高职科学技术史课程思政元素的挖掘与运用

张永杰

摘  要： 科学技术史课程的思政教育作用较为显著，可挖掘出很多思政教育元素。文章分析了《科学技术史》上一些重量级科学技术专家们的事迹、一些重大科学技术事件的发展过程及科学技术演进规律，挖掘出其中的思政教育元素，归纳为榜样动力元素、学习指导元素、规律认知元素等三大类，并以类别细分的方式介绍了各思政元素的具体运用。

关键词： 科学技术史; 课程思政; 思政元素

中图分类号： G712          文献标志码： A          文章编号： 1671-2153（2020）05-0077-05

科學技术史适合高职各专业的学生学习，其与思想政治教育的协同效应较显著，在思想政治理论课、通识教育课程、专业教育课程等三位一体思想政治教育体系中占有重要地位。科学技术史在内容上突显文理交叉，是一座富含思政元素的矿藏，经过科学探矿和合理开采后能为可持续推进课程思政改革提供持久动力[1]。其对高职生的学习精神、学习动力和学习方法等的形成有很大的辅助作用。

科学技术史对文理交叉的复合型人才培养具有积极的作用。教师讲课时要侧重于讲解科学技术专家们的人生经历及成就、科学技术事件的发展过程及演进规律、对当代人的启迪等。

一、榜样动力元素

通过科学技术史课程的学习，高职生能以众多科技专家们为榜样，锤炼坚强的个人意志，逐步养成良好的心理品质，激发自身深层潜力。

（一）艰苦奋斗和百折不挠的榜样

很多科学技术巨人是在极端困苦的条件下，发扬百折不挠的探索精神，甚至以献出生命为代价，才获得科学技术成果。在了解科技专家们遭遇过的困难、挫折、失败后，学生们才感到获得成功实属不易，在学习和研究时才愿意付出更多的时间和精力，不再因为失败而气馁。

开普勒为后人留下了宝贵的精神财富和教育素材。学生在学习中学物理时已知道开普勒提出了行星运动三定律，被称为“天空立法者”。但很多学生并不知道他的一生是在极端艰难的条件下度过的，长期漂泊、生活贫困以及来自教会的迫害等不断困扰着他，在花甲之年他还长途跋涉去索要20余年的欠薪，却不幸病死在途中。开普勒的勤奋、坚韧、执着和顽强等精神品质很值得当代高职生学习。

很多发明和创造都是经历数百次、甚至上千次的失败后才获得到成功的。例如瑞典人诺贝尔于1876年秋发明烈性炸药、美国人爱迪生于1879年发明白炽灯、美国人莱特兄弟于1903年试飞飞机成功等，特别是诺贝尔在试验炸药过程中付出了惨痛的代价，其弟弟和几名助手被炸死，其父亲也被炸伤。

（二）献身精神的榜样

科学技术史上涌现出很多科技巨人为坚持或探寻真理而献出宝贵生命的案例，高职生从中能学习到他们的忘我斗争精神，并能领悟出一些为人处事的哲理和准则。（1）麦哲伦、达伽马等虽出身于贵族，在大航海时代里却依然冒着生命危险进行航海探险，其中麦哲伦于1521年在菲律宾被土著人杀害。（2）解剖学家塞尔威特因坚守的观点与当时流行的盖伦观点相抵触而被教会于1553年烧死。（3）布鲁诺坚持并推广哥白尼的“日心说”而被教会于1600年用火刑烧死。（4）1633年伽利略被罗马宗教裁判所判处终身监禁，在失去人身自由、双目失明的情形下坚持力学研究。

