机械概论论文范文10篇

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机械概论论文

机械概论论文范文篇1

在马歇尔之前,已有经济学家使用“企业家”这一概念。在坎蒂隆的《商业性质概论》中多次使用了“Entrepreneur”这一术语。在他看来,企业家的外延很广,比如租地农场主、布商、制造商、面包师、屠户、商店店主和零售商等等。(p25-26)亚当·斯密,“对企业家的界说为后继经济学家研究企业家问题确立了基本框架”(p275)。他认为,资本家(企业家)“几乎没有劳动”,但由于其资本的垫付能力而在市场经济运行过程中占有不可或缺的地位。法国经济学家萨伊在《政治经济学概论》中,对企业家做出了明确的定义。他说,企业家“是应用既得的知识创造供人类消费的产品”的人(p372)。在马歇尔的著作中,企业家的地位很重要。马歇尔喜欢在企业家前面加上限定词,例如“机警的企业家”,“机敏的企业家”,“谨慎的企业家”等,这无疑包含着马歇尔的价值判断。在《经济学原理》的正文中,马歇尔没有给出“企业家”的直接定义,所以通过马歇尔的叙述,必须明确“企业家”所指代的内容。

马歇尔在谈到生产要素之一的组织时,涉及到了企业管理。他说:“在大多数营业中,都有企业家这个特殊阶级参与其事。”(p305)“在近世的大部分营业中,能够如此地指导生产以致一定程度的努力能最有效地用来满足人类欲望的任务,不得不分裂开来,而转入专门的雇主手中,或用较为普通的名词来说,转入商人的手中。他们‘冒着’或‘担当’营业的风险;他们收集了工作所需要的资本和劳动;他们安排或‘计划’营业的一般打算,并监督它的细小事情。”(p305)可见企业家是营业中的主体,是中间人,是商人。企业家所担当的角色是企业中风险的承担者和管理者。在《经济学原理》的附录中,马歇尔给出了一个近乎定义的论述:“这一名词来自亚当·斯密而惯用于欧洲大陆,用它来指那些把企业的风险和管理看作自己在组织工业工作中应尽的本分的人,似乎最适当不过了。”(p392)从这一定义中可以看出,企业家是劳动者,企业家只有在工业中,才能称之为企业家,并且要承担一定的职能,尽自己的本分。在此基础上,马歇尔对企业家进行了分类:“一类引用先进的企业方法,另一类墨守成规”。

二、企业家的素质及作用

马歇尔道出了理想的企业家所需的才能。

马歇尔依据企业家所履行的不同职能对其所需的能力和素质进行了分析。

首先,以他作为商人和生产组织者的作用而论,企业家必须具有他自己行业中的物的透彻的知识。他必须具有预测生产和消费的广泛变动的能力,他必须能谨慎地判断,大胆地承担风险;他当然必须了解他的行业中所用的原料和机械。(p309)马歇尔的企业家素质论中,伦理性素质(亚当·斯密讲的节俭、不妄为、爱秩序)呈隐退趋势,技能性素质占据主导性地位。企业家必须对所从事的行业的知识有清晰的认识和了解。如果没有很好的预测能力,企业家就无法在市场经济中立足;企业家应有创新精神。他们把新的技术引入到生产领域,降低生产成本;企业家还应该具有承担风险的能力。但这种能力是以理性判断作为其基础的。其次,以他作为雇主的作用而论,他是一个天生的领导者。马歇尔所说的这些素质是一个企业家能“尽本分”的重要保证。他描述出的企业家近似完满的人,是一种理想类型。在现实中,真正的企业家却很少有如此全面的能力。以上讨论的是企业家的素质,那么企业家所需的素质是如何获得的,即企业家是如何形成的呢。一般的人只要具有“耐心、天才和好运气”,有效地经营管理,都有成为企业家的可能,更不用说那些具有较多优势和机会的资产阶级了。这种可能性要成为现实,还需要其他条件和因素。先天的条件是一个重要的因素,包括物质条件和各种就业机会和途径。后天的因素——家庭教育、学校教育和工业训练也是不可或缺的。从马歇尔对企业家素质的有关论述中来看,企业家的职能是担当风险、经营管理和创新。

三、马歇尔企业家思想简评

从经济学说史的角度来看,马歇尔的企业家思想在企业家理论发展史上具有承前启后的地位,既对前人的思想有所继承又对后人产生了影响。马歇尔也有自己的创新,并且论述的更为系统、全面和深刻,比如他讲到的“创新”的重要性,“好运气”的作用。马歇尔对企业家的关注和系统论述是时代精神的反映。马歇尔将企业家定位于“工业生活”中,这样企业家就是处于具体的生活环境中的人。在马歇尔的论述中,带有“地理环境决定论”的色彩。

参考文献:

[1]理查德·坎蒂隆:商业性质概论[M].北京:商务印书馆,1997

[2]宫敬才:经济个人主义的哲学研究[M].北京:中国社会科学出版社,2004

机械概论论文范文篇2

一、机械的概念规定与机械技术史的范畴

1、机械的现代定义

研究机械工程技术史,首先需要明确机械的观念规定。在我国现代的机械学著作中,“机械”一词是机构(mechanism)和机器(machine)的总称。尽管各种机械的构造、性能和用途各异,但从它们的组成和运动形式来看,却有两个共同特征:

1)它们是一种人为的实物构件的组合。

2)它们各部分之间具有确定的相对运动。

凡同时具备上述两个特征的构件组合体便称为机构或机械。机器除了具备上述两个特征外,还必须具备第三个特征:能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能。所以机器是能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看,机构和机器并无区别,因此泛称它们为机械。

机构和机器的定义来源于西方机械工程科学,它们都是现代机械原理中的最基本的概念,但在现代西方机械学著作中,并没有一个作为机构(mechanism)和机器(machine)的总称的专门名词或术语。在日本的机械工学中,机械概念是如下定义的:①

凡符合下述三项条件的,则定义为机械。

①它是物体的组合,假定力加到其各个部分也难以变形。

②这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。

③把施加的能量转变为最有用的形式,或转变为有效的机械功。

这里,“机械”一词定义的是machine概念,这一定义与我国机械原理著作对机器的定义相同。mechanism一词,在日本机械工学中译为“機構”,或音译为メカニズム。

考虑到机构和机器均属现代机械学的基本范畴,我们采用能够同时涵盖机构和机器的机械概念,也是有其合理性的。

设计机械的目的是完成预定的机械运动及完成特定的动作,一般来说,一种复杂机械都由三大部分组成。一是原动部分,它是机械动力的来源。二是工作部分,它处于传动路线的终点,完成机械的预定动作。三是传动部分,它是把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节。近代机械中又有第四个部分,即自动控制部分。

2、机械的古代涵义及其演变

(1)中国古代文献中“机械”一词的涵义

“机械”一词由“机”与“械”两个汉字组成,探讨该词的涵义,首先须了解这两个字在古汉语中的意思。

“机”在古汉语中原指某种或某一类特定的装置,后来又泛指一般的机械。

古代常以“机”指弩上发箭的装置,即弩机。《尚书·太甲》有“若虞机张,往省括于度,则释”。但此篇可能作于西汉。《庄子·齐物论》:“其发若机括。”《释文》称:“机,弩牙;括,箭括。”按此言张弩发箭,以括入机,机动则发。东汉时成书的《说文解字》对“机”的解释是“机,主发者也”,说的也是弩机。由弩机延伸,触发式捕兽器也称为“机”。《庄子·山林》道:“丰狐,文豹……不免于网罗机辟之患。”即指夹子一类的装置。后来的“机防阱”和“机关”也是这个意思。

古代又以“机抒”指织布机。《淮南子·氾论》载“伯余之初作衣也,……手经指挂,其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒,二女下机”。南北朝《木兰词》有“不闻机抒声,唯闻女叹息”。《说文解字》:“抒,机之持纬者也。”宋《集韵》也说:“机以转轴,抒以持纬。”抒就是梭子,而机为转轴部件。“机抒”二字各表织机一个特征部件,因而后有只用一个“机”字代表织机的说法。①

由以上所述可知,“机”之本义当指机械装置中构成转动副的转动构件。

《尚书》:“在璇玑玉衡以齐七政。”伏胜《尚书大传》云:“旋机者,何也?传曰:旋者还也,机者几也,微也。其变几微,而所动者大,谓之旋机。”这里“机”为轴动之物。《管子·形势解》也载:“奚仲之为车器也,方圆曲直皆中规矩钩绳。故机旋机得,用之牢利,成器坚固。”这是讲车的部件生产的质量检验工序,“机旋机得”是指达到转动配合的精度标准要求。②

“机”还引申为许多机械发明的泛称,《战国策·宋卫》说:“公输般为楚设机,将以攻宋。”注称:“机,械,云梯之属。”《荀子·议兵》有“固塞不树,机变不张。”注称“机变,谓器械变动攻敌也。”《后汉书·张衡列传》说;“衡善机巧。”《南齐书·祖冲之传》:“初,宋武平关中,得姚兴指南车,有外形而无机巧,每行,使人于内转之。”“机”字实际可以泛指各种灵巧和关键的机械装置。

“机”的涵义由此延伸,出现了更具抽象的词义。《韩非子·十过》:“此存亡之机也。”《逸周书·大武》:“此七者,伐之机也。”“机”在这里指事物之枢要、关键。《庄子·至乐》载:“万物皆出于机,皆入于机。”疏曰:“机者,发动,所谓造化也。”这是指事物变化之所由。“机”还指事物变化之迹象、征兆等等。这样,衍生出大量相关词汇,如机巧、机先、机兆、机密、机会、机缘、机要、机谋、机关和机衡等。

“械”在古代是指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多。”“械”在这里为一般器械或器具。《墨子·公输》:“公输般为楚造云梯之械。”这是指兵器。《汉书·司马迁传》载:“淮阴(韩信),王也,受械于陈。”“械”在此指刑具。

与“机”原指局部的关键机件有所不同,“械”在中国古代原本便指某一整体器械或器具,。这两字连在一起,组成“机械”一词,便成为为一般性的机械概念了。

在先秦时期的文献中,已经讨论了抽象的机械概念。《庄子·外篇·天地第十二》有一段关于机械技术思想意义的讨论:

(子贡)见一丈人方将为圃畦,凿隧而入井,抱瓮而出灌,然用力甚多而见功寡。子贡曰:“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多,夫子不欲乎?”为圃者仰而视之曰:“奈何?”曰:“凿木为机,后重前轻,挈水若抽,数如汤,其名曰槔。”为圃者忿然作色而笑曰:“吾闻之吾师,有机械者必有机事,有机事者必有机心。机心存于胸中,则纯白不备。纯白不备,则神生不定。神生不定者,道之所不载也。吾非不知,羞而不为也。”子贡瞒然,俯而不对。

这段文字是中国技术思想史的重要史料,后面将进行专题讨论。这里我们感兴趣的是,子贡与老人的对话给出了机械的概念界定:机械是能用力甚寡而见功多的器械。

关于机械的概念,在《韩非子》卷十五《难》二中有类似的论述:“审于地形、舟车、机械之利,用力少,致功大,则入多。”这里还有了初步的经济观点。①

由此可知,中国古代早在战国时期就已形成了与现代机械学中“机械”一词涵义比较相近的机械概念和术语了。

(2)西方古今的机械概念

英文的“machine”一词,其涵义要比现代机械学界定的“机器”(machine)概念要广。在一般使用上,它与汉语的“机械”一词类同。美国罗伯特·欧布林(RobertObrien)所著《机器》一书中指出:英文的“machine”(机械)一词来源于希腊文mechine及拉丁文mecina,两者原意都指的是“巧妙的设计”。Machine作为一般性的机械概念的出现,主要是为了区别与手工工具。在西方,一般性的机械概念的提出,可追溯到古罗马时期。

西方最先提出机械定义的是古罗马的建筑师维特鲁威(Vitruvii)。他在其著作《建筑十书》(约成书于公元前32-33年)给出了这样的定义:“机械是把木材结合起来的装置,主要对于搬运重物发挥效力。”他对机械和工具作了区别:“机械(machane)和工具(organon)之间似乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的,如重弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的,如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东西。”②

亚历山大利亚城的希罗(HeroofAlexandria,公元1世纪)最早讨论了机械的基本要素,他认为机械的要素有五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。希罗的论文只是关系到提升和推动重物,虽不够全面,但却反映了古典机械的特征。③

1724年,德国莱比锡的机械士廖波尔特(Leopold)给出的定义是:“机械或工具是一种人造的设备,用它来产生有利的运动;同时在不能用其他方法节省时间和力量的地方,它能做到节省。”④

马克思在《资本论》中对充分发展了的机械给出了界定:“一切已经发展的机器,都三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机械工作机——构成,发动机是整个机构的动力。”⑤马克思在《1861—1863年经济学手稿》讨论了机器与工具的区别,他指出:“以上所述已经对机器和工具有什么区别的问题作出了回答。工具本身一旦由机械来推动,一旦由工人的工具(它的生产率取决于工人的技巧并需要他付出作为劳动过程的媒介的劳动)变成机械的工具,——机器就代替了工具。在这种情况下,机械应该达到这样的发展程度:它既能从人或牲畜,简言之,从任意动作的那些原动力获得动力,也能从机械推动的原动机获得动力。”⑥

马克思主要从经济学和生产工具发展的宽广视角考察机器和机械的深刻涵义,力图说明当时的社会生产从工厂手工业向大机器工业的转变。他认为机器是代替人手操纵工具的机械系统,它从一开始就应是“工作部分同传导运动的机械和推动机械的原动机的组合”。马克思还谈到了当时一些学者中关于机械和机器的概念:“就象在英国的在政治经济学家一样,在英国的力学家中,可以遇到这样一些人,他们认为,机器与工具没有本质的区别;工具是简单的机器,而机器是复杂的工具,或者说,两者只有简单机器与复杂机器之分。从这种意义上说,甚至最简单的机械,如杠杆、斜面、滑轮、螺旋、楔、轮子等,也被叫作机器”①

