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摘要：本文闡述了能源專業知識歷史悠久、理論深奧、發展迅速的特點。分析了我國大學教學面臨的主要問題為：科技積累欠缺邏輯演繹思維，基礎教育記憶訓練多于思考，大學教學活動欠缺批判思維，哲學思想中欠缺改造自然動力。在此基礎上，提出借鑒傳統演義形式，闡明能源學科的專業知識的來龍去脈、艱難歷程、發展方向，提高學生學習興趣、引導思考、激發動力，促進我國人才培養和科技發展。
關鍵詞：能源專業知識；教學問題；演義；興趣
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）43-0184-04
一、能源專業知識的特點
（一）歷史悠久
人類文明發展歷史與火的認識和駕馭密切相關?；鸬膽脧?40—150萬年以前的取暖和熱食開始，隨著公元前陶瓷、玻璃的發現以及脫胎于煉丹術、煉金術的冶金、化工行業的發展，對燃燒現象分析及其測控探索逐漸深入。18世紀蒸汽機的發明，使人類的動力來源從傳統的人、畜、風、水力等轉向由熱力獲得，也迎來了能源學科的快速發展。為提高蒸汽機的效率，人們對于水等工質的熱力性質進行了深入研究，發明了效率高、重量輕、功率大的內燃機及蒸汽輪機，促進了能源動力、交通、國防行業的大力發展。由此，形成了與火直接相關的《燃燒學》，與熱變為動力相關的《工程熱力學》，與熱量傳遞相關的《傳熱學》，與工質流動及交通運輸相關的《流體力學》。還有與其他學科交叉的涉及燃料的《有機化學》《化學反應動力學》，與過程控制和計算相關《動力過程測試技術》《熱工過程計算》等一系列能源專業知識。這些專業知識也是冶金、化工、交通、機械、紡織、食品、國防等各行各業的基礎。
（二）理論深奧
熱能學科最早屬于物理學，有一些實驗和規律的積累。如邁耶、焦爾等人對熱與功的轉換規律進行了大量實驗，從而建立了兩個基本的熱力學定律。畢喔早期進行了大量的導熱實驗，并得出導熱基本規律。斯蒂芬對輻射進行了大量的實驗，得出了四次方定律。后來，數學基礎深厚的傅里葉和波爾茨曼等分別建立了導熱微分方程和輻射理論分析方法，使相關內容和高等數學的微積分密切聯系起來。傳熱學的早期只有導熱和輻射換熱，后來普朗特、努謝爾特、卡門等人研究了與流體力學相關的對流換熱，發展了整理試驗數據的量綱分析和相似原理方法，直接應用于工程實踐。而熱力學的發展方面，卡諾對提高蒸汽機熱效率的研究，同時促進了熱力學理論和應用。另外，在燃燒方面，范特霍夫、阿累尼烏斯建立了燃燒反應速率的化學反應動力學基礎，本生等人發明了本生燈、并應用光譜分析方法研究燃燒過程的中間物質的變化。謝苗諾夫以應用為目標，對燃燒過程理論進行了深入分析。近代光譜技術、激光診斷技術的發展，以及計算流體力學、計算傳熱學、計算燃燒學的發展，使能源專業知識與量子力學、計算機科學密切相關?？傊?，整個熱能學科的專業知識內容復雜深奧。
（三）發展迅速
能源是人類生存和發展的重要物質基礎，也是當前和今后相當長一個時期制約經濟和社會發展的突出瓶頸。目前，節能減排是世界各國，特別是發展中國家的主要任務。研究燃燒過程機理，提高燃燒效率，降低污染物排放是社會可持續發展的重要保證。另外，動力巨大的噴氣式發動機，廣泛用于發電站、船舶中的燃氣輪機等超高速、高溫燃燒設備的研發、改進，對于國防、宇宙探索非常重要?；瘜W能直接轉化成為電能的燃料電池技術的發展，也需要大量的研究工作。與這些研究相關的能源學科個專業也將會在近期飛速發展。
二、我國大學教育面臨的主要問題
我國歷來重視教育和人才培養，在人才培養方面也有相當的經驗。然而，我國以大學教育為主要方式的人才培養和歐美相比，從科技積累、學生基礎、到教學特征、哲學背景等方面，還存在以下一些不足。
（一）科技積累欠缺邏輯演繹思維
歐洲科技發展歷史較長，早在古希臘就有完善的歐幾里得幾何、亞里斯多特的邏輯學、阿基米德物理學、托勒密的天文學等較為系統科學理論知識。歐幾里得幾何構建的演繹思維及其廣為流傳，為歐美科技發展提供了方向和思路。
