缘起于近代教育变革的教育技术装备

赵晓宁　新乔　任熙俊

1 引言

当我们把视野聚焦在现今已获得巨大发展的系统化的教育技术装备自身发展规律的考察，透过纷繁的科学和教育发展的历史烟云，将会清晰发现教育技术装备隐现在其中的轨迹。这一轨迹的源头从16世纪左右的欧洲开始一直绵延至今，伴随文艺复兴运动催生的近代教育变革和17世纪的科学革命、科学建构，教育技术装备从无到有、从小到大，经历了从特殊到一般、从初级到高级、从孤立到联系、从局部到全局、从单一到系统的逐渐完善，从个别科学目的应用到教育全面普及应用，从个别发明、手工制作到工业化生产的400余年的历史发展过程。概言之，教育技术装备与近代教育制度变革同时产生，近代教育理念和制度、科学发展和科学教育、教育现代化建设都分别在不同历史阶段对教育技术装备的发展产生了重要影响。

探究教育技术装备起源问题亦即教育技术装备“从哪里来”，而为了使这一问题得以清晰表述，就不能不涉及包括文艺复兴运动在内的启蒙运动对近代教育变革及科学革命的影响，它们共同构成了教育技术装备得以产生的广阔历史背景。

文艺复兴和启蒙运动使欧洲近代社会与中世纪传统产生明显的分界，教育与科学发生重大变革，教育与科学在一个新的环境中获得前所未有的重大发展。

2 欧洲近代教育变革对教育技术装备的影响

启蒙运动是发生于近代欧洲的资产阶级反封建的思想文化运动，代表着欧洲文明的开始。作为启蒙运动先声的文艺复兴（the Renaissance）运动，历经14世纪到16世纪，始于意大利，逐渐扩展到全西欧，是人类历史上第一次空前的思想解放运动。文艺复兴运动的渊源应追溯至欧洲中世纪历史发生的重大变化——自13世纪以后，统治欧洲的拜占庭帝国逐渐衰弱，终于被奥斯曼帝国所替代，使原来生根在东方的希腊文明和基督文明，包括原来在西方就有的日耳曼和罗马文明扎根在西欧。随着13世纪前后动力技术的进步，出现了能够用人力操控的抽水机器的发明，进而风力、水力机器得到应用，生产得到一定的发展。

文艺复兴运动推动了由神本主义向人本主义的转变，推动了城邦的发展，也推动了掌握城邦的知识、技能、文化的中产阶级“自我”存在意识的发展。这个时期出现了但丁、薄伽丘、马基雅维利、达·芬奇、莎士比亚等代表人物，文艺复兴理念通过这些人物的作品很快传播到欧洲各地，产生了深刻的影响，促进了文化批判意识，人们的未知世界发生了变化，推动了人们的思想发展。

在这一背景下，英国率先于欧洲开始了工业革命。17—18世纪，西欧资本主义有了较大发展，新兴资产阶级的力量日益壮大，要求教育变革以适应社会发展的需求。但是，当时欧洲大陆的政治仍是教权主义占统治地位，所以教育变革首先必须改革教会教育制度，变少数人的教育为普及化的国民教育，变教会事业为国家事业，强调人的价值和权利。在这一强大思潮的推动下，教育在宗教中独立出来，科学与传统分离，出现了伽利略所属的林嗣学院，以及后来陆续出现的一些科学研究机构，如成立于1660年的英国皇家学会等，科学与教育以一种全新的姿态改变着教育与宗教、科学与神学的从属关系，进入社会生活，推动社会发展。数学家约翰·沃利斯在谈到1645年的科学活动会议时说：“我们的任务是（排除神学问题和国家事务）论述和考察哲学的探索，以及与之有关的东西，如物理学、解剖学、几何学、天文学、航海学、静力学、磁学、化学、机械学，以及关于自然的实验。”

