在教學實踐中完整保留學生自主觀察問題、解決問題、激發思維的學習自主權[1]，我們立足中國的傳統科技文化，向學生講好中國故事。通過思想導向和思政元素引領，使得學生在中國傳統視角下的科學體系中感悟古代勞動人民的智慧，了解中國古代的科技思想，增進對化學與人類文明之間關系的理解，尤其是樹立民族的自豪感和推動科學發展的自信心，進而樹立一種科技和文化上的雙重自信，促進科技強國建設。

1 天工人代——從經驗總結到現代科技

《天工開物》開篇有這樣一句話，“為方萬里中，何事何物不可見見聞聞”[2]，正是一種認為萬事萬物都有其運行規律，可以通過觀察實踐形成理論的觀點。這一認知同近代西方自然科學的邏輯思維和研究方法基本一致，有其相通性。在先秦時期，人的工作被完全看成是天意的實現，人取得的成果是上天的恩賜，而《天工開物》隱含的“天工人代”的思想則是人可以尋找、發現進而運用自然規律。人及其實踐活動的價值，在文明持續發展和不斷的科技進步中得以凸顯。

以化學與人類文明課程為主線，我們在以下三個章節中選取一到兩個知識點對照《天工開物》的具體篇章加以詮釋，如表1所示，加深學生對我國古代科技成果及科技思想的認識；通過古今對照，使得學生感受到古人智慧，樹立起民族自豪感，最終對傳承好古代科技和在未來發展好現代科技有一定的信心。

表1 化學與人類文明與《天工開物》的有機融合示例

1.1 化學與能源

1.1.1 薪火相傳的天然氣

《天工開物》的作咸篇在描述四川西部的井鹽生產時記述道：“西川有火井，事奇甚。其井居然冷水，絕無火氣，但以長竹剖開去節，合縫漆布，一頭插入井底，其上曲接，以口緊對釜臍，注鹵水釜中。只見火意烘烘，水即滾沸。啟竹而視之，絕無半點焦炎意。”地下竟然埋藏著取之不盡卻無跡無形的燃料，不禁讓作者感嘆：“未見火形而用火神，此世間大奇事也。[2]”

這種“火井熬鹽”的生產工藝實際上正是我國古代勞動人民因地制宜使用天然氣的奇思妙想，古人還發現了天然氣可以完全燃燒不留殘渣的優點(圖1)。而根據晉代文獻《華陽國志》的記載，中國人民不僅在世界上最早開發利用了天然氣，使用的還是竹管輸氣的管道天然氣，不僅用于井鹽生產也用于日常生活[3]。到明中期，四川地區輸氣管線總長達到了二、三百里之巨，不得不說這是人類能源史的奇觀。在今天，便捷的管道天然氣通到千家萬戶，又有誰會想到兩千多年前的古人跟我們用的是一樣的技術。

圖1 (a) 甲烷水合物在甲烷-水氣液界面的生成過程示意圖[4]；(b) 可燃冰試采現場；(c) 甲烷和甲烷水合物燃燒的化學反應方程式

從化學的角度看，天然氣的主要成分是以甲烷(CH4)為主的烴類，密度小于空氣，無色、無味、無毒，是一種安全理想的燃料，屬于清潔能源。專家預測，我國的天然氣資源總量可達40-60萬億立方米，可以說是一個天然氣資源大國。近年來科學家在南海底部發現了天然氣的水合物——可燃冰，這種物質是一種籠型結晶化合物，在低溫高壓的環境中生成，生成過程如圖1a所示[4]。它不僅擁有氣態天然氣燃燒后不產生任何殘渣和有毒氣體的優點，而且1立方米可燃冰能夠釋放出約164立方米的天然氣，能量密度巨大，因而被稱為“能滿足人類使用1000年的新能源”，是各國能源領域研究的焦點。

為了有效利用南海可燃冰這座“能源寶庫”，我國的科研人員付出了“十年磨一劍”的恒心與努力，攻克多項技術難題。從2007年6月首次于南海神狐海域發現了可燃冰樣品，到2017年南海可燃冰試采點火成功(圖1)，科研人員依靠自主創新技術，創造了“產氣總量”和“日均產氣量”的兩項世界紀錄。在“火井”被燃起的千年之后，我國的天然氣綜合開發能力薪火相傳，又一次站在了世界前列，完成了從“探索性試采”向“試驗性試采”的突破，向著實現商業化量產邁進，將有效保障我國的能源安全[5]。