（三）创新精神的榜样

当代高职生可以学习前人研究问题的方法和思路，应用到自己的学习和工作中，培养自己的科技创新能力。

科技专家们能获得很多科技成果，在于其拥有超强的观察力、思考力和想象力。科技专家们研究问题的方法和思路对当代高职生有很大的启迪作用。（1）1583年伽利略在比萨教堂里观察到蜡烛架摆动很有规律性而创造出摆钟。（2）1609年5月伽利略偶然间听到一则消息“荷兰人发明了一种能望见远景的幻镜玩具”，他便很快仿造、创新出2架望远镜指向星空。（3）18世纪下半叶英国人瓦特对蒸汽机进行了20多年的持续探索和改进，最后获得成功，到1790年瓦特的蒸汽机完全取代了老式的纽可门蒸汽机。（4）1831年10月法拉第在做电磁感应实验时发现电流。

（四）创业精神的榜样

科学技术史上有一些科技成果被成功商业化的事例，通过学习让高职生看到自古以来科技成果转化一直在进行，促进学生积极利用新技术、新思维来创新和创业。（1）瓦特蒸汽机商业化。瓦特通过技术成果商业化，才使得改进蒸汽机的工作得到资金支持，最后他也变得很富有。（2）汽船应用于航运。1806年美国人富尔顿在美国建造了一条平底船、装备上一台蒸汽机，1807年始这条叫“克勒蒙特号”的蒸汽船开始了蒸汽机在船运上的历史，并为富尔顿带来了丰厚的收入。（3）奔驰汽车公司的发展和壮大。德国人奔茨于1885年研制成三轮汽车，1893年奔茨创建奔茨汽车公司，开始生产四轮汽车，人类的汽车工业从此兴起。（4）瑞典人诺贝尔一生拥有255项专利发明。他开设了约100家公司和工厂，积累了巨额财富;1895年他立遗嘱将其遗产的大部分作为基金设立5个奖项，即诺贝尔奖。

（五）逆境成才的榜样

此类事例有助于激发高职生的自尊、改变其自卑的心理状况，从而为他们努力学习、刻苦钻研提供源动力。一些科技专家们立足于社会基层，经过不懈的努力、持续的探索和创新后，获得很多重大科技成果，成为世界级工匠。在高职生毕业后绝大部分人同样将在社会的基层打拼，这类案例启示他们虽然从基层做起，但经过不懈的奋斗，人生也会出彩的。（1）北宋平民毕昇发明活字印刷术。他初为印刷铺工人，专门从事手工印刷工作，他在印刷实践中深知雕版印刷术有很大的缺陷，于是认真总结了前人的经验，完成了此项发明。（2）纽可门、瓦特等均出身于工匠，他们对蒸汽机的实用化做出了重大贡献。（3）18世纪美国人富兰克林成为物理学家和政治家，他的成就数不胜数。富兰克林仅接受过2年正规学校教育，随后在小印刷所当了近10年的印刷工人，在此期间他经常在晚上把书店的书拿回家阅读，第二天早上再归还，他通过这种学习方式学习了大量的知识。

二、学习指导元素

（一）激发兴趣

高职生的好奇心、求知欲、兴趣和爱好等构成了有利于其创造的内部动机，据此他们将逐渐形成积极的情感态度，进一步促使他们学习和钻研教材上的知识。

在学习科学技术史的过程中，当高职生把每项科学技术的发展过程从头到尾总结和梳理顺后，他们会感叹古代人的智慧和艰辛：原来当代教科书上那些结论早在几千年前都已经被发现了。例如，在初中物理上学生已学习过阿基米德的伟大贡献，但对其所处的时代、工作环境和全面贡献等了解较少。通过学习科学技术史学生将知道阿基米德生活在古希腊时代，他和中国的秦始皇嬴政、汉高祖刘邦等是同时代的人，他在物理学、机械应用、几何学等方面都有很多成就，学生在中学阶段学过的很多几何学方面的知识也是由他发现的。