在欧洲，近代教育经历了一个国家化的过程。表现在教育投入方面，逐渐由私人民间投入转为国家投入，国家财政投入预算的比例逐渐增加。教育投入的国家化，不仅对教育发展起到基础性保障作用，客观上也直接推动了教育技术装备的发展，因为在对教育的投入中，有相当部分规定用于仪器设备的购置，这一效应是不言而喻的。教育投入的国家化，对国家经费使用的有效性也有着明显的益处，因为国家投入除应用于教学需要之外，还可通过教育用于支持科学发展，推进科研成果的转化，为国家提供源源不断包括科学在内的社会发展所需的人才储备。这一认知在拿破仑时代的法国就成为国家共识。1747年，法国建立了世界上第一所公立工程师学校——路桥学院，各国也相继成立了包括职业学校在内的专业院校。专业学院的建立进一步促進了教育技术装备的完善化发展。

教育的国家化、世俗化、公民化，推动教育规模不断扩大，教育变革逐渐成为一种普遍现象：课程体系发生深刻变化，科学教育进入教育教学，成为课程内容体系的重要构成部分。不断深入的变革，产生了对教育技术装备的现实需求，规模化的配置和应用成为必然；分科制、分级制、分班制的学校制度，使之对教育技术装备的需求更为具体化；与此同时，科学的发展也在不断丰富教学内容，拉动进入教育的装备品类不断丰富，呈现出体系化趋势。

教育技术装备正是在科学和教育变革背景下产生和逐渐发展起来，进而成为教学机构的标准配置，成为教育构成不可或缺的重要部分和基础保障。教育技术装备的建设、配置和应用，因其直接关系到教学目标和秩序，关乎财政经费，也自然成为教育管理的重要内容。400多年来，虽然教育制度、教学内容发生很多变化，但对这一趋势从未构成些许影响，教育技术装备也从未中断自身不断发展和完善、演进的进程，以至于现在已不能设想一个没有教育的世界，同样也不能设想一个没有教育技术装备的教育。

3 科学、教育、仪器设备相互影响

教育技术装备还与近代科学、仪器设备发展有密切关系。近代教育的产生和发展在相当程度上依托近代科学发展的成果，从这个意义上说，教育技术装备的物质形态的构成又是近代科学研究发展的产物。

这里讨论的是在近代教育和现代科学发展变革基础上产生的教育技术装备，显然它不是广义的所有教育教学装备，而是与近代科学仪器设备有关的，与科学仪器设备有继承、转化应用渊源的那一部分教育技术装备，包括为说明各种科学现象和主张采用的仪器、设备，进而引入教育应用成为教具的人工制品——器物。

在各种语言的字典中查找科学的定义，得出一个比较符合这里所讨论的范畴的定义：科学是关于世界的有条理和系统化的知识的集合，也可以指其中的一个分支，如物理学或者是地质学；这些知识通过思考、观察和实验获得，从而得知自然现象所遵循的客观定律。在日文中，“科”指科学中所有的分支，从数学、物理到哲学所有科目；“学”即学习，特指在专门机构中的学习，教育的主旨就是指学习任何一门科学。德语中代表科学的是“Wissenschaft”一词，但它比英语中“science”一词含义更广泛，意指系统的知识，不仅有化学、物理科学和生物科学，而且有历史科学、语文科学和文学。当然，化学、物理学和生物学等通常被称为自然科学（Naturwissenschaften），但所有系统的研究都置于“Wissenschaft”麾下。

任何一个学科领域的核心理论都是由对客观事物的解释构成的，应当再次指出的是，它们并不总是正确的，而是在不断地接受检验和质疑，关键在于从事科学活动的人的思维模式。对物质世界的认识，一直以来，科学一般分为三个层面：一是宏观的，就是人可以感知到的、视觉可以看到的东西，如星空、山、海洋；二是微观的，包括人眼睛看不到，但可以使用仪器感知到、测量到，从直觉上认为它存在的东西，如原子、分子、蛋白质、一百亿光年以外的星球；三是超微观的，这一类物质只能理论推测，用实验验证，但从来不知道它是什么，如量子、光子，尽管知道粒子可以有自旋和能级、能量，但是很难通过直觉理解。归根结底，科学取决于从事科学活动的人、支持他们的机构、他们所用的仪器以及他们所观察的现象。更广泛地说，从事科学活动的人，他们的思维模式、仪器设备共同构成了并不断推动着科学实践的演进，其中仪器设备扮演着重要角色。