這一部分的教學，我們從日常生活常見的天然氣切入，通過對古代文獻的解讀，使得學生有一種時空重疊的感覺，直觀感受到古人的智慧。再通過對可燃冰的綜合開發進行介紹，將我國科技工作者的重大突破置于人類文明史的歷史長河中，根植過去、立足當下、展望未來，古老的天然氣開發領域也有新的活力，鼓勵學生樹立科研創新、服務社會的理想，勤勉鉆研，取得突破。

1.1.2 化工原料之母：煤炭

我國是煤炭資源大國，也是世界上最早開發利用煤炭的國家，先秦典籍《山海經》中就將煤炭稱為“石涅”，到了明代首次使用了“煤”這一名稱。在《天工開物》燔石篇中，不僅指出煤炭在我國的地理分布“普天皆生”，還指出了當時煤炭的主要用途是“鍛煉金石”[2]。

在煤炭這一重要燃料的開采上，燔石篇中記述：“初見煤端時，毒氣灼人。有將巨竹鑿去中節，尖銳其末，插入炭中，其毒煙從竹中透上，人從其下施拾取者。[2]”遠古植物在堆積成煤的初期，經過微生物的分解作用和高溫高壓的地質環境伴生了大量的瓦斯，這種氣體也屬于天然氣的一種。然而煤礦生產的主要目的是挖掘煤炭，煤炭深埋地下，作業往往在狹小的地下空間內，開采過程中瓦斯達到一定濃度時會使人窒息，如果不慎遇到明火也可能發生爆炸，嚴重威脅到了煤礦的生產安全，這就是所謂“毒氣灼人”的原因。古人利用瓦斯比空氣密度低的特點，通過竹制管道向上排氣，保障井下的作業安全。在今天的煤礦生產中防止瓦斯集聚最有效而廣泛使用的方法同樣是用管道將瓦斯抽到地面，稱為瓦斯抽放，雖然技術水平有質的飛躍，但是思路上可以說完全一致[6]。此外煤礦也伴生有多種礦物，通過提煉古人得到“皂礬”(FeSO4·7H2O)與“硫磺”(S)兩種物質，這也讓我們感慨古人善于利用資源的智慧。

在今天，煤炭不再簡單地作為一種燃料，而是成為了化工原料之母。看似像塊黑色石頭的煤炭，其實蘊含大量有機質，水分和礦物質的含量很少，如果僅僅用作燃料效益很低。煤的氣化、液化和干餾三大工藝使得我們可以從煤中獲得多種有機化合物，經過煤化工的綜合利用，這些化合物不僅可以用作燃油，還可以用作化肥和塑料等工業產品的原料，如圖2所示[7,8]。當然，煤炭作為一種優良的燃料在發電、冶金等工業領域還在發光發熱，但是由于煤炭含有硫等成分，直接燃燒會導致酸雨等環境危害，用作燃料的煤炭也必須進行脫硫等處理以保護環境。

圖2 (a) 煤炭燃燒的化學反應方程式；(b) 硫酸型酸雨形成的化學反應方程式；(c)煤炭的綜合利用示意圖

隨著我們對煤炭認識的深入，相較于古人，我們能夠更好地保證煤炭開采的安全，更好地利用好煤炭中的各種化學物質，也能更好地消除環境污染。通過教學，我們不僅使得學生了解我國古代的煤炭開發和利用情況，也對現代煤炭的綜合利用有所了解，更幫助學生樹立了綠色化學和環境保護的觀點。

1.2 化學與生命：制曲

發酵是微生物催化下的化學反應。古人雖沒有明確地認識到發酵的本質是不同真菌在有氧與厭氧環境的不同應用，只是簡單地按用途或形態將其稱為“酒曲”“紅曲”等，但在《天工開物》曲蘗篇中也總結出了一套制曲的一般規律。

古人在制作“酒曲”時，需“用楮葉包扎，懸風處，或用稻秸掩黃”；在制作“面曲”時，需“和踏成餅，楮葉包懸，與稻秸掩黃”；在制作“藥曲”時，需“過礬水一次，然后分散入篾盤，登架乘風”。而如果有“毫滓穢”進入，“則敗乃事也”。由此可見，古人意識到不同的“曲”，即不同的微生物，需要不同的繁殖環境。此外，古人還認為在空氣中存在著某種看不見的物質，可以影響“曲”的形成，從而形成了用包裹密封、保持通風的方法減少外界污染的經驗性認識[2]。