文藝復興以后隨著人類社會的發展和實驗實證主義方法的確定，科技有了飛速發展。伽利略的日心說、牛頓經典力學、開普勒行星三大定律等構建了經典物理大廈。法拉第的大量電磁學實驗、麥克斯韋高度的理論總結，赫茲對麥克斯韋理論的驗證，愛迪生的大量發明、馬可尼無線電的應用等構建的電學的理論和應用。倫琴X射線的發現、盧瑟福天然放射性的發現、居里夫人對放射元素的大量研究，湯姆生對電子所做的大量實驗，普朗克的量子概念的提出，德布羅意物質波動學說，愛因斯坦的相對論，査德威克的中子的發現，構建了現代物理學大廈。舍勒發現的氧氣、拉瓦錫的氧化學說、波義耳、道爾頓提出的原子論、門捷列夫整理的元素周期表，凱庫勒的碳鏈理論、李比希的有機化學實驗等。完善了無機和有機化學，使化學徹底從無序轉向秩序。貝爾關于生物世界的漸成論學說，施旺的細胞學說，拉馬克創立和達爾文完善的生物進化論，巴普洛夫的條件反射理論，維薩里的人體解剖、賽爾維特的血液循環系統，弗萊明的青霉素和班廷的胰島素，摩爾根遺傳因子，臥森等的DNA結構等，建立了系統的生物學和醫學理論和技術。哥倫布、麥哲倫的環球航行，魏格納的大陸漂移學說、魏爾納的地質火成學說等，形成了系統的地理學。瓦特發明的蒸汽機，卡諾構思的“理想蒸汽機”，富爾頓研制的輪船，斯提芬孫研制的火車、萊特兄弟發明飛機，馮卡門的火箭，蘇聯人造衛星1號和美國挑戰者號的升空，蘇聯核電站的建立；圖靈和諾依曼發展的計算機原理、電子器件、集成電路、激光技術等促進的計算機技術、機器人、自動化技術的發展，極大地拓展了人類的活動范圍，使星際探索稱為可能。在這些發展中，萊布尼茲和牛頓的微積分、歐拉變分數學、伯努利家族拉格朗日的解析數學、笛卡爾的解析幾何，高斯復變函數、超幾何級數、統計數學、橢圓函數論等，黎曼開展的非歐幾何的研究，伽羅華的群論等數學方面的邏輯演繹思維有非常大的促進作用。
我國對世界歷史技術的發展也做出了大的貢獻，突出例子為指南針、火藥、造紙和活字印刷。然而，許多技術缺乏高度的理論總結和從理論演繹出新技術的發展模式。技術發展主要以民間發明的記載和推廣為主，比如，賈思勰《齊民要術》，張仲景的《傷寒論》，李時珍的《本草綱目》都是作者大量的走訪和總結的結果。即使是《九章算術》，也主要是246個與生產、生活實踐有聯系的應用問題的解決辦法。以解決實際問題為中心的經驗主義和互相學習的實用主義是我國民間科技發展的主要特色。比如，我國如12—13世紀就使用火藥向后噴氣加速箭的記載，這些與現代火箭原理一致。然而，這些創造發明得不到重視和經驗總結，未能形成理論，來促進生產力的發展和人民生活的改善。我國科技積累前欠缺邏輯演繹思維的歷史也影響學生、家長、教師、研究人員和科技管理者，讓大家更注重工作的實用價值，而不注重理論學習、思考和提煉，不太適應目前以演繹為科技發展主要路線的社會進化特征。
（二）基礎教育中記憶訓練多于思考
歐洲基礎教育從最早的私人學校，發展為教會學校、僧侶學校、騎士學校等。先學習文法、修辭、辯證法三科，后學習幾何、算術、天文、音樂四科，以及禮儀、騎馬、劍術等。到了14—15世紀，教學內容與世俗生活的聯系更加緊密，不少學校里講授閱讀、寫作、商業、代數、簿記等和生活聯系的科目。這些學科記憶訓練較少，實用性、思考性內容較多。
我國選拔人才從察舉制到科舉制，使中下層受教育的人可以通過考試進入上層社會，治理國家和人民。通過考經義和詩賦，選出明辨是非，善良正直，善于表達的人才。應考士子的必讀的書有《易官義》《詩經》《書經》《周禮》《禮記》《論語》《孟子》等。然而后期考試從內容到形式嚴重束縛了應考者的思想，也導致基礎教育中記憶經典成為主要的訓練方式。雖然，近百年的發展，教育的內容和形式已根本變化，但教學活動中多記憶訓練、少思考訓練的傳統模式，不少延續到大學。有許多學生在大學學習中，還偏愛記憶各種原理、公式，而不注重問題的理解。這些都不利于實際問題的分析解決及興趣的培養，也不太適應當代科技發展的需求。
（三）大學教育缺乏批判性思維
歐洲的大學發展是內生性的。早期大學是教師和學生在王室與教皇之間尋求生存空間，為追求知識而自發形成的師生群體。如高巴瑞所說：“一個知名學者聚集了一批渴求知識的學子。學生的數量越來越多。其他學者發現有了學生，也在附近開始講學，于是被稱為廣學院的學校就出現了?！焙髞泶髮W誕生的原因在于經濟發展帶來的知識需求與職業分工。11—12世紀歐洲各國商業往來日趨頻繁，行業開始集中，城市逐漸聚集了足夠的人氣和物產，人們對知識，尤其是對法律知識產生了迫切需要，出現了職業化的行會組織。教師與學生也組成了學者行會，它脫胎于商業行會，并逐漸發展為具有“法團”性質的大學組織。歐洲大學主要分為專注于研究的洪堡模式、側重教學的拿破侖模式以及致力于在教學和研究之間實現平衡的牛津劍橋模式。美國在吸取德國大學和英國大學經驗的基礎上創立了美國研究生院，成為世界各國競相學習的對象。歐美大學在不斷肯定和否定前人的科學成果，在整個大學活動中，傳承了較多的批判新思維。