19世纪中、后期,西方机械工程学家开始从机械的力学原理出发讨论机械或者说机器的概念,从而给出比较专业和科学的定义。下面给出的是早期机构学的两部奠基性著作中的定义。

英国机械学家威利斯(R.Willis,1800-1875)在其《机构学原理》(ThePrincipleofMechanism,1841年)所给的定义是:“任何机械(machine)都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成,使其一个构件运动,其余构件将发生一定的运动,这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”②

德国机械学家勒洛(F.Reuleaux,1829-1905)在其《理论运动学》(TheoretischeKinematik,GrundzügeeinerTheoriedesMaschienenwesens,1875年)中的定义是:“机械(machine)是多个具有抵抗力之物体的组合体,其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功,同时伴随着一定的确定运动。”③

威利斯给出的machine定义实际是现代机械原理中的机构。勒洛则最早给出了现代机械学中的机器(即machine)定义。从勒洛开始,机构概念与机器也被区分开来。20世纪的机械原理著作进一步明确了机构和机器的概念。

勒洛的《理论运动学》建立了机械运动学的基础,书中的许多概念、观点和研究方法被沿用至今。20世纪初,出现了把机构学和机械动力学合在一起的机械原理著作。当时西方的机械原理教科书中有如下的定义:

(1)“机械者,固定部分与运动部分之组合体,介乎能力与工作之间,所以使能力变为有用之工作者也。”(1912年,Keown)④

(2)“机械者,两个以上物体之组合体,其相对运动皆继续受一定之限制,使一种能力由之变化或传达,以作一种特别之工作者也。”(1915年,Mcksy)⑤

1930年,我国机械学家刘仙洲在编写中国最早的机械原理教科书时,参考西方这类教科书给出了一个定义:“机械者,两个以上之物体之组合体。动其一部则其余各部各发生一定之相对运动或限制运动,吾人得利用之使一种天然能力或机械能力发生一定之效果或工作者也。”⑥

1955年,乌克兰奥德萨工业大学多布罗沃利斯基(В.А.Добрвольский)在一篇论文中给出了一个定义:“机械是为人所使用的劳动工具,在这个劳动工具中,形状和尺寸适合的部分是由能经受很高压力(阻力)的材料所制成;在引入能量不断作用下,能完成适合的实际上有利的运动和动作;这些运动和动作是人们为完成技术的工艺目的所必要的。”⑦

这里定义的“机械”,更确切地说是机器,即现代机械原理中的machine概念。

综上所述,西方有关机械的一般性概念随着机械的发展逐渐发生了变化,随着机械工程科学的建立和发展而深化。从区分机械与手工工具开始,到区别复杂机械与简单机械和工具,进而形成了机械工程学中最基本的机器和机构概念。

3、机械工程技术史的范畴

机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学,各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多,可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。按马克思对机器系统的分类,机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史(第一编)》中将机械分为七类,即:简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。

按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;接服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等;按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。

从动态观点看,机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动:(1)发明与革新;(2)设计与测试;(3)制造(加工与制作)(4)使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容,因此,某些通过机械加工获得的技术产品,尽管不能看作是机构和机器,也常常被认为属于机械工程的范畴。

机械工程技术史是研究机械工程技术发生、发展过程及其规律的一门学科。机械工程技术史的对象和范畴与机械工程技术的对象与范畴既有在内在的联系,由有着一定的差别。从认识上看,机械工程技术是第一个层次,机械工程技术史是第二个层次,后者是以前者为基础的。机械工程技术史是研究过去的机械技术的学问,与前者不同的特点是研究者和研究对象在时间坐标上处于不同的位置,因此它重视从时间关系研究机械技术的特点和演变过程。可以说,机械工程技术史的对象是历史上的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种主要因素。不仅历代的机械发明、机械制造技术以及机械成果的推广与应用属于机械工程技术史的范畴,而且影响机械工程发展的社会的经济、政治和文化等因素也属于它考察的对象和范畴。

二、中国机械工程技术史的研究对象、任务和价值

1、中国机械史的研究对象与任务

中国机械工程技术史主要研究机械工程技术在中国的发展过程与模式,它的对象是中国历代的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种因素。机械技术的发展在许多方面有其一般性的规律,适用于不同的文化和国家,当然也适用于中国。但是每个国家特别是不同文化传统的国家有着不同的特殊环境和背景,各国机械的发展是不平衡的。有的国家和地区在机械技术的某些方面发展水平较高,另一些国家和地区则在机械的另一些方面发展水平较高;有的机械成果在某些国家传播和发展较快,而在另一些国家推广应用十分缓慢。由于不同文化和社会因素的制约,各国机械工程技术的发展模式也并不是千篇一律的。因此不同国家机械工程技术的发展往往呈现出不同的特点。尤其是中国古代机械的发展,技术传统与西方有很大不同,有其独特的轨迹。既有许多优点也有不少缺点,既有很多成功的经验也有不少失败的教训,值得认真加以总结。中国机械史的主要任务就是要整理和发掘中国历代在机械工程方面的重要成果及其特点,揭示机械工程技术在中国发展的规律性和特殊性。

研究中国机械史应从考察中国历代的机械成果入手,首先需要掌握大量的历史资料。中国历史上有哪些重要机械科技成果?它们的水平和价值如何?中国传统机械及其技术、工艺方法和西方有何不同?机械工程技术对中国社会生产有何作用和影响?这些都是需要机械史研究解决的基本性问题。只有对有关史料进行全面的清理和深入的分析,才能获得这些问题的答案。对于中国古代机械史来说,历代有关机械工程的成果主要反映在三类史料之中,即文字资料、图像与图形资料和实物资料。中国机械工程的文献史料,是有关古代机械的概念名称、形制、材料、动力、结构原理、工艺方法、应用与推广情况以及相关的社会历史文化背景等方面的文字记载和描述。它包括各类典籍中的有关史料和出土文物上相关的铭刻资料等。除了少数一些技术著作中有关机械的专论性记述外,有关机械工程的文献资料十分零散,大都分散在大量的各类古籍之中。图像与图形资料主要是古代美术作品和工程技术著作及其它典籍中的机械图像与图形,这些资料不仅存在于帛、纸为载体的古代绘画作品和各类写本和印刷本书籍中,而且大量存在于古代岩画、铜器刻画、砖石刻画、壁画等平面绘画和浮雕作品之中。实物资料是考古发掘中出土的和传世的与古代机械直接有关的各种实物,主要包括大量的古代各类机械成品、半成品、零部件、机械模型、明器机械和机械加工产品,目前在民间仍然尚存不少传统机械,从技术上看属于古机械的遗制,它们也是重要的实物资料。这些实物资料具有重大的价值,由此可以获得更为确切和可靠的关于过去机械技术的信息,它们与文献资料同样属于中国机械史的研究对象。搜集、整理和分析古代机械工程史资料,是中国机械工程史研究的一项基础性工作。但是,由于多数文献史料分散在数量极大的古籍和铭文中,各类与机械有关的古代绘画作品则更是分散收藏于各地不同的机构和个人手中,实物资料同样分布在十分广泛的地域范围内,此外还有大量资料流失国外,因此,对如此众多的史料进行充分的发掘、整理和研究,由少数人在短期内显然是难以完成的。中国机械工程技术史的任务因而也十分繁重,必须多人接力工作,逐步扩大调查和研究的范围,直到基本掌握整体面貌。

中国机械工程史还要探讨影响中国机械工程技术发展的各种因素。除了研究诸如工匠和技术人员在机械工程发展中的作用、古代的技术观和设计与管理思想对工程技术实践的影响等内部因素外,还应分析文化与科学传统、社会经济与政治制度、战争与军事、思维方式、技术政策与组织管理制度以及对外交流关系对机械工程发展的影响等诸多外部的因素。这些因素对于古代机械工程的发展有时起促进作用,也有时起阻碍作用。有的因素只有短期影响,有些则长期发挥作用。这方面的研究,涉及领域很多,情况极为复杂,因而难度也更大,任务更为艰巨。如果要想在中国机械史的宏观研究方面取得突破性的进展,就必须在这方面有更多的投入和下更大的功夫。在搜集、整理和分析古代机械工程史资料的基础工作取得重要进展后,研究工作的重点应逐渐向这方面转移。

2、中国机械史的价值

中国的机械工程技术在漫长的历史发展过程中形成了自己独特的风格。中国古代机械工程技术,是世界机械史的一个组成部分,在世界机械工程史上占有重要位置。

中国古代机械工程技术成果具有重要的历史价值,有许多机械发明和技术成果在世界机械史上处于遥遥领先的地位,其中不少成果还传播到了世界各地,对世界机械技术的进步起到了直接的促进作用。著名科学史家李约瑟在讨论中西科技交流与比较问题时曾指出:“有少数几种基本技术曾经从古代美索不达米亚朝四面八方传播,……可是,中国人的发明就多了。这些发明在公一元世纪到十八世纪期间先后传到了欧洲和其他地区。这里包括:(1)龙骨车;(2)石碾和水力在石碾上的应用;3水排;(4)风扇车和簸扬机;(5)活塞风箱;6平放织机(它可能也是印度的发明)和提花机;(7)缫丝、纺丝和调丝机;(8)独轮车;(9)加帆手推车;(10)磨车;(11)拖重牲口用的两种高效马具,即胸带和套包子;(12)弓弩(13)风筝;(14)竹编蜒和走马灯;(15)深钻技术;(16)铸铁的使用;(17)游动的常平悬吊器;(18)弧形拱桥;(19)铁索吊桥;(20)河渠闸门;(21)造船和航运方面的无数发明,包括防水隔舱、高效率空气动力帆和前后索具(22)船尾的方向舵;(23)火药以及和它有关的一些技术;(24)罗盘针,先用于看风水,后来又用于航海;(25)纸、印刷术和活字印刷术;(26)瓷器。我写到这里时了句点,因为二十六个字母都已经用完了,可有许多例子、甚至还有重要的例子可以列举。我们决不能认为对以上任何一种发明已经没有话可讲了,也不能认为在所有例子中,都有足够的证据可以充分证明,后来欧洲应用的是从较早的中国人的实践中得来的。但是所有这些例子有一种共同之点,这就是它们在中国应用的时期,确实早于它们在世界其他部分出现的时期。有时甚至要早得多。”①李约瑟博士列举的这些实例绝大多数都是中国古代的机械发明或相关的技术成果,由此可见,中国古代的机械技术成果不仅在中国科技史上占有突出地位,而且在世界机械史乃至科技史上的地位也是不可低估的。中国机械史的历史价值还表现在传统机械工程技术在中国古代社会经济和科技发展中占有十分重要的位置。中国自古以来以农业立国,农业生产在古代历史发展进程中始终占据核心地位,因而作为农业生产工具的农业机械在生产中的作用极为重要。农业机械技术方面的大量发明、革新及其推广应用对社会生产力的提高起了极大的作用。同样,机械在水利工程、建筑工程、交通运输、纺织等领域中也发挥着重要作用。机械技术在军事上具有举足轻重的作用,先进和精良武器与军事装备的制造都要依赖先进的机械技术。中国古代在天文观测方面能够取得许多重要成就,与先进天文仪器的作用密不可分,而众多先进天文仪器的出现则反映了中国古代精密机械制造技术的发达。明代宋应星编著的《天工开物》是一部关于中国古代工程技术的百科全书,其中讲述机械技术的内容占了全书一半以上的篇幅,也说明机械技术在古代工程技术中的重要地位。因此,传统机械技术根植于中国古代社会生活和生产的各个领域之中,机械技术的进步不仅促进了生产的发展,丰富了古代的社会生活,而且成为推动古代不同领域科技发展的有力工具。

中国机械史的研究不仅具有重要的历史价值,而且具有较高的现实价值和意义。这主要表现在以下几个方面。

首先,中国古代机械工程技术是中国科学文化的重要组成部分,传统机械的技术成果是我国优秀的科学文化遗产,因此中国古代机械史的研究具有重要的文化价值。机械技术在人类物质文化史上一直占据核心地位,人类文明的发展阶段一般以机械技术的重要成果作为主要划分标志,便是最好的说明。而我们的祖先创造了许多杰出的机械科技成果,为后世留下了大量的物质文化财富,发掘、整理和研究这些机械成果对于丰富祖国科学文化宝库无疑极为有益。但过去这方面的工作开展得还远远不够,中国机械工程机械史仍是一个有待开发的领域,在目前情况下进一步开展中国机械史的研究也显得尤为重要。

第二,技术发展有很强的继承性和规律性,中国机械史的研究有助于揭示技术发展特质,可以起到温故知新、阐明方向和趋势的作用,因此具有重要的借鉴价值。中国历史上在机械科技方面的成功经验和失败教训,对于现今科技的发展很有借鉴价值。中国古代与机械有关的技术观和技术哲学思想,对于我们认识技术与人、技术与环境以及技术与社会的关系仍有参考价值。中国古代的一些技术思想和方法与举措正好与现代可持续发展的时代要求相切合,对于认识和解决技术给现代社会带来的环境污染,能源和资源的枯竭等一系列负面效应也有积极的参考意义。中国近现代机械史的研究则对于制定国家的技术规划、技术发展与引进的政策和战略更是有着直接的借鉴作用。

第三,研究和学习中国机械工程史,阐明中国传统机械技术的兴衰历程,了解科学家、发明家的生平、成就和思想,不仅可以学到科学和历史的知识,还可从中获得启示和汲取教益,因而中国机械史还有着比较重要的教育价值与作用。机械工程技术史知识的传播有助于人们了解机械工程技术的概念和原理的来龙去脉,加深对机械科技的认识和理解。培根说;学史可以使人明智。对于青年学生与专业科技人员来讲,机械史的知识则可起到开拓视野的作用。