曲蘗篇中還記載了一種可以藥用和防腐的“丹曲”的制作：“凡曲信必用絕佳紅酒糟為料。每糟一斗，入馬蓼自然汁三升，明礬水和化。[2]”今天我們認識到這一菌種就是紅曲霉菌，在現代食品工業中依然在釀制黃酒、制作腐乳、食品著色中發揮著重要作用。紅曲霉菌耐酸性，而明礬為硫酸鉀鋁(KAl(SO4)2·12H2O)，溶于水呈弱酸性，在培養基中可有效抑制雜菌繁殖，這顯示出古人早已掌握酸堿性環境對微生物繁殖的影響。同時，紅曲霉菌喜歡在30 °C左右的恒溫條件下繁殖生長。在沒有保溫設備的古代，為了在自然條件下控制紅曲霉菌的繁殖溫度，工匠創造了打堆和分堆的辦法，巧妙地利用了紅曲霉菌的呼吸作用這一放熱反應來調節品溫，既節約了能源，又降低了成本。通過對紅曲霉菌的進一步研究，其代謝產物中的莫納可林是醫學界公認的降低膽固醇的理想藥物，洛伐他汀也具有很強的降低膽固醇的作用，基于此我國一些紅曲藥物相繼問世，如脂必妥、紅曲膠囊、血康膠囊等，在新型健康食品加工領域也有諸多應用[9,10]。

如今，我們認識到生物催化是各種微生物和酶在起作用，在生物化學的作用下才造就了許多美食和美酒。小小的“曲”有大大的學問，雖然古人并沒有現在系統性的微生物學和生物化學的相關知識，但是通過觀察和經驗總結也摸索出了有效培育特定微生物的方法，實在難能可貴。通過解讀文獻，使得學生了解生物催化的相關情況，日常生活中常見的白酒、饅頭、腐乳都是由古代傳承下來的生物催化實例，這些古老的生物催化領域依舊有著很高的研究價值。在教學中我們拉近了學生與化學和生物催化的距離，使得學生感受到古代科技一直在我們生活中傳承并且在繼續發揚光大。

1.3 化學與材料

1.3.1 瓷器與瓷國

從商周遺址中略顯粗糙的原始瓷，到海上絲綢之路行銷海外的珍寶，不起眼的瓷土在一代代工匠巧手的周轉變幻中變為一件件精美的瓷器。瓷器是中國人民獨特的發明創造，不僅實用，還反映了各個時期社會生活的審美情趣，這種對瓷器的喜愛歷經千年已經完全融入我們的民族文化之中，瓷器成了中國傳統文化的一個重要符號。

瓷器脫胎于陶器，兩者有所區別但又極為相似。從陶到瓷的發展，一方面是燒制溫度有很大的提高，陶的燒制溫度在1200 °C以下，而瓷的燒制溫度在1200 °C以上；另一方面是胎質不同，陶胎使用黏土或陶土即可，而瓷胎則需要高嶺土與瓷石、石英石、莫來石等調制而成的瓷泥。陶埏篇中記載景德鎮的瓷器“土出婺源、祁門兩山：一名高梁山，出粳米土，其性堅硬；一名開化山，出糯米土，其性粢軟。兩土和合，瓷器方成。[2]”獨特的地理區位優勢成就了“瓷都”景德鎮。古人雖然對陶瓷的化學本質并不清晰，但是對于原材料的選取、燒制的溫度控制等方面已經有了一定經驗總結。此外，《天工開物》中提到“凡諸陶器精者中外皆過釉，粗者或釉其半體”[2]，釉的發明也是古代陶瓷技術的一大突破。釉是一種玻璃質，通過施釉，產品表面就變得平滑光亮、不吸濕、不透氣；釉層還能保護釉下的畫面，使之經久耐用，還能防止彩料中有毒元素的溶出。釉的發明使得我們的陶器和瓷器不僅更加實用也兼具美觀，例如唐三彩、青花或者琺瑯彩的各種陶瓷制品[11]。