（二）重视数学

当前很多高职生感觉微积分太抽象，理解积分过程很有难度，甚至很多人因此放弃学习大学数学课程。

很多学生在上小学时就已知道英国人培根的很多名言，例如“知识就是力量”。当高职生学习到培根有关数学的论述后，他们一定会改变对数学课程的看法，例如数学教育非常重要、经验材料必须用数学来加以整理和论证、任何一门科学都不能离开数学等。近代科学巨人开普勒、伽利略、牛顿等，虽然在天文学或物理学上做出了巨大贡献，但他们都曾当过数学教师，他们的数学理论知识都非常丰富，其中牛顿还创立了微积分（流数术）。

科学技术史上展现出一些科技专家们由于缺乏数学知识和工具而错过了重大定律或定理的发现。以下一些重大科学发现事件启示同学们要下苦功夫把大学数学学好。（1）据科学技术史上评述开普勒仅看到了万有引力定律的影子和提出了积分思想，牛顿由于发明了微积分（流数术），才计算出万有引力定律公式，被确认为万有引力定律的发现者。这则史话让同学们倍感学习微积分是很有必要的。（2）英国物理学家焦耳擅长做试验，但由于数学不好，仅提出了能量守恒定律，并没有给出计算公式。德国物理学家赫姆霍兹则立足于力学基础之上，追寻各种能量转换过程中的数学表述，最终被确认为能量守恒定律的创立者。（3）法拉第自学成才，不熟悉数学，他只能定性地用文字表述了电磁感应现象，不能给该理论予以数学式子表示，是数学天才麦克斯韦完成了这项工作，并且补充了更多的内容，从而奠定了电磁场理论的基础。

（三）安慰与鼓励

科学技术漫长而曲折的发展历史，让高职生不会为自己短期不能理解一些科技成果而担忧。因为一些结论是经过数百年、甚至上千年的演进变化才形成的，理解起来一定很有难度的，从而让高职生获得很多的心理安慰，他们需要经常认真钻研教材、查阅书籍、多做教材上的习题和作业，才能逐步理解并掌握定理、定义和公式等。

（四）重视文化和思想的学习

文化促进了科学技术发展。近代自然科学产生于“欧洲文艺复兴运动”后期，该运动为近代科学技术大发展营造了文化氛围。高职生都熟知这一时期涌现出的那些大师，诸如画家达·芬奇、哲学家培根、诗人但丁等，通过学习科学技术史学生将对这些大师有更全面的了解。例如达·芬奇是博学者，在近代自然科学很多领域他都有较高的成就，他还曾当过军事工程师、建筑师、雕刻家和音乐师等;培根不仅是哲学家，他还在数学、天文学、地理学、化学、医学、逻辑学等方面有很多成就，并开创了实验科学。

“启蒙运动”传播了科学思想。17世纪于英国开始的“启蒙运动”，是传播科学思想的过程。科学思想从英国传播到法国，又传播到德国和其他国家，是欧洲近代第二次思想解放运动。大文豪伏尔泰是 “启蒙运动”的领航者。

（五）认识社会环境的作用

只有在稳定的社会环境里，科学技术才能快速发展，科技成果产出才会丰富。战乱时代，社会环境动荡，对科学技术及专家们冲击太大，致使科技成果较少。这启示同学们只有在社会环境、个人学习环境和心态等都较稳定的条件下，才能获得更多的学习成果，才能促使自己快速的成长和发展。（1）高职生熟知唐诗、宋词、唐宋八大家等，教师讲课时要指出由于唐朝、宋朝等朝代存在的时间较长、社会相对稳定，因此经济、文化和科技等都得到很大发展，科技成果相对较丰富。（2）公元5世纪至15世纪欧洲中世纪时期，饥荒、瘟疫和战争等无处不在，人类从希腊科学文明和罗马统治的高峰跌落，欧洲科学技术发展较缓慢，直到文艺复兴运动时才开始复苏。（3）中国明朝中后期以来有两个时期中华大地上战乱不断，中国社会生产力及科学技术发展遭到了很大的破坏。一是明末清初几十年间;二是从1840年鸦片战争开始到1949年新中国成立的100多年间。