第四,研究中国机械史,不难发现一些古老的机械技术、工艺和原理在现代仍然发挥着作用或具有实用价值。中国传统的农业机械与古农具至今在农业生产中广泛使用,具有极强的生命力。我国的许多传统金属工艺仍在实际应用中发挥着重要作用。在秦始皇陵墓中出土的青铜箭镞表面上有一层含铬的黑色致密层,埋在地下两千多年没有腐蚀。现代金相学研究证明这样处理有很强的抗腐蚀能力。此项表面处理技术显然具有古为今用的价值。类似的实例还有很多。机械史的研究有助于认识和发现传统机械的现代意义和实用价值。

三、中国古代机械史的分期问题

研究中国机械技术的总体发展进程,必须把中国机械技术的形成与发展过程划分为几个不同的历史阶段,因此,中国机械史的分期问题是进行中国机械工程史宏观研究的一个重要问题。合理的分期不但可以反映中国机械工程发展的阶段性,同时也应反映出中国机械科技发展的特点和主要线索。

关于中国机械史的分期问题,已有一些学者有所涉及和讨论,但目前尚未进行充分的研究,也未得出一致的结论。1984年,郭可谦、陆敬严先生最早专门讨论了这一问题。他们提出了将中国机械史分为四个时期的方案:①

(1)简单工具时期,相当于原始社会时期,即石器时代。分为两个阶段:粗制工具阶段(旧石器时代),和精制工具阶段(新石器时代)。

(2)古代机械时期,大约从四千年到十九世纪四十年代。包括三个阶段:从古车出现到秦以前为迅速发展阶段;秦到宋元时期为成熟阶段;明代到十九世纪四十年代为缓慢前进阶段。

(3)近代机械时期,,从一八四○年至新中国成立前夕。

(4)现代机械时期,新中国成立后的发展时期。

在1985年,笔者提出了关于中国机械史的另一种分期意见,将中国机械史分为六个时期:②

(1)形成与积累时期,从远古到西周时期。

(2)迅速发展和成熟时期,从春秋时期到到东汉末年。

(3)全面发展和鼎盛时期,从三国时期到元代中期。

(4)缓慢发展时期,从元代后期到清代中期。

(5)转变时期,清代后期到中国成立前夕。

(6)复兴时期,新中国成立后的发展时期。

最新出版的《中国科学技术史》机械卷有“中国古代和近代机械工程发展概述”一章,论述中基本上采用了第一种分期方案。

1987年出版的《中国的百科全书》机械工程卷有词条“中国古代机械史”、“中国近代机械工业”和“中国现代机械工业”分别涉及了中国古代机械工程技术、近代机械工业和现代机械工业发展的分期问题。这里仅介绍周世德先生在“中国古代机械史”条目中采用的古代机械史分期方案:③

(1)春秋以前(公元前770年前)。

(2)春秋至汉魏时期(公元前770年前~公元265)。

(3)两晋宋元时期(公元265~1368)。

(4)明清时期(1368~1840)。

上述分期方案都有各自的分期依据,并较好地反映了机械史与中国通史的关系。在反映中国机械工程发展的内部规律和特点方面,虽然也得到较好的处理,但细节方面似乎尚有进一步探讨的余地。笔者认为中国机械史的分期应以机械科技的重大转变和突破为主要依据,这就需要分析和研究各个历史时期各种机械在动力、材料、结构原理、工艺和功能等方面的发展水平和变化情况.此外,还应注意考察不同时期间机械工程知识的水平和先进机械的推广与应用情况以及机械的社会功能与作用。中国机械工程技术的发展是一个以波浪式曲线前进的过程。常常由于某一方面或几个方面(如材料、动力、工艺等方面)的重大转变或突变引起机械工程技术的主要内容发生了变化,使其达到新的水平,这样就形成了几个不同的自然发展时期。据此,我们在又在上述方案的基础上,提出了如下关于中国古代机械史分期的修订方案:

(1)古代机械技术的萌芽时期,从旧石器时代开始到新石器时代。

(2)传统机械技术的初步形成时期,夏、商、西周时期。

(3)传统机械技术的进一步发展时期,春秋战国到三国时期。

(4)传统机械技术的成熟与鼎盛时期,魏晋南北朝到元代。

(5)传统机械的平缓发展与西方机械的传入时期,明初到十九世纪中叶。

四、中国古代机械工程史研究的历史与现状

在我国,中国机械工程技术史的现代研究发端于20世纪二三十年代。张荫麟、刘仙洲和王振铎等是早期中国机械史研究工作的主要开拓者。张荫麟于1925年翻译了英国学者穆尔(A.C.Moule)1924年发表在ToungPao(通报)上的专题论文“TheChineseSouth-PointingCarriage”,中译文题目改为“宋燕肃、吴德仁指南车造法考”,发表在《清华学报》第2卷第1期(1925)上。张荫麟又于1926年在《清华学报》第2卷第2期上发表了“宋卢道隆、吴德仁指南车之造法”一文。此后,他又在1928年发表了论文“中国历史上之‘奇器’及其作者”(《燕京学报》第1卷第3期)。30年代开始了较为全面的古代机械的文献资料发掘、整理和专题复原研究。1935年刘仙洲在清华大学出版了《中国机械工程史料》(约6万字)一书,首次依据现代机械工程分类方法整理了中国古代机械工程的史料,初步勾勒出了中国古代机械工程的基本轮廓。几乎与此同时王振铎也开始了复原地动仪、指南车与记里鼓车的工作,他于1936年发表了专题论文“汉张衡候风地动仪造法之推测”(《燕京学报》第20期,10周年纪念专号),1937年又发表了重要论文“指南车记里鼓车之考证及模型”(《史学集刊》第3期)。40年代,刘仙洲又发表了“王征与我国第一部机械工程学”(见《国立清华大学学报》1期,《真理杂志》1卷2期)和“中国在热机历史上的地位”(《东方杂志》39卷18期)两篇有影响的论文。

西方学者早在19世纪后期就开始关注中国古文献中有关机械发明的记载,20世纪初在欧洲的技术史著作中已有关于中国古代机械发明的探讨。如奥地利著名技术史家霍维茨(H.T.Horwitz)在1913年出版的技术史著作中对中国的机械发明作了论述。此后直到30年代,在他的不少论著中都有关于中国古代机械的讨论①。葛雷斯(H.A.Giles)于1906年,劳佛尔(B.Laufer)于1912,分别对中国古代指南车进行了复原研究②。穆尔(A.C.Moule)于1924年发表了研究指南车的专题论文,并根据《宋史》的文献记载给出了具体的复原方案。穆尔的工作引起英国学者的关注,此后戴科斯(K.T.Dykes)提出了采用差动轮系复原指南车的设想(1942年),兰彻斯特(G.Lanchster)于1947年利用差动轮系制作了复原模型。美国学者霍梅尔(R.P.Hommel)在1921年在至1928年、1928年至1930年前后用了8年时间在中国各地调查传统手工业技术,在进行了广泛的实地调查后,写成专著ChinaatWork;anillustratedRecordofthePrimitiveIndustriesofChina’sMasses,whoseLifeisToil,andthusanAccountofChineseCivilization,于1937年在纽约出版,其中包含了大量传统机械与工艺方面的内容,配有大量实物照片,是一部具有重要历史和文化价值的著作。恰特莱(H.Chatley)在1942年在TransactionsoftheNewcomenSociety(22,117)上发表了TheDevelopmentofMechanismsinAncientChina(古代中国机械学的发展)综论研究性论文,在西方首次较全面地论述了中国古代机械的发展。在国外,对中国机械史研究最有建树的学者还是李约瑟博士。他从50年代开始发表有关中国机械史方面的论文,1965年他的巨著《中国科学技术史》的机械工程卷(ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering)由剑桥大学出版社出版,它是第一部英文的中国机械史的学术专著,在国际上影响极大。李约瑟编撰此书时利用了大量的中国机械史的原始资料和研究成果,同时参考了许多世界与西方机械史的文献和研究成果,在比较科学史的视角对中国机械技术的发展及其重要成果进行了深入研究。日本和台湾学者较早分别将此书翻译成日文和中文出版,中国大陆的中文译本也在2000年有科学出版社和上海古籍出版社出版。

20世纪50年代以来,中国机械史的研究工作在中国经历了十分曲折的过程。在50年代至60年代前期,刘仙洲做了一系列机械史专题研究工作,发表了多篇论文,并主持汇集中国工程史料。1962年他编著的《中国机械工程史(第一编)》一书由科学出版社,这是第一部中国古代机械史的著作,论述了中国古代的主要机械发明成就,从机械原理和原动力的角度出发整理了中国古代机械工程发展的脉络。1963刘仙洲年撰写的《中国古代农业机械发明史》问世,这是第一部全面历史中国古代农业机械成果及其发展的著作。王振铎则在发掘古代文献和文物资料的基础上,对许多机械成果做了深入的专题研究。他在中国历史博物馆主持复原了水运仪象台、候风地动仪、指南车、记里鼓车等一系列古代机械装置。他们的杰出工作,奠定了中国机械工程史这一学科的基础,在国内外学术界产生了重大影响。正当中国机械史的研究被引向深入之时,爆发了史无前例的“”,导致了科学文化大灾难。“”期间,和其他学科一样,机械史的研究也完全处于停顿状态。“”以后,中国机械史的研究得以恢复和发展,老一辈学者也续有力作刊行,如清华大学出版了根据刘仙洲生前汇集的史料编纂而成的《中国科技史资料汇编一农业机械》(1985年),王振择先生出版他的论文集《科技考古论丛》(1989年)。同时,同济大学、中国科学院自然科学史研究所、北京航空航天大学等单位,都积极开展了中国机械史的研究工作和国内外学术交流,并通过招收机械史的研究生,努力培养新一代的专业研究人员。一些大专院校开设了机械史的选修课,取得了良好的效果。从20世纪80年代起,中国机械史的研究队伍开始形成,研究工作逐渐活跃,数百篇,涌现了不少具有较高质量和较大影响的专题研究成果。如陆敬严先生主持的古代机械模型复原等课题,华觉明先生参与主持的曾侯乙编钟的复原研究,杨青、钱小康等先生参与主持的秦陵铜车马技术研究等都取得了突出成果。综合性与系统性的整理与研究工作也有重要进展,如1986年机械工程师进修大学刊行了郭可谦、陆敬严合著的《中国机械史讲座》,1986年文物出版社出版了华觉明等撰写的《中国冶铸史论集》,和,1992年北京理工大学出版了张柏春撰写的《中国近代机械简史》,1995年山东科技出版社出版了苏荣誉等编撰的《中国上古金属技术》,1998年清华大学出版社出版了张春辉编著的《中国古代农业机械发明史》(补编),1999年大象出版社出版了华觉明撰著的《中国古代金属技术》。此外,台湾中央文物供应社也在1987年出版了万迪棣编撰的《中国机械科技之发展》一书,此书被收入中华文化丛书中。90年代初期,中国科学技术史丛书委托陆敬严、华觉明主编《中国科学技术史》的机械卷,钱小康、张柏春、何堂坤、杨青、赵丰、黄麟雏、刘克明和冯立升等多位学者参加编写,于1997年完成全书的编撰工作。此书于2000年由科学出版社出版,全书约69万字,与前面几部通史性中国机械史著作有所不同,它突破了简史的范畴,是一部较大型的中国机械工程学术著作。此书对中国机械工程的历史发展做了比较系统的论述和讨论,对已有的研究成果进行了一次较全面的总结。这表明,中国机械史的研究已走出初创阶段,进入了一个新的历史发展时期。

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①真保吾一著,董万友译,机械工学概论,国际文化出版公司,1986,3。原作书名为“緿綐機械工学”,由日本理工学社1984年出版。

①②李志超,机发论—有为的科学观,自然科学史研究,1990,9(1):2。

①刘仙洲,中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5。

②维特鲁威著,高履泰译,建筑十书,这个建筑工业出版社,1986,224-225。

③A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,120.