古代的陶瓷制品主要成分都是鋁硅酸鹽，稱為傳統陶瓷材料。燒制過程一般經歷四個階段：在低溫階段(常溫到300 °C)主要是排除坯體的水分，使得固體的顆粒相互靠攏，屬于物理變化；隨著窯溫升高進入氧化分解階段(300-950 °C)，此時瓷坯會排除分子結構水，有機質和碳素充分燃燒氧化，瓷土中的硫酸鹽、碳酸鹽分解氧化，石英在950 °C左右的時候開始熔融，使得坯體的顆粒黏合在一起，坯體的強度得到提高，主要發生化學變化；溫度繼續升高進入高溫階段(950 °C至燒結溫度)，這一階段坯體液相化、收縮強度加強、重結晶充分，坯體的顆粒結構和分子結構變得緊密，坯體的強度增大，收縮劇烈，使得坯體幾乎不吸水且沒有孔隙，其中的著色金屬氧化物也已經充分發色；完成燒結后轉入冷卻階段，逐漸將窯溫冷卻至室溫經過這個階段，這個階段發生液相結晶、晶型轉變、液相的過冷凝固等變化，最終制成陶瓷制品[12]。而從選材到燒制溫度的把握，一步步的工藝流程都是古人經過無數次摸索和嘗試才得到的寶貴經驗，也為后人開辟了一個全新的材料領域。

通過對傳統陶瓷材料結構與性能的研究，如今陶瓷材料的范圍得到極大擴展，如今凡是可以借助三維成鍵并且通過成型和高溫燒結所得到的燒結體均可稱為陶瓷材料。由此，陶瓷材料已經發展出了一個龐大的材料家族，除硅酸鹽外，還包括氧化鋁(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、金剛石(C)、二氧化硅(SiO2)等材料，具有耐高溫、耐磨、耐氧化等優點，在各種的高端科研領域有廣泛的應用[13,14]。中國空間站的天和核心艙中就應用了多種陶瓷復合材料，天和核心艙霍爾推力器的腔體采用了氮化硼陶瓷基復合材料(圖3)，太陽翼伸展機構關鍵部件也應用了高性能碳化硅顆粒增強鋁基復合材料[15]。

圖3 (a) 中科院金屬研究所研制的霍爾推進器氮化硼陶瓷基復合材料腔體；(b) 霍爾推進器

從精美的瓷器到高精尖的材料，陶瓷材料舊貌換新顏，代表著我國的尖端科研實力隨天和核心艙翱翔九天。這部分的教學從傳統的陶瓷材料過渡到新型的陶瓷材料，不僅打破了學生對于陶瓷的固有認知，同時認識到古老的智慧帶給我們現代科研很大的啟示，也引導學生開拓創新，發掘傳統材料中新的因素取得突破。

1.3.2 鋼鐵的冶煉

從青銅時代到鐵器時代是古代生產力的一次飛躍，中國也是世界上較早掌握冶鐵技術的國家。根據碳含量的不同，鐵被分為生鐵(含碳量大于2%的鐵碳合金)和熟鐵(用生鐵精煉而成的比較純的鐵，含碳量約在0.02%以下)。生鐵性能為堅硬、耐磨、鑄造性好，但性脆、不能鍛壓、幾乎沒有塑性；熟鐵質軟，強度和硬度均較低，但容易變形，而鋼(含碳量介于0.02%-2.11%之間)則結合了兩者的優點。《天工開物》系統總結了在歷史上不斷發展完善的灌鋼法：“凡鋼鐵煉法，用熟鐵打成薄片如指頭闊，長寸半許，以鐵片束包尖緊，生鐵安置其上，又用破草履蓋其上，泥涂其底下。洪爐鼓鞴，火力到時，生鋼先化，滲淋熟鐵之中，兩情投合，取出加錘，再煉再錘，不一而足。俗名團鋼，亦曰灌鋼者是也。[2]”

灌鋼法創造性地將生鐵作為一種滲碳劑，高溫熔化后液態生鐵向熟鐵快速滲碳，生鐵中的碳、硅、錳等與熟鐵中的氧化物夾雜發生反應去除雜質，純化金屬組織并提高金屬品質。此時，熟鐵因為碳的滲入而成為鋼，生鐵由于脫碳也可以變成鋼，而生產不同含碳量的鋼只要調節生鐵和熟鐵的比例即可，縮短了冶煉時間，提高了生產率，既增加了鋼的產量，又提高鋼的質量。這一冶鐵方法還利用半連續流程進行冶煉，例如煉鐵爐和炒鐵爐的串聯使用，鐵礦石煉成生鐵進而煉成熟鐵，生產流程連續進行，較最早需要千錘百煉以去除雜質的“百煉鋼”尤其省工省時。這一技術與現代的鋼鐵生產思想上非常一致，集中體現了減少中間環節、節約成本、注重提高效率的先進工藝思想。高溫條件下煉鋼過程中的主要化學反應方程式如下：