中國現代大學是外生性的橫向移植，起源于19世紀末期的西學中用風潮。最早有北洋大學堂、南洋公學、京師大學堂等。清華大學始于1911，于1928年組建為國立清華大學。繼而陸續出現了中山大學、南開大學、同濟大學、東吳大學、中山大學、武漢大學、山東大學、廈門大學、浙江大學、圣約翰大學、燕京大學等。中華人民共和國成立后中國大學進入大發展時期，從1949年的205所，在校生11.65萬人到2017年的2914所，大學畢業生765萬人。在我國大學發展的約百年時間內，需要吸收和消化世界幾百年積累的豐富的知識和思想，還不斷地隨世界的發展作各種調整。各大學疲于履行并協調大學教學、科研、服務功能和適應社會的快速發展。在教學和日?；顒又?，難以集中發展促進科技進步的批判性思維模式。
（四）哲學歷史欠缺改造自然動力
西方哲學歷史也促進了科技的發展，從古希臘認為事物背后存在絕對理想的理論形而上學、中世紀認為世界本原為神一元論，文藝復興時期認為世界有兩個本原（物質和精神）的二元論，以及只有一個物質本原的辯證唯物主義馬原哲學，到信仰科學技術壓倒一切、推崇技術的正面效果、認為發展是必然的現代主義哲學；最后到信仰多元化、全方位審視技術帶來的后果、以及發展是否總是必然的后現代主義哲學。在這些發展過程中，追求真理、認為世界具有可知性、相信實證主義、信仰科學等都大大促進了科技的發展。
中國哲學歷史中哲學思想類型較多，以孔子的命、禮、仁、知、中，老子的無為而治為主要代表。多數有順天應時，聽其自然的態度。加上受佛教中斷定人生的無常和空虛思想的影響，遏制了改進生活質量的愿望和改造自然的動力。這些傳統的哲學宗教思想在一定程度上阻礙了科學的發展。
三、能源專業知識大學教學改進方法探討
當今，科技文化發展日新月異，終身學習與持續發展已成為學生自我實現和推動國家發展的必備素質。在大學教學中，根據學科特點和環境條件，培養學習興趣，為終身學習與持續發展提供不竭的推動力，是教學的關鍵任務之一。能源學科理論豐富，內容深奧，大學教學目前存在的諸多問題使得教學方法亟待改進?？梢詫⒛茉磳W科發展的歷史和我國傳統演義結合起來，促進教學效果。
（一）演義及在我國文化傳播中的重要作用
演義與“演繹”意義相近，是通過對史實具體細節的合理補充，構成完整有趣的、有意義故事。由于其趣味性，演義這種方式在我國文化傳播，如小說、戲曲、電影方面非常普遍，深得民眾喜愛。比如《三國演義》《隋唐演義》《托孤》等是和歷史聯系密切的演義，而金庸的小說等則是與史實稍有關聯的演義作品。這些作品對于在民間的傳播方政治思想、道德觀念和美學理起到了非常重要的作用。
能源學科發展中各種現象、規律的發現和技術、設備發明的過程本身就是或可以演繹成有趣的故事。我國大學教育多年來的注重講授現有科技成果?，F有成果的介紹固然重要，這些成果得出的方法、過程也非常重要。這些過程方法的學習，可以使學生更好地推動科技的發展。以下舉例說明如何借鑒演義形式促進教學。
（二）借鑒演義方式，介紹能源學科的專業知識的來龍去脈
以傳熱學為例，其主要發展歷史如下：最初學者們認為熱是一種物質，稱為熱質，1798年倫福特鉆炮筒大量發熱實驗和1799年戴維兩塊冰塊摩擦生熱化成水的實驗使大家相信熱是一種運動狀態，而導熱研究從畢渥1804年大量一維穩態導熱實驗得出的梯度定律，到擅長數學的傅里葉將實驗與理論結合，建立傅里葉定律、導熱微分方、傅里葉級數解等，成為導熱理論的奠基人，將傳熱學帶上了一個全新的理論高度。對流換熱的研究與流體力學密切相關，在納維提出、斯托克斯改進為納維—斯托克斯方程，雷諾提出對流動有決定性影響的雷諾數之后，洛侖茲獲得自然對流解，格雷茨獲得管內對流換熱解。努塞爾對也解決了管內對流、凝結換熱等的分析，特別是1909年和1915年努塞爾的論文對強制對流和自然對流的基本微分方程及邊界條件進行量綱分析獲得了有關無量綱數之間的準則關系。促進行了對流換熱研究的發展，成為對流換熱理論的杰出先驅。在對流換熱理論分析方面，普朗特的流動邊界層概念和波爾豪森的熱邊界層的概念也起到了非常大的作用。后來麥克亞當、貝爾特和?？颂叵群髮ν牧鲹Q熱的計算做出了重大的貢獻。熱輻射的研究也較早，19世紀斯忒藩實驗確立了黑體輻射力正比于其絕對溫度的四次方的規律。后來在理論上被波耳茲曼證實，從而形成斯忒藩—波耳茲曼定律?；鶢柣舴虻挠脙善撐慕獯鹆宋锢磔椛鋾r發射率與吸收率相等的關系。物體間輻射換熱的是一個無窮反射的復雜物理過程，波略克、霍爾特、奧本亥姆最終構建了模擬網絡法完善了熱輻射換熱的計算。20世紀70年代計算機的發展，促進了數值傳熱學的飛速發展。這些發展的每一步，都有許多故事，有許多前因后果。對這些過程方法的講述能構建起整個學科發展的來龍去脈，激發學生的興趣，讓學生全面了解專業知識構架。