一般认为，现代科学发端于1543年。这一年，尼古拉·哥白尼发表了《天体运行论》，这部著作从根本上纠正了太阳系天文学，提出了日心说。1609年，当伽利略用他所新发明的望远镜观察天空，并且发现其中带有根本性的真理，可以支持日心说的发现时，实际上是为科学思想和科学实践树立了一个典范。

从哥白尼的日心说开启近代科学时代的大幕，以后的150多年间，爆炸性地出現了一个科学与教育上的繁星璀璨的时期。信奉地心说的亚里士多德哲学的传统宇宙观渐渐退出人的认知世界，代之以一个无限的宇宙。如果说现代科学的序幕是由哥白尼开启的话，那么，人类社会则是由伽利略、牛顿开始，步入了现代科学殿堂的大门，仅在物理学方面就发生了一些重大变化，开普勒改进了哥白尼的体系，提出行星沿椭圆形轨道运行；伽利略应用望远镜观察到远超人们所想象的更为辽阔的浩瀚星空、木星的卫星、超越人们生理视力极限的天体。在微观层面上，数学分析开始用于分析物体的运动，产生了惯性的概念。牛顿将这一时期的科学推向更为壮观的舞台，提出并阐述了行星轨道引力的平方反比定律，“洞穿了诸神的住宅”（爱德蒙·哈雷）。17世纪末，牛顿科学中又出现了万有引力定律。

教育教学和科学研究发现之于教育技术装备，在启蒙运动后期，在第一次工业革命后及第二次工业革命过程中，经历了较为明显的历史嬗变和分化，教育与科学研究产生了深度的融合与分化的趋势：因教学问题的需要，为方便知识传授，形成了一批相对专业的教学装备，包括实验室设备及教学器材；同时，科学也因研究的需要，对精密与精确的追求，产生了一批科研设备及仪器。二者相互作用，共同推动了教育与科学的发展，很多教育成果转化为科研发展的动因，很多科研成果也得以进入教学，丰富了教学内容体系。十分明显的是，一批科研仪器设备不断顺利进入教育教学，应用于科学教育实践，促进了教学设施的体系化和规模化。

科学发展影响了教育技术装备体系化进程。从16世纪中期至19世纪初期，历经200多年，随着科学的建构、分科，教育技术装备随之形成了涵盖物理、化学、生物、地质、天文、博物学等多学科的丰富的品类较齐全的仪器设备体系，建立起了博物馆、图书馆、实验室、植物园等相应的初具规模的各类近代教育设施。400余年来，科学在一代又一代科学工作者的不断接力式探索中，逐渐形成一个相对完整的知识体系及基础框架，这意味着逐渐丰富的科学知识体系为教育提供了系统的教学内容，带动着教育的发展，教育的发展也意味着与之相适应的科研仪器设备不断转化为教学应用，教育技术装备内容因之得以不断扩展，逐渐成长为一个相对独立、具有突出教育特征、与教育全面融合的较为完善的专业体系。

这里介绍一下莱顿瓶。近代科学教育兴起以来，莱顿瓶一直是实验教学常用仪器。有关实验生理学的例子，或许能够使人更好理解科学实验、科学教育、实验设施的相互关系。1740年代，实验生理学的兴起与实验物理学和化学中稀薄的流体理论的出现相一致。正如化学从基于原子之间的吸引和排斥的研究转向研究酸、碱和金属的化学特性一样，生理学从把身体的器官描述为杠杆、滑轮、泵、筛网转向研究诸如生长、营养、再生等使生命不同于机器的特征。当然，新的实验物理学和化学对生理学和医学有着直接的影响。电学允诺拥有关于生理学的答案，电鳗和敏感的植物是研究的候选生物，因为它们都表现出用电保护自己的特性。英国、法国和德国的电学家从他们的实验中得出结论，通过电的种子、通过电的植物发芽更早一些、快一些，通过电的动物比没有通过电的动物要轻一些。电鳐、圭亚那电鳗和非洲电鲶都被研究过，以便发现它们的电的来源。解释这些动物在导电介质中怎样产生电击是非常困难的，但是亨利·卡文迪许证明，给定足够大的电容，电击可以在水下释放，他甚至用毛皮附在一个大号莱顿瓶上，制造了一个模型电鳐来证明他的观点。