工欲善其事，必先利其器，各類金屬的冶煉始終與人類文明的進程息息相關。今天，鋼鐵產量依舊是衡量一個國家工業化水平的重要標準，但是普通的鋼鐵已經滿足不了時代的需求，各種先進鋼鐵材料的研發和生產是未來鋼鐵行業發展的重要方向，例如應用于航空航天領域的高檔軸承鋼、應用于能源輸送領域的高強厚壁直縫埋弧焊管、應用于海洋工程領域的低溫韌性結構鋼板等[16,17]。

通過對灌鋼法的講解，學生不僅對古代冶鐵技術有了一定的認識，也對現代鋼鐵技術領域的發展有一定了解。古人的技術今天看來已經遠遠落后于時代，但是他們的思想和創造力依舊值得我們學習和傳承。

2 以理載道——從樸素唯物主義到科學唯物主義

在教學中，通過對《天工開物》部分文本的詮釋，學生已經對我國古代化學科技發展水平與當今科技前沿都有了一定的認識，但是站在文明史的角度，促成人類文明向前發展的因素除了物質上的必要準備，還有思想上的進步。從這個角度看，《天工開物》不僅是一份重要的古代科技文獻，也是當時具有一定先進性的古代樸素唯物主義思想的集中體現。

陰陽五行學說是我國傳統世界觀的基礎，雖然歷史上也有唯心主義與唯物主義的觀點之爭，但總體來說屬于樸素唯物主義的陰陽五行學說是被社會大眾廣泛接受的。在這種世界觀下，世界的物質性得到肯定，世界可以被認識并加以改造，進而形成了“天工人代”的思想，在改造世界的同時也追求人與自然的和諧。雖然今天來看古人對于世界物質性的認識有所偏差，但是基于長期實踐和大量的經驗總結，陰陽五行學說在古代科技實踐中也起到了一定的指導作用。與單純的哲學論述不同，《天工開物》以理載道，通過一個個科技應用實例，闡明其陰陽五行學說與氣一元論的思想。

氣一元論認為“氣”是世界的本源，五行陰陽是其不同的表現形式。“礬”是古人對很多物質的稱謂，如皂礬(FeSO4·7H2O)、膽礬(CuSO4·5H2O)、明礬(KAl(SO4)2·12H2O)等。不難發現都屬于帶結晶水的硫酸鹽，這種命名來自于古人對它們本質的把握，認為它們“皆出一種而成，變化其質”[2]，并且認為礬的生成是“火石精氣”與自然氣候的共同作用。雖然古人對各種礬實際的本質并不了解，而是歸結于“氣”，但是這種基于實踐的認識具有一定的合理性，符合實踐論的觀點。我們在教學中也鼓勵學生積極實踐，善于總結，畢竟科學就是在實踐中發展的。

《天工開物》中認為“五行之內，土為萬物之母。子之貴者豈惟五金哉！金與火相守而流，功用謂莫尚焉矣。[2]”描述的是土屬性是萬物演化的起點，并且舉例土屬性的礦石經過火屬性的作用變為金屬性的金屬。這種按事物外在特性劃分屬性的方式，是古人認為的事物之間聯系和轉化的方式，對照科學唯物主義中普遍性和特殊性原理，一方面古人將物質世界有機地聯系了起來，另一方面這種聯系與實際的自然規律相比有所偏差，導致古人對世界的認識有一定的局限性。

例如關于黑火藥的論述，“凡火藥以硝石、硫黃為主,草木灰為輔。硝性至陰，硫性至陽，陰陽兩神物相遇于無隙無容之中。[2]”這一陰陽相沖的思想具有一定的氧化還原反應的雛形。但是事實上，黑火藥反應的化學反應方程式如下，

其中硫和硝酸鉀均作為氧化劑，反而是作為輔料的草木灰才是還原劑。這種有所偏差的認識能夠使古人成功研制出黑火藥，但是由于缺乏對本質的準確把握，也就止步于此，對火藥的研究和開發反而是西方科學家后來居上了。