④转引自①。

⑤马克思,资本论(第一卷),人民出版社,1963,396。

⑥马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,91-92。

①马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,52。

②③转引(译)自A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,117

④⑤⑥⑦见刘仙洲:中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5-6。

①李约瑟,中国科学技术史·总论(中译本第一卷),科学出版社,1975,545-547。

①郭可谦、陆敬严,关于中国机械史的分期意见,机械设计,1984,1(2)。

②冯立升,中国机械史的分期意见,科学、技术与辩证法,1986,(3)。

机械概论论文范文篇3

一、机械的概念规定与机械技术史的范畴

1、机械的现代定义

研究机械工程技术史,首先需要明确机械的观念规定。在我国现代的机械学著作中,“机械”一词是机构(mechanism)和机器(machine)的总称。尽管各种机械的构造、性能和用途各异,但从它们的组成和运动形式来看,却有两个共同特征:

1)它们是一种人为的实物构件的组合。

2)它们各部分之间具有确定的相对运动。

凡同时具备上述两个特征的构件组合体便称为机构或机械。机器除了具备上述两个特征外,还必须具备第三个特征:能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能。所以机器是能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看,机构和机器并无区别,因此泛称它们为机械。

机构和机器的定义来源于西方机械工程科学,它们都是现代机械原理中的最基本的概念,但在现代西方机械学著作中,并没有一个作为机构(mechanism)和机器(machine)的总称的专门名词或术语。在日本的机械工学中,机械概念是如下定义的:①

凡符合下述三项条件的,则定义为机械。

①它是物体的组合,假定力加到其各个部分也难以变形。

②这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。

③把施加的能量转变为最有用的形式,或转变为有效的机械功。

这里,“机械”一词定义的是machine概念,这一定义与我国机械原理著作对机器的定义相同。mechanism一词,在日本机械工学中译为“機構”,或音译为メカニズム。

考虑到机构和机器均属现代机械学的基本范畴,我们采用能够同时涵盖机构和机器的机械概念,也是有其合理性的。

设计机械的目的是完成预定的机械运动及完成特定的动作,一般来说,一种复杂机械都由三大部分组成。一是原动部分,它是机械动力的来源。二是工作部分,它处于传动路线的终点,完成机械的预定动作。三是传动部分,它是把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节。近代机械中又有第四个部分,即自动控制部分。

2、机械的古代涵义及其演变

(1)中国古代文献中“机械”一词的涵义

“机械”一词由“机”与“械”两个汉字组成,探讨该词的涵义,首先须了解这两个字在古汉语中的意思。

“机”在古汉语中原指某种或某一类特定的装置,后来又泛指一般的机械。

古代常以“机”指弩上发箭的装置,即弩机。《尚书·太甲》有“若虞机张,往省括于度,则释”。但此篇可能作于西汉。《庄子·齐物论》:“其发若机括。”《释文》称:“机,弩牙;括,箭括。”按此言张弩发箭,以括入机,机动则发。东汉时成书的《说文解字》对“机”的解释是“机,主发者也”,说的也是弩机。由弩机延伸,触发式捕兽器也称为“机”。《庄子·山林》道:“丰狐,文豹……不免于网罗机辟之患。”即指夹子一类的装置。后来的“机防阱”和“机关”也是这个意思。

古代又以“机抒”指织布机。《淮南子·氾论》载“伯余之初作衣也,……手经指挂,其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒,二女下机”。南北朝《木兰词》有“不闻机抒声,唯闻女叹息”。《说文解字》:“抒,机之持纬者也。”宋《集韵》也说:“机以转轴,抒以持纬。”抒就是梭子,而机为转轴部件。“机抒”二字各表织机一个特征部件,因而后有只用一个“机”字代表织机的说法。①

由以上所述可知,“机”之本义当指机械装置中构成转动副的转动构件。

《尚书》:“在璇玑玉衡以齐七政。”伏胜《尚书大传》云:“旋机者,何也?传曰:旋者还也,机者几也,微也。其变几微,而所动者大,谓之旋机。”这里“机”为轴动之物。《管子·形势解》也载:“奚仲之为车器也,方圆曲直皆中规矩钩绳。故机旋机得,用之牢利,成器坚固。”这是讲车的部件生产的质量检验工序,“机旋机得”是指达到转动配合的精度标准要求。②

“机”还引申为许多机械发明的泛称,《战国策·宋卫》说:“公输般为楚设机,将以攻宋。”注称:“机,械,云梯之属。”《荀子·议兵》有“固塞不树,机变不张。”注称“机变,谓器械变动攻敌也。”《后汉书·张衡列传》说;“衡善机巧。”《南齐书·祖冲之传》:“初,宋武平关中,得姚兴指南车,有外形而无机巧,每行,使人于内转之。”“机”字实际可以泛指各种灵巧和关键的机械装置。

“机”的涵义由此延伸,出现了更具抽象的词义。《韩非子·十过》:“此存亡之机也。”《逸周书·大武》:“此七者,伐之机也。”“机”在这里指事物之枢要、关键。《庄子·至乐》载:“万物皆出于机,皆入于机。”疏曰:“机者,发动,所谓造化也。”这是指事物变化之所由。“机”还指事物变化之迹象、征兆等等。这样,衍生出大量相关词汇,如机巧、机先、机兆、机密、机会、机缘、机要、机谋、机关和机衡等。

“械”在古代是指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多。”“械”在这里为一般器械或器具。《墨子·公输》:“公输般为楚造云梯之械。”这是指兵器。《汉书·司马迁传》载:“淮阴(韩信),王也,受械于陈。”“械”在此指刑具。

与“机”原指局部的关键机件有所不同,“械”在中国古代原本便指某一整体器械或器具,。这两字连在一起,组成“机械”一词,便成为为一般性的机械概念了。

在先秦时期的文献中,已经讨论了抽象的机械概念。《庄子·外篇·天地第十二》有一段关于机械技术思想意义的讨论:

(子贡)见一丈人方将为圃畦,凿隧而入井,抱瓮而出灌,然用力甚多而见功寡。子贡曰:“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多,夫子不欲乎?”为圃者仰而视之曰:“奈何?”曰:“凿木为机,后重前轻,挈水若抽,数如汤,其名曰槔。”为圃者忿然作色而笑曰:“吾闻之吾师,有机械者必有机事,有机事者必有机心。机心存于胸中,则纯白不备。纯白不备,则神生不定。神生不定者,道之所不载也。吾非不知,羞而不为也。”子贡瞒然,俯而不对。

这段文字是中国技术思想史的重要史料,后面将进行专题讨论。这里我们感兴趣的是,子贡与老人的对话给出了机械的概念界定:机械是能用力甚寡而见功多的器械。

关于机械的概念,在《韩非子》卷十五《难》二中有类似的论述:“审于地形、舟车、机械之利,用力少,致功大,则入多。”这里还有了初步的经济观点。①

由此可知,中国古代早在战国时期就已形成了与现代机械学中“机械”一词涵义比较相近的机械概念和术语了。

(2)西方古今的机械概念

英文的“machine”一词,其涵义要比现代机械学界定的“机器”(machine)概念要广。在一般使用上,它与汉语的“机械”一词类同。美国罗伯特·欧布林(RobertObrien)所著《机器》一书中指出:英文的“machine”(机械)一词来源于希腊文mechine及拉丁文mecina,两者原意都指的是“巧妙的设计”。Machine作为一般性的机械概念的出现,主要是为了区别与手工工具。在西方,一般性的机械概念的提出,可追溯到古罗马时期。

西方最先提出机械定义的是古罗马的建筑师维特鲁威(Vitruvii)。他在其著作《建筑十书》(约成书于公元前32-33年)给出了这样的定义:“机械是把木材结合起来的装置,主要对于搬运重物发挥效力。”他对机械和工具作了区别:“机械(machane)和工具(organon)之间似乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的,如重弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的,如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东西。”②

亚历山大利亚城的希罗(HeroofAlexandria,公元1世纪)最早讨论了机械的基本要素,他认为机械的要素有五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。希罗的论文只是关系到提升和推动重物,虽不够全面,但却反映了古典机械的特征。③

1724年,德国莱比锡的机械士廖波尔特(Leopold)给出的定义是:“机械或工具是一种人造的设备,用它来产生有利的运动;同时在不能用其他方法节省时间和力量的地方,它能做到节省。”④

马克思在《资本论》中对充分发展了的机械给出了界定:“一切已经发展的机器,都三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机械工作机——构成,发动机是整个机构的动力。”⑤马克思在《1861—1863年经济学手稿》讨论了机器与工具的区别,他指出:“以上所述已经对机器和工具有什么区别的问题作出了回答。工具本身一旦由机械来推动,一旦由工人的工具(它的生产率取决于工人的技巧并需要他付出作为劳动过程的媒介的劳动)变成机械的工具,——机器就代替了工具。在这种情况下,机械应该达到这样的发展程度:它既能从人或牲畜,简言之,从任意动作的那些原动力获得动力,也能从机械推动的原动机获得动力。”⑥

马克思主要从经济学和生产工具发展的宽广视角考察机器和机械的深刻涵义,力图说明当时的社会生产从工厂手工业向大机器工业的转变。他认为机器是代替人手操纵工具的机械系统,它从一开始就应是“工作部分同传导运动的机械和推动机械的原动机的组合”。马克思还谈到了当时一些学者中关于机械和机器的概念:“就象在英国的在政治经济学家一样,在英国的力学家中,可以遇到这样一些人,他们认为,机器与工具没有本质的区别;工具是简单的机器,而机器是复杂的工具,或者说,两者只有简单机器与复杂机器之分。从这种意义上说,甚至最简单的机械,如杠杆、斜面、滑轮、螺旋、楔、轮子等,也被叫作机器”①

19世纪中、后期,西方机械工程学家开始从机械的力学原理出发讨论机械或者说机器的概念,从而给出比较专业和科学的定义。下面给出的是早期机构学的两部奠基性著作中的定义。

英国机械学家威利斯(R.Willis,1800-1875)在其《机构学原理》(ThePrincipleofMechanism,1841年)所给的定义是:“任何机械(machine)都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成,使其一个构件运动,其余构件将发生一定的运动,这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”②

德国机械学家勒洛(F.Reuleaux,1829-1905)在其《理论运动学》(TheoretischeKinematik,GrundzügeeinerTheoriedesMaschienenwesens,1875年)中的定义是:“机械(machine)是多个具有抵抗力之物体的组合体,其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功,同时伴随着一定的确定运动。”③

威利斯给出的machine定义实际是现代机械原理中的机构。勒洛则最早给出了现代机械学中的机器(即machine)定义。从勒洛开始,机构概念与机器也被区分开来。20世纪的机械原理著作进一步明确了机构和机器的概念。

勒洛的《理论运动学》建立了机械运动学的基础,书中的许多概念、观点和研究方法被沿用至今。20世纪初,出现了把机构学和机械动力学合在一起的机械原理著作。当时西方的机械原理教科书中有如下的定义:

(1)“机械者,固定部分与运动部分之组合体,介乎能力与工作之间,所以使能力变为有用之工作者也。”(1912年,Keown)④

(2)“机械者,两个以上物体之组合体,其相对运动皆继续受一定之限制,使一种能力由之变化或传达,以作一种特别之工作者也。”(1915年,Mcksy)⑤

1930年,我国机械学家刘仙洲在编写中国最早的机械原理教科书时,参考西方这类教科书给出了一个定义:“机械者,两个以上之物体之组合体。动其一部则其余各部各发生一定之相对运动或限制运动,吾人得利用之使一种天然能力或机械能力发生一定之效果或工作者也。”⑥

1955年,乌克兰奥德萨工业大学多布罗沃利斯基(В.А.Добрвольский)在一篇论文中给出了一个定义:“机械是为人所使用的劳动工具,在这个劳动工具中,形状和尺寸适合的部分是由能经受很高压力(阻力)的材料所制成;在引入能量不断作用下,能完成适合的实际上有利的运动和动作;这些运动和动作是人们为完成技术的工艺目的所必要的。”⑦

这里定义的“机械”,更确切地说是机器,即现代机械原理中的machine概念。

综上所述,西方有关机械的一般性概念随着机械的发展逐渐发生了变化,随着机械工程科学的建立和发展而深化。从区分机械与手工工具开始,到区别复杂机械与简单机械和工具,进而形成了机械工程学中最基本的机器和机构概念。

3、机械工程技术史的范畴

机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学,各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多,可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。按马克思对机器系统的分类,机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史(第一编)》中将机械分为七类,即:简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。

按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;接服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等;按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。

从动态观点看,机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动:(1)发明与革新;(2)设计与测试;(3)制造(加工与制作)(4)使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容,因此,某些通过机械加工获得的技术产品,尽管不能看作是机构和机器,也常常被认为属于机械工程的范畴。

机械工程技术史是研究机械工程技术发生、发展过程及其规律的一门学科。机械工程技术史的对象和范畴与机械工程技术的对象与范畴既有在内在的联系,由有着一定的差别。从认识上看,机械工程技术是第一个层次,机械工程技术史是第二个层次,后者是以前者为基础的。机械工程技术史是研究过去的机械技术的学问,与前者不同的特点是研究者和研究对象在时间坐标上处于不同的位置,因此它重视从时间关系研究机械技术的特点和演变过程。可以说,机械工程技术史的对象是历史上的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种主要因素。不仅历代的机械发明、机械制造技术以及机械成果的推广与应用属于机械工程技术史的范畴,而且影响机械工程发展的社会的经济、政治和文化等因素也属于它考察的对象和范畴。

二、中国机械工程技术史的研究对象、任务和价值

1、中国机械史的研究对象与任务

中国机械工程技术史主要研究机械工程技术在中国的发展过程与模式,它的对象是中国历代的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种因素。机械技术的发展在许多方面有其一般性的规律,适用于不同的文化和国家,当然也适用于中国。但是每个国家特别是不同文化传统的国家有着不同的特殊环境和背景,各国机械的发展是不平衡的。有的国家和地区在机械技术的某些方面发展水平较高,另一些国家和地区则在机械的另一些方面发展水平较高;有的机械成果在某些国家传播和发展较快,而在另一些国家推广应用十分缓慢。由于不同文化和社会因素的制约,各国机械工程技术的发展模式也并不是千篇一律的。因此不同国家机械工程技术的发展往往呈现出不同的特点。尤其是中国古代机械的发展,技术传统与西方有很大不同,有其独特的轨迹。既有许多优点也有不少缺点,既有很多成功的经验也有不少失败的教训,值得认真加以总结。中国机械史的主要任务就是要整理和发掘中国历代在机械工程方面的重要成果及其特点,揭示机械工程技术在中国发展的规律性和特殊性。