电产生了肌肉运动，这表明，身体中的电很可能以流体的形式带着感觉刺激和运动指令在神经中运动。但是，早期机械论的失败敦促人们要小心谨慎，因此，在18世纪中叶，主要的生理学家冯?哈勒论证说，把电物质等同于动物精神未免是过早的事情。哈勒的谨慎是明智的，因为18世纪的实验技术完全不可能揭示神经冲动的电化学本质。然而，内科医生很快明显成功地利用了电的治疗方法，因此，第一个研究生物电的意大利医生路易吉·伽伐尼的看法并不令人感到惊异：蛙腿中包含着有机的莱顿瓶，当它放电时，就导致蛙腿的踢动。生理学中电现象的复杂性，使18世纪的实验者可望而不可即，但重要的是，他们正在试图把物理实验结果应用到生命世界中去。

玻璃的电学性质给所有早期的实验家制造了极大的混乱。他们的理论假定：电流体不仅存在于带电物体上，而且存在于它周围的气氛中。富兰克林用烟，法国电学家诺莱用细粉，去检测这种气氛的存在并展现其范围。电吸引和电排斥被假定是由这种气氛的直接作用引起的。玻璃不导电（除非加热时），但传播电的影响。豪克斯比和格雷能够轻易地透过几层玻璃吸引轻物体，电以弗通过玻璃还是没有通过玻璃呢？金属甚至湿布能导电，却屏蔽吸引效果。豪克斯比沮丧地发现，能穿透玻璃瓶壁的电却能被薄平纹细布阻塞。电学理论家们就像他们长期未能区分电流体及其与电的吸引和排斥影响一样，也长期不能解释这种特殊的异常。气氛，无论是静止的还是运动的，都不会是电，同时也不会是电的吸引影响。

起电盘引起人们极大的注意，因为它似乎提供了用不完的补充电。伏特于1775年向约瑟夫·普里斯特利描述了他的起电盘。如图1所示，一个嵌进金属盘（A）中的用树脂和蜡做成的绝缘的饼状物（B）；在饼的上面有一块带着一个被绝缘把手的金属板（C）。实验者首先通过摩擦饼或者从莱顿瓶给饼充电，使其带电；然后把金属板放到饼上并且接触板的顶部，以放掉由于荷电饼的存在而感应的电荷；接着握着被绝缘的柄，移开金属板，发现金属板荷了电，这种电荷可转移到莱顿瓶。这个过程想重复多少次就能重复多少次，而不会减少饼上的电荷。伏特从这个实验引出结论：电停留在饼上，只有一种力到达板上；没有电氛或者以弗是耗不尽的，因此，电氛不能解释起电盘。

实验者只要用被绝缘的把柄举起和放下金属板（C），并且次数适当地使电荷落地放掉电荷，就可以得到数量无限的电。用这样的装置，能使任何数量的莱顿瓶（G）荷电。这种形式的可分离电容器有效地摧毁了电的以弗理论。

4 实验教育：近代科学教育的重要发端

实验本身并不是近代的创新。近代教育变革初期的实验教学，包括方法和内容，更多体现为对实验传统、科学实验方法的继承，并非完全来自科学家群体的科学研究，其中部分来自人类文化中的实验传统，部分来自继承中的发展和變化。

继承与发展 实验在近代教育、科学变革之前便是一直独立存在的现象。实验室的传统至少可追溯到公元3世纪前。Laboratory（实验室）一词与labor（工作）源于同一个拉丁语词根：实验室就是人们工作的地方。英语中开始用laboratory一词至少始于19世纪初，而属于同一时代的另一个同源词elaboratory（精制室）指的则是早先存在的一种特别的房间，在那里人们可以精心制作东西，即试图通过劳动生产出成品，特别是从贱金属中炼制出金。因此，早期的实验室通常是炼金的场所，但到近代以来，该词汇以及它所表示的场所已为人们所熟悉，在那里，人们已不仅仅研究化学，而且也研究其他自然世界现象。

在希腊和中国，较早就有人主要利用实验方法和实验室进行了大量的科学研究。随着各个领域、民族间的文化交流，科学的影响也日渐扩大。其中，穆斯林学者在文艺复兴之前的数个世纪中，所做的实验远不只是重复他们从希腊人那里接收来的遗产。在代数方面，他们发展出来多项式的概念，并首创了习惯上归功于笛卡尔的代数几何学。随着理论科学和实用工艺之间的传统壁垒被削弱，不同类型的实验被引进科学。数学和物理学富有成效的结合是由埃及物理学家阿尔哈曾（约965—1040）取得的，对他来说，光学变成了一门研究视觉几何学的学问。

