以上这些例子不仅说明古人意识到天时、地气对技术的影响,还体现了技术活动中作为活动主体的人类的主观能动性。“知者创物,巧者述之,守之世,谓之工。百工之事,皆圣人之作也。”(《考工记·总叙》)这提出了器物是由聪明、有创造才能的人创制的,工巧的人加以传承。这也说明了手工业时期人们对技术的认识。《天工开物》更是强调人和天(自然界)協调配合,通过技术从自然界中开发有用之物,要巧生以待。“草木之实,其中蕴藏膏液,而不能自流。假媒水火,凭籍木石,而后倾注而出焉。”(天工开物·卷上·膏液)这里说的是人要借助水火之力,凭借木榨和石磨作用于草木子实才能将里面的油榨出来。这些记载都说明了人类通过技术活动改造自然的过程。
2、引用古代物品作为素材
如在第二章《人机工程学》部分,地质版教材以椅子为例。在我国古代,桌椅的设计也有很多特色。比如,典型的组合家具有燕几、蝶几、匡几和七巧桌,都可以根据需要摆成各种组合桌。清代文人李渔,善于工计,他设计的越冬暖椅(如图1所示)就是在椅子下面加个抽屉用来放炭,这样在书房看书时只需要烧很少的炭就可以达到温暖的目的,节能又舒适。不仅如此,暖椅可以当床,当餐桌,需要时简单改装可以当作轿子,充分体现了一物多用的设计思想。至今流传民间的母子竹凳(如图2所示),是古代为了方便母亲可以一边干活一边照顾小孩而设计的,一面可以供小孩坐,当母亲抱起小孩时,把凳子翻转一下就可以让大人坐了。再比如鲁班枕,既可以当枕头,需要时又能够变成凳子。以上这些都是非常实用又精巧的设计,体现了人性化设计的原则。
车是古代国家机械制造工艺水平的集中代表,作为一个系统,它的制造需要多个工种制作才能完成。《考工记》中有木车制造工艺的详细记载,车的四个主要部件为车轮、车盖、车厢、车辕,从材料到大小、形状、工艺等均有非常详细的论述。用途不同,轮子的高低、大小也不同,如《考工记·总叙》中讲到战车、田猎用的车和乘用的车,这三种车的高度都不同。针对不同的行驶环境,如沼泽地和山地,车轮的轮缘削厚薄程度也不同。车盖的高度不仅要考虑不得高于城门的高度,也要考虑不能太低,否则会挡住乘车者的视线。这些都能说明,车作为一个系统,体现了系统的四个特性。
二、学生讲述我国古代科学家的发明故事和发表感想
说起发明家,相信很多人脑海中首先浮现的就是爱迪生等人。难道中国古代就没有发明家了吗?高中生在崇拜乔布斯的同时,也要知晓老祖先的伟大发明和生平事迹。
笔者认为教师可以有针对性地购买一些介绍中国古代科技成就的书籍让学生借阅。如上海古籍出版社出版的《中国古代科技名著译注丛书》,包括如《天工开物译注》《齐民要术译注》《考工记译注》《茶经译注》《酒经译注》《梦溪笔谈全译》等共二十种;如辽宁科学技术出版社出版的《中国古代造物设计史》等。这些书籍可以让学生根据自己的兴趣有选择性地研读。
教师还可以让学生观看视频资料如央视相关的纪录片《中华文明》、节目《家有传家宝》等。“网易公开课”中也有一些高校开设的对中华传统技艺和发明者进行系统介绍的课程,如合肥工业大学公开课“沈括和他的《梦溪笔谈》”,其中第一节课主题是梦溪著述,介绍了沈括的生平事迹、这本著作的创作背景,作者是在官场失意的情况下深居在梦溪园完成这项意义重大的工作,主要记录了当时的重要科技成果,让我们得以认识过去,更好地展望未来。公开课接下来选择书中一些有代表性的例子,如第二节课的主题是存中之法,包括布衣毕昇发明的活字印刷术;延川石液以及数学方面的隙积术和会圆术。沈括是名杂家,他学识广博,治学严谨,在物理、数学、天文、律历、兵法、音乐等领域都有很深的造诣和成就,代表作《梦溪笔谈》更是内容非常丰富,不仅仅包括自然科学方面的内容,更多的是人文科学方面的记载。学生结合公开课中教授的讲解,研读这本博大精深的巨著,会惊叹于底层劳动者的智慧。
学生通过阅读观看相关的资料,加以思考,结合当时的社会环境,可以感悟我国古代发明家造福人民服务大众的追求和境界,觅古思今,对当今社会存在的一些与技术相关问题的思考具有参考价值和借鉴意义。