研究中国机械史应从考察中国历代的机械成果入手,首先需要掌握大量的历史资料。中国历史上有哪些重要机械科技成果?它们的水平和价值如何?中国传统机械及其技术、工艺方法和西方有何不同?机械工程技术对中国社会生产有何作用和影响?这些都是需要机械史研究解决的基本性问题。只有对有关史料进行全面的清理和深入的分析,才能获得这些问题的答案。对于中国古代机械史来说,历代有关机械工程的成果主要反映在三类史料之中,即文字资料、图像与图形资料和实物资料。中国机械工程的文献史料,是有关古代机械的概念名称、形制、材料、动力、结构原理、工艺方法、应用与推广情况以及相关的社会历史文化背景等方面的文字记载和描述。它包括各类典籍中的有关史料和出土文物上相关的铭刻资料等。除了少数一些技术著作中有关机械的专论性记述外,有关机械工程的文献资料十分零散,大都分散在大量的各类古籍之中。图像与图形资料主要是古代美术作品和工程技术著作及其它典籍中的机械图像与图形,这些资料不仅存在于帛、纸为载体的古代绘画作品和各类写本和印刷本书籍中,而且大量存在于古代岩画、铜器刻画、砖石刻画、壁画等平面绘画和浮雕作品之中。实物资料是考古发掘中出土的和传世的与古代机械直接有关的各种实物,主要包括大量的古代各类机械成品、半成品、零部件、机械模型、明器机械和机械加工产品,目前在民间仍然尚存不少传统机械,从技术上看属于古机械的遗制,它们也是重要的实物资料。这些实物资料具有重大的价值,由此可以获得更为确切和可靠的关于过去机械技术的信息,它们与文献资料同样属于中国机械史的研究对象。搜集、整理和分析古代机械工程史资料,是中国机械工程史研究的一项基础性工作。但是,由于多数文献史料分散在数量极大的古籍和铭文中,各类与机械有关的古代绘画作品则更是分散收藏于各地不同的机构和个人手中,实物资料同样分布在十分广泛的地域范围内,此外还有大量资料流失国外,因此,对如此众多的史料进行充分的发掘、整理和研究,由少数人在短期内显然是难以完成的。中国机械工程技术史的任务因而也十分繁重,必须多人接力工作,逐步扩大调查和研究的范围,直到基本掌握整体面貌。

中国机械工程史还要探讨影响中国机械工程技术发展的各种因素。除了研究诸如工匠和技术人员在机械工程发展中的作用、古代的技术观和设计与管理思想对工程技术实践的影响等内部因素外,还应分析文化与科学传统、社会经济与政治制度、战争与军事、思维方式、技术政策与组织管理制度以及对外交流关系对机械工程发展的影响等诸多外部的因素。这些因素对于古代机械工程的发展有时起促进作用,也有时起阻碍作用。有的因素只有短期影响,有些则长期发挥作用。这方面的研究,涉及领域很多,情况极为复杂,因而难度也更大,任务更为艰巨。如果要想在中国机械史的宏观研究方面取得突破性的进展,就必须在这方面有更多的投入和下更大的功夫。在搜集、整理和分析古代机械工程史资料的基础工作取得重要进展后,研究工作的重点应逐渐向这方面转移。

2、中国机械史的价值

中国的机械工程技术在漫长的历史发展过程中形成了自己独特的风格。中国古代机械工程技术,是世界机械史的一个组成部分,在世界机械工程史上占有重要位置。

中国古代机械工程技术成果具有重要的历史价值,有许多机械发明和技术成果在世界机械史上处于遥遥领先的地位,其中不少成果还传播到了世界各地,对世界机械技术的进步起到了直接的促进作用。著名科学史家李约瑟在讨论中西科技交流与比较问题时曾指出:“有少数几种基本技术曾经从古代美索不达米亚朝四面八方传播,……可是,中国人的发明就多了。这些发明在公一元世纪到十八世纪期间先后传到了欧洲和其他地区。这里包括:(1)龙骨车;(2)石碾和水力在石碾上的应用;3水排;(4)风扇车和簸扬机;(5)活塞风箱;6平放织机(它可能也是印度的发明)和提花机;(7)缫丝、纺丝和调丝机;(8)独轮车;(9)加帆手推车;(10)磨车;(11)拖重牲口用的两种高效马具,即胸带和套包子;(12)弓弩(13)风筝;(14)竹编蜒和走马灯;(15)深钻技术;(16)铸铁的使用;(17)游动的常平悬吊器;(18)弧形拱桥;(19)铁索吊桥;(20)河渠闸门;(21)造船和航运方面的无数发明,包括防水隔舱、高效率空气动力帆和前后索具(22)船尾的方向舵;(23)火药以及和它有关的一些技术;(24)罗盘针,先用于看风水,后来又用于航海;(25)纸、印刷术和活字印刷术;(26)瓷器。我写到这里时了句点,因为二十六个字母都已经用完了,可有许多例子、甚至还有重要的例子可以列举。我们决不能认为对以上任何一种发明已经没有话可讲了,也不能认为在所有例子中,都有足够的证据可以充分证明,后来欧洲应用的是从较早的中国人的实践中得来的。但是所有这些例子有一种共同之点,这就是它们在中国应用的时期,确实早于它们在世界其他部分出现的时期。有时甚至要早得多。”①李约瑟博士列举的这些实例绝大多数都是中国古代的机械发明或相关的技术成果,由此可见,中国古代的机械技术成果不仅在中国科技史上占有突出地位,而且在世界机械史乃至科技史上的地位也是不可低估的。中国机械史的历史价值还表现在传统机械工程技术在中国古代社会经济和科技发展中占有十分重要的位置。中国自古以来以农业立国,农业生产在古代历史发展进程中始终占据核心地位,因而作为农业生产工具的农业机械在生产中的作用极为重要。农业机械技术方面的大量发明、革新及其推广应用对社会生产力的提高起了极大的作用。同样,机械在水利工程、建筑工程、交通运输、纺织等领域中也发挥着重要作用。机械技术在军事上具有举足轻重的作用,先进和精良武器与军事装备的制造都要依赖先进的机械技术。中国古代在天文观测方面能够取得许多重要成就,与先进天文仪器的作用密不可分,而众多先进天文仪器的出现则反映了中国古代精密机械制造技术的发达。明代宋应星编著的《天工开物》是一部关于中国古代工程技术的百科全书,其中讲述机械技术的内容占了全书一半以上的篇幅,也说明机械技术在古代工程技术中的重要地位。因此,传统机械技术根植于中国古代社会生活和生产的各个领域之中,机械技术的进步不仅促进了生产的发展,丰富了古代的社会生活,而且成为推动古代不同领域科技发展的有力工具。

中国机械史的研究不仅具有重要的历史价值,而且具有较高的现实价值和意义。这主要表现在以下几个方面。

首先,中国古代机械工程技术是中国科学文化的重要组成部分,传统机械的技术成果是我国优秀的科学文化遗产,因此中国古代机械史的研究具有重要的文化价值。机械技术在人类物质文化史上一直占据核心地位,人类文明的发展阶段一般以机械技术的重要成果作为主要划分标志,便是最好的说明。而我们的祖先创造了许多杰出的机械科技成果,为后世留下了大量的物质文化财富,发掘、整理和研究这些机械成果对于丰富祖国科学文化宝库无疑极为有益。但过去这方面的工作开展得还远远不够,中国机械工程机械史仍是一个有待开发的领域,在目前情况下进一步开展中国机械史的研究也显得尤为重要。

第二,技术发展有很强的继承性和规律性,中国机械史的研究有助于揭示技术发展特质,可以起到温故知新、阐明方向和趋势的作用,因此具有重要的借鉴价值。中国历史上在机械科技方面的成功经验和失败教训,对于现今科技的发展很有借鉴价值。中国古代与机械有关的技术观和技术哲学思想,对于我们认识技术与人、技术与环境以及技术与社会的关系仍有参考价值。中国古代的一些技术思想和方法与举措正好与现代可持续发展的时代要求相切合,对于认识和解决技术给现代社会带来的环境污染,能源和资源的枯竭等一系列负面效应也有积极的参考意义。中国近现代机械史的研究则对于制定国家的技术规划、技术发展与引进的政策和战略更是有着直接的借鉴作用。

第三,研究和学习中国机械工程史,阐明中国传统机械技术的兴衰历程,了解科学家、发明家的生平、成就和思想,不仅可以学到科学和历史的知识,还可从中获得启示和汲取教益,因而中国机械史还有着比较重要的教育价值与作用。机械工程技术史知识的传播有助于人们了解机械工程技术的概念和原理的来龙去脉,加深对机械科技的认识和理解。培根说;学史可以使人明智。对于青年学生与专业科技人员来讲,机械史的知识则可起到开拓视野的作用。

第四,研究中国机械史,不难发现一些古老的机械技术、工艺和原理在现代仍然发挥着作用或具有实用价值。中国传统的农业机械与古农具至今在农业生产中广泛使用,具有极强的生命力。我国的许多传统金属工艺仍在实际应用中发挥着重要作用。在秦始皇陵墓中出土的青铜箭镞表面上有一层含铬的黑色致密层,埋在地下两千多年没有腐蚀。现代金相学研究证明这样处理有很强的抗腐蚀能力。此项表面处理技术显然具有古为今用的价值。类似的实例还有很多。机械史的研究有助于认识和发现传统机械的现代意义和实用价值。

三、中国古代机械史的分期问题

研究中国机械技术的总体发展进程,必须把中国机械技术的形成与发展过程划分为几个不同的历史阶段,因此,中国机械史的分期问题是进行中国机械工程史宏观研究的一个重要问题。合理的分期不但可以反映中国机械工程发展的阶段性,同时也应反映出中国机械科技发展的特点和主要线索。

关于中国机械史的分期问题,已有一些学者有所涉及和讨论,但目前尚未进行充分的研究,也未得出一致的结论。1984年,郭可谦、陆敬严先生最早专门讨论了这一问题。他们提出了将中国机械史分为四个时期的方案:①

(1)简单工具时期,相当于原始社会时期,即石器时代。分为两个阶段:粗制工具阶段(旧石器时代),和精制工具阶段(新石器时代)。

(2)古代机械时期,大约从四千年到十九世纪四十年代。包括三个阶段:从古车出现到秦以前为迅速发展阶段;秦到宋元时期为成熟阶段;明代到十九世纪四十年代为缓慢前进阶段。

(3)近代机械时期,,从一八四○年至新中国成立前夕。

(4)现代机械时期,新中国成立后的发展时期。

在1985年,笔者提出了关于中国机械史的另一种分期意见,将中国机械史分为六个时期:②

(1)形成与积累时期,从远古到西周时期。

(2)迅速发展和成熟时期,从春秋时期到到东汉末年。

(3)全面发展和鼎盛时期,从三国时期到元代中期。

(4)缓慢发展时期,从元代后期到清代中期。

(5)转变时期,清代后期到中国成立前夕。

(6)复兴时期,新中国成立后的发展时期。

最新出版的《中国科学技术史》机械卷有“中国古代和近代机械工程发展概述”一章,论述中基本上采用了第一种分期方案。

1987年出版的《中国的百科全书》机械工程卷有词条“中国古代机械史”、“中国近代机械工业”和“中国现代机械工业”分别涉及了中国古代机械工程技术、近代机械工业和现代机械工业发展的分期问题。这里仅介绍周世德先生在“中国古代机械史”条目中采用的古代机械史分期方案:③

(1)春秋以前(公元前770年前)。

(2)春秋至汉魏时期(公元前770年前~公元265)。

(3)两晋宋元时期(公元265~1368)。

(4)明清时期(1368~1840)。

上述分期方案都有各自的分期依据,并较好地反映了机械史与中国通史的关系。在反映中国机械工程发展的内部规律和特点方面,虽然也得到较好的处理,但细节方面似乎尚有进一步探讨的余地。笔者认为中国机械史的分期应以机械科技的重大转变和突破为主要依据,这就需要分析和研究各个历史时期各种机械在动力、材料、结构原理、工艺和功能等方面的发展水平和变化情况.此外,还应注意考察不同时期间机械工程知识的水平和先进机械的推广与应用情况以及机械的社会功能与作用。中国机械工程技术的发展是一个以波浪式曲线前进的过程。常常由于某一方面或几个方面(如材料、动力、工艺等方面)的重大转变或突变引起机械工程技术的主要内容发生了变化,使其达到新的水平,这样就形成了几个不同的自然发展时期。据此,我们在又在上述方案的基础上,提出了如下关于中国古代机械史分期的修订方案:

(1)古代机械技术的萌芽时期,从旧石器时代开始到新石器时代。

(2)传统机械技术的初步形成时期,夏、商、西周时期。

(3)传统机械技术的进一步发展时期,春秋战国到三国时期。

(4)传统机械技术的成熟与鼎盛时期,魏晋南北朝到元代。

(5)传统机械的平缓发展与西方机械的传入时期,明初到十九世纪中叶。

四、中国古代机械工程史研究的历史与现状

在我国,中国机械工程技术史的现代研究发端于20世纪二三十年代。张荫麟、刘仙洲和王振铎等是早期中国机械史研究工作的主要开拓者。张荫麟于1925年翻译了英国学者穆尔(A.C.Moule)1924年发表在ToungPao(通报)上的专题论文“TheChineseSouth-PointingCarriage”,中译文题目改为“宋燕肃、吴德仁指南车造法考”,发表在《清华学报》第2卷第1期(1925)上。张荫麟又于1926年在《清华学报》第2卷第2期上发表了“宋卢道隆、吴德仁指南车之造法”一文。此后,他又在1928年发表了论文“中国历史上之‘奇器’及其作者”(《燕京学报》第1卷第3期)。30年代开始了较为全面的古代机械的文献资料发掘、整理和专题复原研究。1935年刘仙洲在清华大学出版了《中国机械工程史料》(约6万字)一书,首次依据现代机械工程分类方法整理了中国古代机械工程的史料,初步勾勒出了中国古代机械工程的基本轮廓。几乎与此同时王振铎也开始了复原地动仪、指南车与记里鼓车的工作,他于1936年发表了专题论文“汉张衡候风地动仪造法之推测”(《燕京学报》第20期,10周年纪念专号),1937年又发表了重要论文“指南车记里鼓车之考证及模型”(《史学集刊》第3期)。40年代,刘仙洲又发表了“王征与我国第一部机械工程学”(见《国立清华大学学报》1期,《真理杂志》1卷2期)和“中国在热机历史上的地位”(《东方杂志》39卷18期)两篇有影响的论文。