雖然宋應星樸素唯物主義的世界觀具有一定的歷史局限性，但是也極大地肯定了人的主觀能動性，鼓勵人們去發現規律，認識世界并加以改造。這也是中華民族幾千年來不斷創造保持活力的力量之源。通過挖掘《天工開物》背后的指導思想，在教學中引導學生對古代科技思想的先進性和局限性兩個方面進行思考，凝聚對指導現代科技發展的科學唯物主義思想的共識。同時也打通科技性的化學自然科學與人文性的哲學社會科學之間的界限，向學生明確科學的世界觀下才會有科學的方法論，進一步引導學生樹立科技文化自信。

3 培育科技文化自信

“化學與人類文明”課程是化學科技發展史和人類文明史的統一，借助《天工開物》這一古代典籍在課程中的詮釋，將化學這門中心學科在人類文明史尤其是中華文明史上起到的重要作用進一步凸顯。

在高校自然科學類課程中，由于長期受到重視邏輯、理性的西式思維方式和研究方式的影響，我國古代經驗科學在科技文明發展中的作用沒有得到重視，在教學中往往淺嘗輒止，這一問題也影響了學生對中國優秀傳統科技文化的認知，在科學研究上不知道我們從哪里來、要到哪去。相比主干課程的教學，通識課程的教學形式與內容更加靈活，面向對象更加廣泛，利用《天工開物》這一優秀古代科技典籍深入開展教學，為不同專業的學生提供了立足傳統科技文化并且面向未來發展的視角，不僅使得學生對于化學與人類文明之間的過去、現在和未來有較深的認識，也使得學生從更深的層面上理解了世界的本源，學會用化學的眼光和科學的思維剖析問題，喚起學生投身強國實踐的積極性。

我們通過教學梳理了古代科技與現代科技的傳承性，也梳理了古代樸素唯物主義與科學唯物主義的傳承性。我們的現代科技不是舶來的，是我國傳統科技和西方近代科技融合的共同產物，是中華文明發展的薪火相傳、世代接續。從因地制宜開發天然氣到可燃冰的開采，從挖掘煤炭作為燃料到煤化工的綜合利用，從古老的曲到現代生物催化工程，從美麗的青花瓷到高精尖的陶瓷材料，從省工省時的灌鋼法到先進鋼鐵材料……千百年來代代相傳的科技思想，包括陰陽五行學說在內的理念，豐富了我們的社會物質，更構成了每個中國人價值觀和精神世界的基石。古代勞動人民在有限的社會生產力水平下，貫徹人與自然和諧的生產生活方式，善于觀察總結，勇于開拓創新，堅韌不拔，大量試驗，艱苦奮斗，發明創造出了輝煌的古代科技成果和唯物主義世界觀，這就是我們深厚的歷史文化積淀，是我們的科技文化基因，是我們未來堅定不移推動我國科技水平再上新臺階的力量之源。

古人的經驗告訴我們，實干才能興邦。對于培養新時代的科技工作者來說，需要學習和傳承古人的經驗和智慧，需要立足國情和實際，立志把科研實踐上升為推動社會發展的新動力，把科研論文寫在祖國大地上。我們通過教學和思政元素浸潤式的引導[18,19]，基本在學生心中培育起了科技文化自信，一方面學生能夠充分認識到古代優秀科技成果和文化對今天的積極影響，能夠將傳統文化的積極因素與科學實踐相結合；另一方面學生愿意未來積極投身社會和科研實踐，在實踐中積累經驗，開拓創新，發揚好、傳承好優秀科技文化，對學生思想政治教育起到了積極正面的影響，對未來科技強國建設起到積極促進作用。

4 結語

古代科技文獻是先人留給我們寶貴財富，是我們民族科技和文化上的瑰寶。通過尋找《天工開物》與“化學與人類文明”課程教學的結合點，加強思想政治導向，我們既詮釋了文獻的內容和背后的思想，又講述了我國現代化學科技的發展故事。將《天工開物》有機融入化學與人類文明課程，不僅是在課程知識的供給側創新和拓展課程內容，提升學生對化學、對古代科技文獻的學習興趣，更是在學生學習的需求側幫助學生樹立科技文化自信，培育社會責任感與民族自豪感，促進學生全面發展。

在中華民族偉大復興的征程上，人是社會發展的重要因素，能否通過教育培養出新時代的科技人才至關重要。本文工作也為其他自然科學類通識課程的教學提供了參考思路，即在教學中發掘相關古代科技典籍和文獻的價值，將科學與文化相結合，傳承好優秀傳統文化，樹立科技文化自信，培育新時代的青年科技工作者。