（六）增强自信心

在中国科学技术史中可探寻到马克思主义与中国传统文化契合的价值，增强学生对中国传统文化、马克思主义中国化等的认同[2]，提高高职生的爱国主义教育效果，增强民族自豪感和社会责任感。

中国古代四大发明改变了世界文明的进程，马克思也曾给予非常高的评价。张衡、张仲景、祖冲之、蔡伦、沈括等中国古代科技专家们曾为世界科学技术的发展做出过伟大贡献。新中国成立后，国家大力发展科学技术，先后获得系列的重大科技成果，如1964年试爆原子弹成功、1967年试爆氢弹成功、神州飞船载人飞天、屠呦呦获诺贝尔奖等等。高铁、扫码支付、共享单车和网购等当代中国新发明正在改变着全世界。

三、规律认知元素

自从人类社会出现始，人类都在试图弄清社会条件、生产水平、科学文化与科学技术发展的关系及发展过程中的规律。

（一）应用驱动创新

很多科技成果是在社会生产、生活和战争等的应用驱动下才发明、创造和进步的。数学、医学、天文学等首先出现在人类社会中，主要是因为这3大学科與人类社会的生存和发展有着密切的联系。例如，古埃及人为测量尼罗河泛滥后的土地而创造与发展了数学和几何学。古埃及人还创造了人类历史上最早的太阳历（每年365天），太阳历是古埃及人从对天狼星偕日升、尼罗河周期泛滥等的长期观察中总结出来的。

（二）量变到质变

科学技术的发展是一个由量变到质变的过程。后人在继承和发展前人研究成果的基础上，经过很多挫折和失败，一步一步走向成功。这是一个持续进步的过程，新事物的诞生是人类集体智慧的结晶[3]。这启示高职生要认真学习教师们传授的知识，再经过积极思考，才能提高自身的科技创新水平。

蒸汽机成为改造世界的动力，是经过100多年的实验研究和理论探索才得到的。在矿井排水问题的刺激下，蒸汽机产生了，从1674年开始先后由巴本、赛维利、纽可门、瓦特等多人的探索和改良，于1782年才得到广泛的应用。

牛顿的经典力学体系是建立在众多前辈大师们工作基础之上的。哥白尼、伽利略、开普勒、惠更斯、费尔马、波义耳、巴罗等人的研究，为牛顿经典力学体系的建立奠定了基础，其中伽利略和开普勒的研究成果尤为重要。

（三）学习运用数据

从一些史料可知在2000多年前人类已开始应用相关数据于科学技术工作了。学生将会明白当下的“大数据”仅是个时代性名词，是相对于当前的数据存储条件和数据处理能力而言的，数据的科研作用，古人早已在实践。

古希腊人曾在天文学上运用进行探索的例子。喜帕恰斯是古希腊最伟大的天文学家，他生活的年代相当于我国西汉前期，他在构建日月和行星运动几何模型时，采用了古巴比伦几个世纪以来保存的观测数据;并且喜帕恰斯也留下了大量的观测资料，后人在定出行星的各种周期与参数时，利用了他的观测结果。

我国古代天文历法中也有运用数据进行探索的例子。南朝的何承天利用他舅父徐广40多年的观察材料和他自己40年的观察研究资料，得出了赤道岁差每100年差1度的结论。我国二十四节气时间节点很准确，是我国古代人通过长期观察太阳周年运动，认知一年中时令、气候、物候等方面的变化规律，并不断修正与完善的结果。

开普勒应用数据于科学技术，提出“行星运动三大定律”，并给出了计算公式。开普勒认真研究了第谷生前对行星20多年的观测资料，得出轨道定律、面积定律和周期定律等，提出星体之间存在着万有引力。