西方学者早在19世纪后期就开始关注中国古文献中有关机械发明的记载,20世纪初在欧洲的技术史著作中已有关于中国古代机械发明的探讨。如奥地利著名技术史家霍维茨(H.T.Horwitz)在1913年出版的技术史著作中对中国的机械发明作了论述。此后直到30年代,在他的不少论著中都有关于中国古代机械的讨论①。葛雷斯(H.A.Giles)于1906年,劳佛尔(B.Laufer)于1912,分别对中国古代指南车进行了复原研究②。穆尔(A.C.Moule)于1924年发表了研究指南车的专题论文,并根据《宋史》的文献记载给出了具体的复原方案。穆尔的工作引起英国学者的关注,此后戴科斯(K.T.Dykes)提出了采用差动轮系复原指南车的设想(1942年),兰彻斯特(G.Lanchster)于1947年利用差动轮系制作了复原模型。美国学者霍梅尔(R.P.Hommel)在1921年在至1928年、1928年至1930年前后用了8年时间在中国各地调查传统手工业技术,在进行了广泛的实地调查后,写成专著ChinaatWork;anillustratedRecordofthePrimitiveIndustriesofChina’sMasses,whoseLifeisToil,andthusanAccountofChineseCivilization,于1937年在纽约出版,其中包含了大量传统机械与工艺方面的内容,配有大量实物照片,是一部具有重要历史和文化价值的著作。恰特莱(H.Chatley)在1942年在TransactionsoftheNewcomenSociety(22,117)上发表了TheDevelopmentofMechanismsinAncientChina(古代中国机械学的发展)综论研究性论文,在西方首次较全面地论述了中国古代机械的发展。在国外,对中国机械史研究最有建树的学者还是李约瑟博士。他从50年代开始发表有关中国机械史方面的论文,1965年他的巨著《中国科学技术史》的机械工程卷(ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering)由剑桥大学出版社出版,它是第一部英文的中国机械史的学术专著,在国际上影响极大。李约瑟编撰此书时利用了大量的中国机械史的原始资料和研究成果,同时参考了许多世界与西方机械史的文献和研究成果,在比较科学史的视角对中国机械技术的发展及其重要成果进行了深入研究。日本和台湾学者较早分别将此书翻译成日文和中文出版,中国大陆的中文译本也在2000年有科学出版社和上海古籍出版社出版。

20世纪50年代以来,中国机械史的研究工作在中国经历了十分曲折的过程。在50年代至60年代前期,刘仙洲做了一系列机械史专题研究工作,发表了多篇论文,并主持汇集中国工程史料。1962年他编著的《中国机械工程史(第一编)》一书由科学出版社,这是第一部中国古代机械史的著作,论述了中国古代的主要机械发明成就,从机械原理和原动力的角度出发整理了中国古代机械工程发展的脉络。1963刘仙洲年撰写的《中国古代农业机械发明史》问世,这是第一部全面历史中国古代农业机械成果及其发展的著作。王振铎则在发掘古代文献和文物资料的基础上,对许多机械成果做了深入的专题研究。他在中国历史博物馆主持复原了水运仪象台、候风地动仪、指南车、记里鼓车等一系列古代机械装置。他们的杰出工作,奠定了中国机械工程史这一学科的基础,在国内外学术界产生了重大影响。正当中国机械史的研究被引向深入之时,爆发了史无前例的“”,导致了科学文化大灾难。“”期间,和其他学科一样,机械史的研究也完全处于停顿状态。“”以后,中国机械史的研究得以恢复和发展,老一辈学者也续有力作刊行,如清华大学出版了根据刘仙洲生前汇集的史料编纂而成的《中国科技史资料汇编一农业机械》(1985年),王振择先生出版他的论文集《科技考古论丛》(1989年)。同时,同济大学、中国科学院自然科学史研究所、北京航空航天大学等单位,都积极开展了中国机械史的研究工作和国内外学术交流,并通过招收机械史的研究生,努力培养新一代的专业研究人员。一些大专院校开设了机械史的选修课,取得了良好的效果。从20世纪80年代起,中国机械史的研究队伍开始形成,研究工作逐渐活跃,数百篇,涌现了不少具有较高质量和较大影响的专题研究成果。如陆敬严先生主持的古代机械模型复原等课题,华觉明先生参与主持的曾侯乙编钟的复原研究,杨青、钱小康等先生参与主持的秦陵铜车马技术研究等都取得了突出成果。综合性与系统性的整理与研究工作也有重要进展,如1986年机械工程师进修大学刊行了郭可谦、陆敬严合著的《中国机械史讲座》,1986年文物出版社出版了华觉明等撰写的《中国冶铸史论集》,和,1992年北京理工大学出版了张柏春撰写的《中国近代机械简史》,1995年山东科技出版社出版了苏荣誉等编撰的《中国上古金属技术》,1998年清华大学出版社出版了张春辉编著的《中国古代农业机械发明史》(补编),1999年大象出版社出版了华觉明撰著的《中国古代金属技术》。此外,台湾中央文物供应社也在1987年出版了万迪棣编撰的《中国机械科技之发展》一书,此书被收入中华文化丛书中。90年代初期,中国科学技术史丛书委托陆敬严、华觉明主编《中国科学技术史》的机械卷,钱小康、张柏春、何堂坤、杨青、赵丰、黄麟雏、刘克明和冯立升等多位学者参加编写,于1997年完成全书的编撰工作。此书于2000年由科学出版社出版,全书约69万字,与前面几部通史性中国机械史著作有所不同,它突破了简史的范畴,是一部较大型的中国机械工程学术著作。此书对中国机械工程的历史发展做了比较系统的论述和讨论,对已有的研究成果进行了一次较全面的总结。这表明,中国机械史的研究已走出初创阶段,进入了一个新的历史发展时期。

①真保吾一著,董万友译,机械工学概论,国际文化出版公司,1986,3。原作书名为“緿綐機械工学”,由日本理工学社1984年出版。

①②李志超,机发论—有为的科学观,自然科学史研究,1990,9(1):2。

①刘仙洲,中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5。

②维特鲁威著,高履泰译,建筑十书,这个建筑工业出版社,1986,224-225。

③A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,120.

④转引自①。

⑤马克思,资本论(第一卷),人民出版社,1963,396。

⑥马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,91-92。

①马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,52。

②③转引(译)自A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,117

④⑤⑥⑦见刘仙洲:中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5-6。

①李约瑟,中国科学技术史·总论(中译本第一卷),科学出版社,1975,545-547。

①郭可谦、陆敬严,关于中国机械史的分期意见,机械设计,1984,1(2)。

②冯立升,中国机械史的分期意见,科学、技术与辩证法,1986,(3)。

机械概论论文范文篇4

一、机械的概念规定与机械技术史的范畴

1、机械的现代定义

研究机械工程技术史,首先需要明确机械的观念规定。在我国现代的机械学著作中,“机械”一词是机构(mechanism)和机器(machine)的总称。尽管各种机械的构造、性能和用途各异,但从它们的组成和运动形式来看,却有两个共同特征:

1)它们是一种人为的实物构件的组合。

2)它们各部分之间具有确定的相对运动。

凡同时具备上述两个特征的构件组合体便称为机构或机械。机器除了具备上述两个特征外,还必须具备第三个特征:能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能。所以机器是能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看,机构和机器并无区别,因此泛称它们为机械。

机构和机器的定义来源于西方机械工程科学,它们都是现代机械原理中的最基本的概念,但在现代西方机械学著作中,并没有一个作为机构(mechanism)和机器(machine)的总称的专门名词或术语。在日本的机械工学中,机械概念是如下定义的:①

凡符合下述三项条件的,则定义为机械。

①它是物体的组合,假定力加到其各个部分也难以变形。

②这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。

③把施加的能量转变为最有用的形式,或转变为有效的机械功。

这里,“机械”一词定义的是machine概念,这一定义与我国机械原理著作对机器的定义相同。mechanism一词,在日本机械工学中译为“機構”,或音译为メカニズム。

考虑到机构和机器均属现代机械学的基本范畴,我们采用能够同时涵盖机构和机器的机械概念,也是有其合理性的。

设计机械的目的是完成预定的机械运动及完成特定的动作,一般来说,一种复杂机械都由三大部分组成。一是原动部分,它是机械动力的来源。二是工作部分,它处于传动路线的终点,完成机械的预定动作。三是传动部分,它是把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节。近代机械中又有第四个部分,即自动控制部分。

2、机械的古代涵义及其演变

(1)中国古代文献中“机械”一词的涵义

“机械”一词由“机”与“械”两个汉字组成,探讨该词的涵义,首先须了解这两个字在古汉语中的意思。

“机”在古汉语中原指某种或某一类特定的装置,后来又泛指一般的机械。

古代常以“机”指弩上发箭的装置,即弩机。《尚书·太甲》有“若虞机张,往省括于度,则释”。但此篇可能作于西汉。《庄子·齐物论》:“其发若机括。”《释文》称:“机,弩牙;括,箭括。”按此言张弩发箭,以括入机,机动则发。东汉时成书的《说文解字》对“机”的解释是“机,主发者也”,说的也是弩机。由弩机延伸,触发式捕兽器也称为“机”。《庄子·山林》道:“丰狐,文豹……不免于网罗机辟之患。”即指夹子一类的装置。后来的“机防阱”和“机关”也是这个意思。

古代又以“机抒”指织布机。《淮南子·氾论》载“伯余之初作衣也,……手经指挂,其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒,二女下机”。南北朝《木兰词》有“不闻机抒声,唯闻女叹息”。《说文解字》:“抒,机之持纬者也。”宋《集韵》也说:“机以转轴,抒以持纬。”抒就是梭子,而机为转轴部件。“机抒”二字各表织机一个特征部件,因而后有只用一个“机”字代表织机的说法。①

由以上所述可知,“机”之本义当指机械装置中构成转动副的转动构件。

《尚书》:“在璇玑玉衡以齐七政。”伏胜《尚书大传》云:“旋机者,何也?传曰:旋者还也,机者几也,微也。其变几微,而所动者大,谓之旋机。”这里“机”为轴动之物。《管子·形势解》也载:“奚仲之为车器也,方圆曲直皆中规矩钩绳。故机旋机得,用之牢利,成器坚固。”这是讲车的部件生产的质量检验工序,“机旋机得”是指达到转动配合的精度标准要求。②

“机”还引申为许多机械发明的泛称,《战国策·宋卫》说:“公输般为楚设机,将以攻宋。”注称:“机,械,云梯之属。”《荀子·议兵》有“固塞不树,机变不张。”注称“机变,谓器械变动攻敌也。”《后汉书·张衡列传》说;“衡善机巧。”《南齐书·祖冲之传》:“初,宋武平关中,得姚兴指南车,有外形而无机巧,每行,使人于内转之。”“机”字实际可以泛指各种灵巧和关键的机械装置。

“机”的涵义由此延伸,出现了更具抽象的词义。《韩非子·十过》:“此存亡之机也。”《逸周书·大武》:“此七者,伐之机也。”“机”在这里指事物之枢要、关键。《庄子·至乐》载:“万物皆出于机,皆入于机。”疏曰:“机者,发动,所谓造化也。”这是指事物变化之所由。“机”还指事物变化之迹象、征兆等等。这样,衍生出大量相关词汇,如机巧、机先、机兆、机密、机会、机缘、机要、机谋、机关和机衡等。

“械”在古代是指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多。”“械”在这里为一般器械或器具。《墨子·公输》:“公输般为楚造云梯之械。”这是指兵器。《汉书·司马迁传》载:“淮阴(韩信),王也,受械于陈。”“械”在此指刑具。

与“机”原指局部的关键机件有所不同,“械”在中国古代原本便指某一整体器械或器具,。这两字连在一起,组成“机械”一词,便成为为一般性的机械概念了。

在先秦时期的文献中,已经讨论了抽象的机械概念。《庄子·外篇·天地第十二》有一段关于机械技术思想意义的讨论:

(子贡)见一丈人方将为圃畦,凿隧而入井,抱瓮而出灌,然用力甚多而见功寡。子贡曰:“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多,夫子不欲乎?”为圃者仰而视之曰:“奈何?”曰:“凿木为机,后重前轻,挈水若抽,数如汤,其名曰槔。”为圃者忿然作色而笑曰:“吾闻之吾师,有机械者必有机事,有机事者必有机心。机心存于胸中,则纯白不备。纯白不备,则神生不定。神生不定者,道之所不载也。吾非不知,羞而不为也。”子贡瞒然,俯而不对。

这段文字是中国技术思想史的重要史料,后面将进行专题讨论。这里我们感兴趣的是,子贡与老人的对话给出了机械的概念界定:机械是能用力甚寡而见功多的器械。

关于机械的概念,在《韩非子》卷十五《难》二中有类似的论述:“审于地形、舟车、机械之利,用力少,致功大,则入多。”这里还有了初步的经济观点。①

由此可知,中国古代早在战国时期就已形成了与现代机械学中“机械”一词涵义比较相近的机械概念和术语了。

(2)西方古今的机械概念

英文的“machine”一词,其涵义要比现代机械学界定的“机器”(machine)概念要广。在一般使用上,它与汉语的“机械”一词类同。美国罗伯特·欧布林(RobertObrien)所著《机器》一书中指出:英文的“machine”(机械)一词来源于希腊文mechine及拉丁文mecina,两者原意都指的是“巧妙的设计”。Machine作为一般性的机械概念的出现,主要是为了区别与手工工具。在西方,一般性的机械概念的提出,可追溯到古罗马时期。