生活在13—14世纪的德国人西奥多里克，曾经利用一个装满水的大玻璃球作为雨滴的模型，研究了虹的成因。16世纪，科学实验传统在西欧科学发展中得以复兴，在教育中与科学实验相互借鉴，形成实验教学的一般形式、方法和技术、课程体系。

实验相对于类比法，事物的直观性、启发性是寓于事实的确定性基础上的。新的实验方法不仅反映了各科学学科的知识、经验、方法、成果，同时给学习者以信心，并将信心转化成科学探索精神、方法和兴趣，突破自然边界，进入一种科学思维中。

实验教育：近代教育的重要标志 19世纪初，学生，成千上万的学生跋山涉水来到德国的大学。他们来自包括英国在内的欧洲各地以及北美洲。19世纪30年代时，研究化学的人去吉森大学的李比希那儿，而初露头角的显微镜专家则去柏林找缪勒。学生对科学实验抱有极大的兴趣和热情，他们中很多人选择的标准不仅是学校和专业，而且更注重哪所学校有良好的实验学习条件——优秀的实验师、实验室及实验仪器设备。

这一进步很大程度上在于德国教育中的实验室建设和实验教学的传统。从19世纪各大学附属的研究所建立时期开始，德国就开始了活跃的实验教学活动，涌现出一批实验师型的优秀学者。吉森大学化学研究所的尤斯图斯·冯· 李比希很早就对化学怀有兴趣，曾短期当过药剂师学徒，之后到过波恩大学和埃尔兰根大学学习化学，又到法国巴黎学习了两年；在巴黎获得著名化学家特别是盖·吕萨克的指导，学习实验室实验；1824年，年仅21岁便成为吉森大学的化学教授。他指导的研究所注重用定量分析新方法进行实验教学，开展实践培训，吸引了大量学徒前往求学。为容纳更多学生，研究所添置了更多研究设备，扩大了实验室规模。他的生物化学实验推进了这一学科的产生和发展。

1855年，一位美国观察家这样写道：“从来没有一个民族像德国人那样对自己大学教育制度的发展付出了如此多的思考和艰辛——没有一个民族从大学提供的服务中获得如此大的益处，也没有一个地方能使它们在国民的生活中扮演如此重要的角色。”此前约一个世纪时，这些德国大学还只是些优秀的高级中学，但100年之后，它们——主要是它们的专业学院——已成为几乎所有学术研究领域著名的研究中心。

实验室：人才成长的沃土 实验室建设相对于实验教学具有更为久远的历史。中世纪已有炼金术和占星术的实验室。卢浮宫的画藏中有一名画描绘了16世纪的其实是炼金所用的一间化学实验室：一个装饰豪华的地下室，地面上摆满了蒸馏器、坩埚。

19世纪以前，实验室均属私人所有，有的设在地下室，有的设在厨房一角。瑞典化学家贝采里乌斯每年只收一名学生，他的实验室就设在自家厨房。

化学实验相对容易，因为直接为实际生活所需，瓶子、罐子、试剂虽不可少，但价格相对便宜；相对来说，其他实验费用就较高了，如温度计、望远镜等，当时属于高级奢侈品，价格昂贵，平常人买不起。

物理实验是实验室早期应用最为普遍的内容。英国科学家胡克是建立物理实验室的先行者，他建立了皇家学会实验室并在其中完成了许多著名研究。1662年，他担任英国皇家学会的仪器馆长，免费设计仪器设备，每周向皇家学会的例会提供三四个有意义的实验。

较早的物理实验也往往是在私人住宅进行的，实际上没有专门的实验场所。伽利略时代已经有比较正规的物理实验研究，伽利略做过许多实验，但他并没有明确提出过自己的实验室。牛顿的白光色散实验是他在剑桥大学的住宅中进行的。波义耳关于气体弹性的研究也是在他自己的私人实验室里完成的。