（三）借鑒演義方式，介紹能源學科發展的艱難歷程
和許多學科一樣，能源學科的發展也不是一帆風順。以輪船的發明為例，最早發明汽船的是美國工程師菲奇，他1787年吧一臺瓦特蒸汽機安裝到船上，獲得成功。1790年制造了大型汽船，開辟了費城到巴爾的摩的航線。他沒有申請專利，后來從事海上投機買賣破產自殺。1788年英國賽明頓制造了兩側裝有螺旋槳的輪船。1803年，他制成的一艘大馬力拖船船在克萊德運河上航行，由于造成了拖船業者失業，這艘船被拖船業者強行拖上岸，賽明頓在失望中逝世。這些故事不但能讓學生了解歷史，更能讓他們正確看待科技發展中的挫折。
（四）借鑒演義方式，把握能源學科的專業知識的發展方向
能源和動力仍然是人類社會發展、特別是實現宇宙探索的突出瓶頸。許多演義的科幻小說對于世界能源學科的發展方向都有較多的展望，特別是《三體》等小說，對于動力機械、特別是星際航行等的發展的做了大膽而全面的設想。關于未來環境保護和可持續發展方面，也有比較多的文學、影視作品。在知識學習中，借鑒和融入這些作品，可以很好預期能源學科的發展方向。
四、結論
能源學科的專業知識歷史悠久、內容深奧、發展迅速。本文在分析我國大學教育面臨問題的基礎上，提出借鑒傳統演義形式，通過歷史故事或演義故事，闡明能源學科的專業知識的來龍去脈、艱難歷程、發展方向。以提高興趣、引導思考、激發動力，促進我國的能源學科人才培養和科技發展。
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Abstract：In this paper，the long history，profound theory and rapid development of knowledge system in energy was discussed.Problems of teaching them in domestic universities were summarized as following：lack of logic deduction in our own knowledge accumulation history；training in memory acquires more attention than that of thinking in our pre-high-education；lack of critical attitude of mind in the teaching activities in universities；lack of motivation to change the world in our philosophy.On the basis of this，it is proposed that the idea of historical novel can be imitated in the teaching activities to explain the route，hardship of the global knowledge accumulation in energy and its future prospect.The suggested promotion method would realize the interest arising，deep thinking and motivation inspiring of students and thus improve the talent cultivation and technology development in China.
Key words：knowledge system in energy；problems in teaching；historical novel；interest
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