西方最先提出机械定义的是古罗马的建筑师维特鲁威(Vitruvii)。他在其著作《建筑十书》(约成书于公元前32-33年)给出了这样的定义:“机械是把木材结合起来的装置,主要对于搬运重物发挥效力。”他对机械和工具作了区别:“机械(machane)和工具(organon)之间似乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的,如重弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的,如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东西。”②

亚历山大利亚城的希罗(HeroofAlexandria,公元1世纪)最早讨论了机械的基本要素,他认为机械的要素有五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。希罗的论文只是关系到提升和推动重物,虽不够全面,但却反映了古典机械的特征。③

1724年,德国莱比锡的机械士廖波尔特(Leopold)给出的定义是:“机械或工具是一种人造的设备,用它来产生有利的运动;同时在不能用其他方法节省时间和力量的地方,它能做到节省。”④

马克思在《资本论》中对充分发展了的机械给出了界定:“一切已经发展的机器,都三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机械工作机——构成,发动机是整个机构的动力。”⑤马克思在《1861—1863年经济学手稿》讨论了机器与工具的区别,他指出:“以上所述已经对机器和工具有什么区别的问题作出了回答。工具本身一旦由机械来推动,一旦由工人的工具(它的生产率取决于工人的技巧并需要他付出作为劳动过程的媒介的劳动)变成机械的工具,——机器就代替了工具。在这种情况下,机械应该达到这样的发展程度:它既能从人或牲畜,简言之,从任意动作的那些原动力获得动力,也能从机械推动的原动机获得动力。”⑥

马克思主要从经济学和生产工具发展的宽广视角考察机器和机械的深刻涵义,力图说明当时的社会生产从工厂手工业向大机器工业的转变。他认为机器是代替人手操纵工具的机械系统,它从一开始就应是“工作部分同传导运动的机械和推动机械的原动机的组合”。马克思还谈到了当时一些学者中关于机械和机器的概念:“就象在英国的在政治经济学家一样,在英国的力学家中,可以遇到这样一些人,他们认为,机器与工具没有本质的区别;工具是简单的机器,而机器是复杂的工具,或者说,两者只有简单机器与复杂机器之分。从这种意义上说,甚至最简单的机械,如杠杆、斜面、滑轮、螺旋、楔、轮子等,也被叫作机器”①

19世纪中、后期,西方机械工程学家开始从机械的力学原理出发讨论机械或者说机器的概念,从而给出比较专业和科学的定义。下面给出的是早期机构学的两部奠基性著作中的定义。

英国机械学家威利斯(R.Willis,1800-1875)在其《机构学原理》(ThePrincipleofMechanism,1841年)所给的定义是:“任何机械(machine)都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成,使其一个构件运动,其余构件将发生一定的运动,这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”②

德国机械学家勒洛(F.Reuleaux,1829-1905)在其《理论运动学》(TheoretischeKinematik,GrundzügeeinerTheoriedesMaschienenwesens,1875年)中的定义是:“机械(machine)是多个具有抵抗力之物体的组合体,其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功,同时伴随着一定的确定运动。”③

威利斯给出的machine定义实际是现代机械原理中的机构。勒洛则最早给出了现代机械学中的机器(即machine)定义。从勒洛开始,机构概念与机器也被区分开来。20世纪的机械原理著作进一步明确了机构和机器的概念。

勒洛的《理论运动学》建立了机械运动学的基础,书中的许多概念、观点和研究方法被沿用至今。20世纪初,出现了把机构学和机械动力学合在一起的机械原理著作。当时西方的机械原理教科书中有如下的定义:

(1)“机械者,固定部分与运动部分之组合体,介乎能力与工作之间,所以使能力变为有用之工作者也。”(1912年,Keown)④

(2)“机械者,两个以上物体之组合体,其相对运动皆继续受一定之限制,使一种能力由之变化或传达,以作一种特别之工作者也。”(1915年,Mcksy)⑤

1930年,我国机械学家刘仙洲在编写中国最早的机械原理教科书时,参考西方这类教科书给出了一个定义:“机械者,两个以上之物体之组合体。动其一部则其余各部各发生一定之相对运动或限制运动,吾人得利用之使一种天然能力或机械能力发生一定之效果或工作者也。”⑥

1955年,乌克兰奥德萨工业大学多布罗沃利斯基(В.А.Добрвольский)在一篇论文中给出了一个定义:“机械是为人所使用的劳动工具,在这个劳动工具中,形状和尺寸适合的部分是由能经受很高压力(阻力)的材料所制成;在引入能量不断作用下,能完成适合的实际上有利的运动和动作;这些运动和动作是人们为完成技术的工艺目的所必要的。”⑦

这里定义的“机械”,更确切地说是机器,即现代机械原理中的machine概念。

综上所述,西方有关机械的一般性概念随着机械的发展逐渐发生了变化,随着机械工程科学的建立和发展而深化。从区分机械与手工工具开始,到区别复杂机械与简单机械和工具,进而形成了机械工程学中最基本的机器和机构概念。

3、机械工程技术史的范畴

机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学,各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多,可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。按马克思对机器系统的分类,机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史(第一编)》中将机械分为七类,即:简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。

按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;接服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等;按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。

从动态观点看,机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动:(1)发明与革新;(2)设计与测试;(3)制造(加工与制作)(4)使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容,因此,某些通过机械加工获得的技术产品,尽管不能看作是机构和机器,也常常被认为属于机械工程的范畴。

机械工程技术史是研究机械工程技术发生、发展过程及其规律的一门学科。机械工程技术史的对象和范畴与机械工程技术的对象与范畴既有在内在的联系,由有着一定的差别。从认识上看,机械工程技术是第一个层次,机械工程技术史是第二个层次,后者是以前者为基础的。机械工程技术史是研究过去的机械技术的学问,与前者不同的特点是研究者和研究对象在时间坐标上处于不同的位置,因此它重视从时间关系研究机械技术的特点和演变过程。可以说,机械工程技术史的对象是历史上的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种主要因素。不仅历代的机械发明、机械制造技术以及机械成果的推广与应用属于机械工程技术史的范畴,而且影响机械工程发展的社会的经济、政治和文化等因素也属于它考察的对象和范畴。

二、中国机械工程技术史的研究对象、任务和价值

1、中国机械史的研究对象与任务

中国机械工程技术史主要研究机械工程技术在中国的发展过程与模式,它的对象是中国历代的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种因素。机械技术的发展在许多方面有其一般性的规律,适用于不同的文化和国家,当然也适用于中国。但是每个国家特别是不同文化传统的国家有着不同的特殊环境和背景,各国机械的发展是不平衡的。有的国家和地区在机械技术的某些方面发展水平较高,另一些国家和地区则在机械的另一些方面发展水平较高;有的机械成果在某些国家传播和发展较快,而在另一些国家推广应用十分缓慢。由于不同文化和社会因素的制约,各国机械工程技术的发展模式也并不是千篇一律的。因此不同国家机械工程技术的发展往往呈现出不同的特点。尤其是中国古代机械的发展,技术传统与西方有很大不同,有其独特的轨迹。既有许多优点也有不少缺点,既有很多成功的经验也有不少失败的教训,值得认真加以总结。中国机械史的主要任务就是要整理和发掘中国历代在机械工程方面的重要成果及其特点,揭示机械工程技术在中国发展的规律性和特殊性。

研究中国机械史应从考察中国历代的机械成果入手,首先需要掌握大量的历史资料。中国历史上有哪些重要机械科技成果?它们的水平和价值如何?中国传统机械及其技术、工艺方法和西方有何不同?机械工程技术对中国社会生产有何作用和影响?这些都是需要机械史研究解决的基本性问题。只有对有关史料进行全面的清理和深入的分析,才能获得这些问题的答案。对于中国古代机械史来说,历代有关机械工程的成果主要反映在三类史料之中,即文字资料、图像与图形资料和实物资料。中国机械工程的文献史料,是有关古代机械的概念名称、形制、材料、动力、结构原理、工艺方法、应用与推广情况以及相关的社会历史文化背景等方面的文字记载和描述。它包括各类典籍中的有关史料和出土文物上相关的铭刻资料等。除了少数一些技术著作中有关机械的专论性记述外,有关机械工程的文献资料十分零散,大都分散在大量的各类古籍之中。图像与图形资料主要是古代美术作品和工程技术著作及其它典籍中的机械图像与图形,这些资料不仅存在于帛、纸为载体的古代绘画作品和各类写本和印刷本书籍中,而且大量存在于古代岩画、铜器刻画、砖石刻画、壁画等平面绘画和浮雕作品之中。实物资料是考古发掘中出土的和传世的与古代机械直接有关的各种实物,主要包括大量的古代各类机械成品、半成品、零部件、机械模型、明器机械和机械加工产品,目前在民间仍然尚存不少传统机械,从技术上看属于古机械的遗制,它们也是重要的实物资料。这些实物资料具有重大的价值,由此可以获得更为确切和可靠的关于过去机械技术的信息,它们与文献资料同样属于中国机械史的研究对象。搜集、整理和分析古代机械工程史资料,是中国机械工程史研究的一项基础性工作。但是,由于多数文献史料分散在数量极大的古籍和铭文中,各类与机械有关的古代绘画作品则更是分散收藏于各地不同的机构和个人手中,实物资料同样分布在十分广泛的地域范围内,此外还有大量资料流失国外,因此,对如此众多的史料进行充分的发掘、整理和研究,由少数人在短期内显然是难以完成的。中国机械工程技术史的任务因而也十分繁重,必须多人接力工作,逐步扩大调查和研究的范围,直到基本掌握整体面貌。

中国机械工程史还要探讨影响中国机械工程技术发展的各种因素。除了研究诸如工匠和技术人员在机械工程发展中的作用、古代的技术观和设计与管理思想对工程技术实践的影响等内部因素外,还应分析文化与科学传统、社会经济与政治制度、战争与军事、思维方式、技术政策与组织管理制度以及对外交流关系对机械工程发展的影响等诸多外部的因素。这些因素对于古代机械工程的发展有时起促进作用,也有时起阻碍作用。有的因素只有短期影响,有些则长期发挥作用。这方面的研究,涉及领域很多,情况极为复杂,因而难度也更大,任务更为艰巨。如果要想在中国机械史的宏观研究方面取得突破性的进展,就必须在这方面有更多的投入和下更大的功夫。在搜集、整理和分析古代机械工程史资料的基础工作取得重要进展后,研究工作的重点应逐渐向这方面转移。

2、中国机械史的价值

中国的机械工程技术在漫长的历史发展过程中形成了自己独特的风格。中国古代机械工程技术,是世界机械史的一个组成部分,在世界机械工程史上占有重要位置。

中国古代机械工程技术成果具有重要的历史价值,有许多机械发明和技术成果在世界机械史上处于遥遥领先的地位,其中不少成果还传播到了世界各地,对世界机械技术的进步起到了直接的促进作用。著名科学史家李约瑟在讨论中西科技交流与比较问题时曾指出:“有少数几种基本技术曾经从古代美索不达米亚朝四面八方传播,……可是,中国人的发明就多了。这些发明在公一元世纪到十八世纪期间先后传到了欧洲和其他地区。这里包括:(1)龙骨车;(2)石碾和水力在石碾上的应用;3水排;(4)风扇车和簸扬机;(5)活塞风箱;6平放织机(它可能也是印度的发明)和提花机;(7)缫丝、纺丝和调丝机;(8)独轮车;(9)加帆手推车;(10)磨车;(11)拖重牲口用的两种高效马具,即胸带和套包子;(12)弓弩(13)风筝;(14)竹编蜒和走马灯;(15)深钻技术;(16)铸铁的使用;(17)游动的常平悬吊器;(18)弧形拱桥;(19)铁索吊桥;(20)河渠闸门;(21)造船和航运方面的无数发明,包括防水隔舱、高效率空气动力帆和前后索具(22)船尾的方向舵;(23)火药以及和它有关的一些技术;(24)罗盘针,先用于看风水,后来又用于航海;(25)纸、印刷术和活字印刷术;(26)瓷器。我写到这里时了句点,因为二十六个字母都已经用完了,可有许多例子、甚至还有重要的例子可以列举。我们决不能认为对以上任何一种发明已经没有话可讲了,也不能认为在所有例子中,都有足够的证据可以充分证明,后来欧洲应用的是从较早的中国人的实践中得来的。但是所有这些例子有一种共同之点,这就是它们在中国应用的时期,确实早于它们在世界其他部分出现的时期。有时甚至要早得多。”①李约瑟博士列举的这些实例绝大多数都是中国古代的机械发明或相关的技术成果,由此可见,中国古代的机械技术成果不仅在中国科技史上占有突出地位,而且在世界机械史乃至科技史上的地位也是不可低估的。

中国机械史的历史价值还表现在传统机械工程技术在中国古代社会经济和科技发展中占有十分重要的位置。中国自古以来以农业立国,农业生产在古代历史发展进程中始终占据核心地位,因而作为农业生产工具的农业机械在生产中的作用极为重要。农业机械技术方面的大量发明、革新及其推广应用对社会生产力的提高起了极大的作用。同样,机械在水利工程、建筑工程、交通运输、纺织等领域中也发挥着重要作用。机械技术在军事上具有举足轻重的作用,先进和精良武器与军事装备的制造都要依赖先进的机械技术。中国古代在天文观测方面能够取得许多重要成就,与先进天文仪器的作用密不可分,而众多先进天文仪器的出现则反映了中国古代精密机械制造技术的发达。明代宋应星编著的《天工开物》是一部关于中国古代工程技术的百科全书,其中讲述机械技术的内容占了全书一半以上的篇幅,也说明机械技术在古代工程技术中的重要地位。因此,传统机械技术根植于中国古代社会生活和生产的各个领域之中,机械技术的进步不仅促进了生产的发展,丰富了古代的社会生活,而且成为推动古代不同领域科技发展的有力工具。