（四）理解相关概念和规律

有助于高职生理解一些重大的科学技术相关论述。如科学技术是第一生产力，是从科学技术发展史的研究中得出的必然结论;科学发展观是科学技术发展规律的理论概括。

有助于高职生理解一些科技发展规律。从近代开始科学走在技术的前面、科学为技术发展提供理论指导;一项科技发明若缺少科学原理的正确指导，通常是难以取得成功的，例如内燃机的发明：首先依赖于确立起来的大致符合实际的理论和原则，再据以实践指导及不断探索，最后才获得成功[3]。

有助于高职生理解正在进行的第四次科技革命。学生已广泛关注到正在中华大地上进行的科技革命浪潮，这与前3次科技革命相比仅是驱动方式不相同而已，“互联网+”、大数据技术、人工智能、物联网、智能制造等技术要素，类似蒸汽机、电力、计算机等。第四次科技革命同样是应用驱动技术革新。

通过学习前三次科技革命的发展过程，学生将会感受到每次科技革命都推动了社会向前发展。同时，让他们看到科技革命虽然是用一种新技术代替另外一种老技术，但很多基础理论知识从古至今都是用到的。高职院校以技能与技术教育为主，但不可忽视基础理论知识的教学，要让学生牢固掌握基础知识。

（五）理解负面影响因素

通过科学技术史课程的学习，高职生将会了解到科学技术虽然促进了社会、经济和政治等的高度发展，但也带来了很多人间悲剧。如在第一次世界大战、第二次世界大战、海湾战争中，最先进的科学技术被用于制造各种先进武器，用于相互残杀，破坏了社会发展和人类文明。

人们在享受着科学技术带给人类丰富的物质和精神生活的同时，也面临着环境破坏和生态危机等带来的种种威胁。诸如大片森林被毁坏、大量物种灭绝、土地荒漠化、温室效应导致自然灾害频发、酸雨和核放射污染事件等。

科学技术正在去技术化、装备普遍傻瓜化。随着人工智能相关技术的应用与推广，许多行业中机器人正在逐渐代替人类。当前高职生学习过程越来越依赖电脑、手机等设备，越来越依赖网络信息等技术手段，他们不用再努力学习与思考了，相应地，其学习压力减少很多，但却致使其逻辑思维能力急剧下降。

（六）纠偏与勘误

科学技术史课程能培养高职生具有理性的、思辨的、严谨的科学精神，进一步促使他们在创新氛围中敢于创新、善于创新和有所创新。

伽利略在比萨斜塔上抛下两个质量不等的小球做自由落体试验。虽然在中小学课文或科普知识上都曾描述过该试验的过程，但经过科学考证伽利略并没有在比萨斜塔上做过该试验，或许当年他在其他地方做过该试验。

1752年富兰克林曾做过著名的“风筝实验”：在雷雨天气里，放飞风筝引雷电，给地面上的莱顿瓶充电。作为流传已久的经典传说，很多人深信不疑。但据《科学技术史》书上的解释，富兰克林根本做不成该试验的。

科技专家独自创造出来的科技成果。很多中小学教材和科普知识上经常展示一些科技巨人及他们获得的成就，通过学习科学技术史的学习，学生将清楚：科学技术的发展及演进是群众集体智慧的结晶。

四、结语

科学技术史是高职院校重要的通识课程。开设该课程相当于搭建了涵养德性的平台，在综合素质的培养中浸润了价值和道德，实现了培养职业技能和职业精神的高度融合[4]。

参考文献：

[1] 向明. 课程建设与高校课程思政改革推进-以《中国近现代科技史》为例[J]. 高教学刊，2018（23）：117-119.

[2] 王凤祥，安维复. 《中国科学技术史》：马克思主义和中国传统文化的双重体现[J].广西社会科学，2015（02）：47-51.

[3] 伍賽特. 热力发动机近代发明史及相关启示[J]. 内燃机与配件，2018（22）：250-251.

[4] 韦莉莉. 职业院校“课程思政”的内在逻辑与实现路径[J]. 中国成人教育，2019（08）：62-64.