最早的规模较大的物理实验室当属柏林大学的物理实验室，由化学实验家、1845年成为柏林大学物理和技术教授的马格努斯创建。开始时他也是用自己的住宅辟出几间屋当实验室，学校给予财政资助。当时私人实验室还被当作大学机构的一部分，大学里还未形成专业的完全属于大学的实验机构。直到1863年，马格努斯的实验室才正式成为柏林大学物理实验室。

1748年，罗蒙诺索夫说服俄国科学院在彼得堡建立了一个综合型实验室，设施仪器装备齐全、精良，开展有关化学、冶金学以及光学和电学研究。1818年，盖·吕萨克也在那里建立了实验室，后来在吉森大学任教的李比希在这里得以做了很多化学实验。凭借这一经历，李比希到吉森大学任教后，建立了用于教学和研究的实验室，并开始配置实验助手。

英国皇家研究所也是在化学实验室基础上创办的，由伦福德创建于1800年，法拉第在这里以毕生精力研究各种电化学和电磁现象，发现了电解定律、电磁感应和磁光效应。

1835年，法国路桥学院成立了世界上最早的土木工程实验室，用于培养工程师。

早期的实验教育就比较注重实验教学方法的研究，注意到要与生产生活实践相结合，采用最新的科研仪器，注重实验教师的培养，注重对学生进行研究方法的培养。针对广泛与兴趣相关的问题展开研究，也是实验教育发展所关注的问题。英国的开尔文在1846年成为格拉斯哥大学的物理教授，他开始要求学生自己动手做实验。当时伦敦的几所大学都设立了学生用的物理实验室，但实验未列入正规物理课程，也没有规定学生必须参加实验研究。1871年，剑桥大学建立卡文迪许实验室；1874年，麦克斯韦出任第一任主任，同时也是实验物理学教授。麦克斯韦主张将实验引入物理教学，在学院讲授的同时辅以演示实验，并要求学生自己动手。麦克斯韦说：“这些实验的教育价值，往往与仪器的复杂性成反比，学生用自制仪器，虽然经常出毛病，但他们却会用仔细调好的仪器学到更多的东西。调好的仪器，学生易于依赖。”从那时起，使用自制的仪器成為卡文迪许实验室的传统。1879年，麦克斯韦去世，斯特拉特继任主任，在他的主持下，卡文迪许实验室系统开设了学生实验课。

麦克斯韦任职卡文迪许实验室主任期间的工作，创立了英国实验物理的研究传统与学风，对后来实验室及实验教学发展产生深刻影响。他在卡文迪许培养出的第一代实验物理人才，为英国物理学振兴奠定了基础；他确立的实验室建室宗旨引用了《圣经》中的一句名言，雕刻在实验室的橡木大门上：主之作为，极其广大，凡乐之嗜，皆必考察。大意是说：上帝创造的世界无所不包，凡是对此奥秘有兴趣者都可以考察。这既反映了麦克斯韦的宗教情感，也反映了他的科学追求与科学观。他提出的实验室建设的方针、主张，强调加强实验在教育中的作用，要克服“粉笔物理学”弊端，呼吁实验室不仅要提供和传播真实的科学原理，而且要提供和传播批判精神，将研究精神注入教学。

科学实验和实验教学活动的发展，使人们更进一步认识到许多科学难题只有通过更精密的实验设计才能解决。应实验教学和科研活动的需要，许多新的实验设施不断被制造出来。麦克斯韦主持卡文迪许实验室开始，便主持并自己动手开发制作仪器，并积极推动学生自己动手做实验。麦克斯韦倡导研究性的实验仪器设备，尽可能由教师和学生自己动手制造。他认为研究的目的在于创新，而创新的东西往往没有合适的可供使用的现成的仪器设备。麦克斯韦正是通过自制仪器设备，自己动手实验，寻求准确测量的方法，建立了扎实、严谨的学风。卡文迪许实验室自制仪器自麦克斯韦起蔚成风气，如发现电子的阴极射线管，威尔逊的云雾室，阿斯顿的质谱仪，计数器、加速器以及发现α、β、γ射线使用的仪器设备等，几乎都是根据研究需要自己发明制造出来的。

在短短几年间，卡文迪许实验室里走出了多名实验物理学家，对近代科学发展产生了重要影响。例如：W.M.希克斯成为谢菲尔德大学的物理教授；A.舒斯特主持领导曼彻斯特大学的实验室，成为著名的实验物理教授；J.A.弗莱明任大学电气工程教授，二极管的发明人，皇家学会会员，对微电子技术的发展做出过开创性的重大贡献；R.T.格拉兹布鲁克与W.N.肖则是编写英国第一本实验物理教科书的作者；J.H.波印亭成为伯明翰大学的物理教授，皇家学会会员，发明了太阳、行星和空间绝对温度的测量方法；等等。

实验室教育培养了那个时代的一批批优秀人才。在实验室接受过训练的学生中就有后来成为卓越科学家的亥姆霍兹、丁铎尔等，也出现了不少优秀的实验技术人才。

实验室的教学化：近代教育的重要变化 16世纪以

后，实验室对自然科学发展的影响逐渐增强，成为人们获取自然知识的重要场所。到了17世纪末，尽管这一时期实验室仍多以研究应用为主，其教育价值还不是十分明显，但一个重要变化是自然科学课程先后进入欧洲各主要国家的大学课堂，很多大学都因之设立了科学课程的教授职位，这无疑预示着实验室及实验教学的新发展。

近现代教育的一个重要标志就是实验教学的兴起和持续发展。可以这样认为，实验室和实验教学是现代教育的一个重要特征，是科学教育的必经途径，是通往科学的入口。只有通过实验及实验学习，才能将科学现象的分析和观察建立在理性基础上，理解科学现象并做出解释，进而将对未知世界的感性认识上升为理性认识，养成科学思维方式——内化为个人的科学素养。

19世纪30年代，德国柏林大学的马格努斯开了将热衷于实验研究活动的学生引入实验室接受指导的先河。随后，英国格拉斯哥大学教授開尔文勋爵将一座废弃的酒窖改造成为实验室，由起初邀请学生到这里协助他工作，到后来学生主动来这里，在他的言传身教下进行创造性研究，学生的实验热忱和兴趣由于他的实验工作内容、热情和与学生保持着密切的交往而被极大地激发出来，使这个简陋的实验室存在长达25年之久。

实验和实验室的发展，极大地促进了教育近代化进程。19世纪后半叶，随着欧美资本主义国家工业化革命的兴起，对科学技术人才产生巨大需求。这种需求一方面促使欧美等各国的教育规模急剧扩大，学生人数激增；另一方面，师徒式实验室及实验教学已难以满足巨大的学生人数培养的要求。为了适应这种需要，新型学校——麻省理工学院得以创办起来。在首任院长、物理学教授罗杰斯倡导开设正规的实验课程的思想影响下，学院于1870年从哈佛大学聘请爱德华·查尔斯·皮克林来主持物理系工作。他创办了美国第一个物理实验室，并编写了一本实验教科书（在世界教育史上，这本书是最早出版和最有影响的学生物理实验指导书），开创了大面积开设物理实验课程的教学模式，使实验课程成为学生为得到学位而必修的一门有计划的、系统的课程，从而由高等教育班级集体实验教学制取代了师徒式的私人实验室个别物理实验训练。这一模式不久就被美国的其他一些大学相继效仿，同时促成了欧洲许多大学物理实验教学的变革。

在教育技术装备体系中，实验室及其仪器设备是一个相对稳定、独立的部分。随着近代教育变革，实验室建设渐成为近现代学校建设的重要内容，与教学发展需要相对应，品类繁多的实验仪器设备分学科分别集中于不同的实验室，构成不同的实验室功能与形式，诸如应用于课堂、演示需要的物理、化学、生物、地质等仪器设备，实际上也是构成实验室仪器设备体系的一部分。实验室进入学校教学，一方面推动了教学发展，另一方面逐渐使普及实验室教学应用成为共识，从大学、职业、专科院校渐至中学理科教学，进而影响到人文学科、通识教育等。

综上，实验教育对近代欧洲教育变革起到了积极促进作用。近代教育变革时期的实验教育，是近代科学教育的重要形式，带动大量原用于个人科学研究、实验的仪器、设备成为实验教育的仪器、设备，并初步创建形成了近代实验教学的模式和方法，为实验教育进而为实验教学仪器、设备发展打下坚实的基础。

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