中国机械史的研究不仅具有重要的历史价值,而且具有较高的现实价值和意义。这主要表现在以下几个方面。

首先,中国古代机械工程技术是中国科学文化的重要组成部分,传统机械的技术成果是我国优秀的科学文化遗产,因此中国古代机械史的研究具有重要的文化价值。机械技术在人类物质文化史上一直占据核心地位,人类文明的发展阶段一般以机械技术的重要成果作为主要划分标志,便是最好的说明。而我们的祖先创造了许多杰出的机械科技成果,为后世留下了大量的物质文化财富,发掘、整理和研究这些机械成果对于丰富祖国科学文化宝库无疑极为有益。但过去这方面的工作开展得还远远不够,中国机械工程机械史仍是一个有待开发的领域,在目前情况下进一步开展中国机械史的研究也显得尤为重要。

第二,技术发展有很强的继承性和规律性,中国机械史的研究有助于揭示技术发展特质,可以起到温故知新、阐明方向和趋势的作用,因此具有重要的借鉴价值。中国历史上在机械科技方面的成功经验和失败教训,对于现今科技的发展很有借鉴价值。中国古代与机械有关的技术观和技术哲学思想,对于我们认识技术与人、技术与环境以及技术与社会的关系仍有参考价值。中国古代的一些技术思想和方法与举措正好与现代可持续发展的时代要求相切合,对于认识和解决技术给现代社会带来的环境污染,能源和资源的枯竭等一系列负面效应也有积极的参考意义。中国近现代机械史的研究则对于制定国家的技术规划、技术发展与引进的政策和战略更是有着直接的借鉴作用。

第三,研究和学习中国机械工程史,阐明中国传统机械技术的兴衰历程,了解科学家、发明家的生平、成就和思想,不仅可以学到科学和历史的知识,还可从中获得启示和汲取教益,因而中国机械史还有着比较重要的教育价值与作用。机械工程技术史知识的传播有助于人们了解机械工程技术的概念和原理的来龙去脉,加深对机械科技的认识和理解。培根说;学史可以使人明智。对于青年学生与专业科技人员来讲,机械史的知识则可起到开拓视野的作用。

第四,研究中国机械史,不难发现一些古老的机械技术、工艺和原理在现代仍然发挥着作用或具有实用价值。中国传统的农业机械与古农具至今在农业生产中广泛使用,具有极强的生命力。我国的许多传统金属工艺仍在实际应用中发挥着重要作用。在秦始皇陵墓中出土的青铜箭镞表面上有一层含铬的黑色致密层,埋在地下两千多年没有腐蚀。现代金相学研究证明这样处理有很强的抗腐蚀能力。此项表面处理技术显然具有古为今用的价值。类似的实例还有很多。机械史的研究有助于认识和发现传统机械的现代意义和实用价值。

三、中国古代机械史的分期问题

研究中国机械技术的总体发展进程,必须把中国机械技术的形成与发展过程划分为几个不同的历史阶段,因此,中国机械史的分期问题是进行中国机械工程史宏观研究的一个重要问题。合理的分期不但可以反映中国机械工程发展的阶段性,同时也应反映出中国机械科技发展的特点和主要线索。

关于中国机械史的分期问题,已有一些学者有所涉及和讨论,但目前尚未进行充分的研究,也未得出一致的结论。1984年,郭可谦、陆敬严先生最早专门讨论了这一问题。他们提出了将中国机械史分为四个时期的方案:①

(1)简单工具时期,相当于原始社会时期,即石器时代。分为两个阶段:粗制工具阶段(旧石器时代),和精制工具阶段(新石器时代)。

(2)古代机械时期,大约从四千年到十九世纪四十年代。包括三个阶段:从古车出现到秦以前为迅速发展阶段;秦到宋元时期为成熟阶段;明代到十九世纪四十年代为缓慢前进阶段。

(3)近代机械时期,,从一八四○年至新中国成立前夕。

(4)现代机械时期,新中国成立后的发展时期。

在1985年,笔者提出了关于中国机械史的另一种分期意见,将中国机械史分为六个时期:②

(1)形成与积累时期,从远古到西周时期。

(2)迅速发展和成熟时期,从春秋时期到到东汉末年。

(3)全面发展和鼎盛时期,从三国时期到元代中期。

(4)缓慢发展时期,从元代后期到清代中期。

(5)转变时期,清代后期到中国成立前夕。

(6)复兴时期,新中国成立后的发展时期。

最新出版的《中国科学技术史》机械卷有“中国古代和近代机械工程发展概述”一章,论述中基本上采用了第一种分期方案。

1987年出版的《中国的百科全书》机械工程卷有词条“中国古代机械史”、“中国近代机械工业”和“中国现代机械工业”分别涉及了中国古代机械工程技术、近代机械工业和现代机械工业发展的分期问题。这里仅介绍周世德先生在“中国古代机械史”条目中采用的古代机械史分期方案:③

(1)春秋以前(公元前770年前)。

(2)春秋至汉魏时期(公元前770年前~公元265)。

(3)两晋宋元时期(公元265~1368)。

(4)明清时期(1368~1840)。

上述分期方案都有各自的分期依据,并较好地反映了机械史与中国通史的关系。在反映中国机械工程发展的内部规律和特点方面,虽然也得到较好的处理,但细节方面似乎尚有进一步探讨的余地。笔者认为中国机械史的分期应以机械科技的重大转变和突破为主要依据,这就需要分析和研究各个历史时期各种机械在动力、材料、结构原理、工艺和功能等方面的发展水平和变化情况.此外,还应注意考察不同时期间机械工程知识的水平和先进机械的推广与应用情况以及机械的社会功能与作用。中国机械工程技术的发展是一个以波浪式曲线前进的过程。常常由于某一方面或几个方面(如材料、动力、工艺等方面)的重大转变或突变引起机械工程技术的主要内容发生了变化,使其达到新的水平,这样就形成了几个不同的自然发展时期。据此,我们在又在上述方案的基础上,提出了如下关于中国古代机械史分期的修订方案:

(1)古代机械技术的萌芽时期,从旧石器时代开始到新石器时代。

(2)传统机械技术的初步形成时期,夏、商、西周时期。

(3)传统机械技术的进一步发展时期,春秋战国到三国时期。

(4)传统机械技术的成熟与鼎盛时期,魏晋南北朝到元代。

(5)传统机械的平缓发展与西方机械的传入时期,明初到十九世纪中叶。

四、中国古代机械工程史研究的历史与现状

在我国,中国机械工程技术史的现代研究发端于20世纪二三十年代。张荫麟、刘仙洲和王振铎等是早期中国机械史研究工作的主要开拓者。张荫麟于1925年翻译了英国学者穆尔(A.C.Moule)1924年发表在ToungPao(通报)上的专题论文“TheChineseSouth-PointingCarriage”,中译文题目改为“宋燕肃、吴德仁指南车造法考”,发表在《清华学报》第2卷第1期(1925)上。张荫麟又于1926年在《清华学报》第2卷第2期上发表了“宋卢道隆、吴德仁指南车之造法”一文。此后,他又在1928年发表了论文“中国历史上之‘奇器’及其作者”(《燕京学报》第1卷第3期)。30年代开始了较为全面的古代机械的文献资料发掘、整理和专题复原研究。1935年刘仙洲在清华大学出版了《中国机械工程史料》(约6万字)一书,首次依据现代机械工程分类方法整理了中国古代机械工程的史料,初步勾勒出了中国古代机械工程的基本轮廓。几乎与此同时王振铎也开始了复原地动仪、指南车与记里鼓车的工作,他于1936年发表了专题论文“汉张衡候风地动仪造法之推测”(《燕京学报》第20期,10周年纪念专号),1937年又发表了重要论文“指南车记里鼓车之考证及模型”(《史学集刊》第3期)。40年代,刘仙洲又发表了“王征与我国第一部机械工程学”(见《国立清华大学学报》1期,《真理杂志》1卷2期)和“中国在热机历史上的地位”(《东方杂志》39卷18期)两篇有影响的论文。

西方学者早在19世纪后期就开始关注中国古文献中有关机械发明的记载,20世纪初在欧洲的技术史著作中已有关于中国古代机械发明的探讨。如奥地利著名技术史家霍维茨(H.T.Horwitz)在1913年出版的技术史著作中对中国的机械发明作了论述。此后直到30年代,在他的不少论著中都有关于中国古代机械的讨论①。葛雷斯(H.A.Giles)于1906年,劳佛尔(B.Laufer)于1912,分别对中国古代指南车进行了复原研究②。穆尔(A.C.Moule)于1924年发表了研究指南车的专题论文,并根据《宋史》的文献记载给出了具体的复原方案。穆尔的工作引起英国学者的关注,此后戴科斯(K.T.Dykes)提出了采用差动轮系复原指南车的设想(1942年),兰彻斯特(G.Lanchster)于1947年利用差动轮系制作了复原模型。美国学者霍梅尔(R.P.Hommel)在1921年在至1928年、1928年至1930年前后用了8年时间在中国各地调查传统手工业技术,在进行了广泛的实地调查后,写成专著ChinaatWork;anillustratedRecordofthePrimitiveIndustriesofChina’sMasses,whoseLifeisToil,andthusanAccountofChineseCivilization,于1937年在纽约出版,其中包含了大量传统机械与工艺方面的内容,配有大量实物照片,是一部具有重要历史和文化价值的著作。恰特莱(H.Chatley)在1942年在TransactionsoftheNewcomenSociety(22,117)上发表了TheDevelopmentofMechanismsinAncientChina(古代中国机械学的发展)综论研究性论文,在西方首次较全面地论述了中国古代机械的发展。在国外,对中国机械史研究最有建树的学者还是李约瑟博士。他从50年代开始发表有关中国机械史方面的论文,1965年他的巨著《中国科学技术史》的机械工程卷(ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering)由剑桥大学出版社出版,它是第一部英文的中国机械史的学术专著,在国际上影响极大。李约瑟编撰此书时利用了大量的中国机械史的原始资料和研究成果,同时参考了许多世界与西方机械史的文献和研究成果,在比较科学史的视角对中国机械技术的发展及其重要成果进行了深入研究。日本和台湾学者较早分别将此书翻译成日文和中文出版,中国大陆的中文译本也在2000年有科学出版社和上海古籍出版社出版。

20世纪50年代以来,中国机械史的研究工作在中国经历了十分曲折的过程。在50年代至60年代前期,刘仙洲做了一系列机械史专题研究工作,发表了多篇论文,并主持汇集中国工程史料。1962年他编著的《中国机械工程史(第一编)》一书由科学出版社,这是第一部中国古代机械史的著作,论述了中国古代的主要机械发明成就,从机械原理和原动力的角度出发整理了中国古代机械工程发展的脉络。1963刘仙洲年撰写的《中国古代农业机械发明史》问世,这是第一部全面历史中国古代农业机械成果及其发展的著作。王振铎则在发掘古代文献和文物资料的基础上,对许多机械成果做了深入的专题研究。他在中国历史博物馆主持复原了水运仪象台、候风地动仪、指南车、记里鼓车等一系列古代机械装置。他们的杰出工作,奠定了中国机械工程史这一学科的基础,在国内外学术界产生了重大影响。正当中国机械史的研究被引向深入之时,爆发了史无前例的“”,导致了科学文化大灾难。“”期间,和其他学科一样,机械史的研究也完全处于停顿状态。“”以后,中国机械史的研究得以恢复和发展,老一辈学者也续有力作刊行,如清华大学出版了根据刘仙洲生前汇集的史料编纂而成的《中国科技史资料汇编一农业机械》(1985年),王振择先生出版他的论文集《科技考古论丛》(1989年)。同时,同济大学、中国科学院自然科学史研究所、北京航空航天大学等单位,都积极开展了中国机械史的研究工作和国内外学术交流,并通过招收机械史的研究生,努力培养新一代的专业研究人员。一些大专院校开设了机械史的选修课,取得了良好的效果。从20世纪80年代起,中国机械史的研究队伍开始形成,研究工作逐渐活跃,数百篇,涌现了不少具有较高质量和较大影响的专题研究成果。如陆敬严先生主持的古代机械模型复原等课题,华觉明先生参与主持的曾侯乙编钟的复原研究,杨青、钱小康等先生参与主持的秦陵铜车马技术研究等都取得了突出成果。综合性与系统性的整理与研究工作也有重要进展,如1986年机械工程师进修大学刊行了郭可谦、陆敬严合著的《中国机械史讲座》,1986年文物出版社出版了华觉明等撰写的《中国冶铸史论集》,和,1992年北京理工大学出版了张柏春撰写的《中国近代机械简史》,1995年山东科技出版社出版了苏荣誉等编撰的《中国上古金属技术》,1998年清华大学出版社出版了张春辉编著的《中国古代农业机械发明史》(补编),1999年大象出版社出版了华觉明撰著的《中国古代金属技术》。此外,台湾中央文物供应社也在1987年出版了万迪棣编撰的《中国机械科技之发展》一书,此书被收入中华文化丛书中。90年代初期,中国科学技术史丛书委托陆敬严、华觉明主编《中国科学技术史》的机械卷,钱小康、张柏春、何堂坤、杨青、赵丰、黄麟雏、刘克明和冯立升等多位学者参加编写,于1997年完成全书的编撰工作。此书于2000年由科学出版社出版,全书约69万字,与前面几部通史性中国机械史著作有所不同,它突破了简史的范畴,是一部较大型的中国机械工程学术著作。此书对中国机械工程的历史发展做了比较系统的论述和讨论,对已有的研究成果进行了一次较全面的总结。这表明,中国机械史的研究已走出初创阶段,进入了一个新的历史发展时期。

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①真保吾一著,董万友译,机械工学概论,国际文化出版公司,1986,3。原作书名为“緿綐機械工学”,由日本理工学社1984年出版。

①②李志超,机发论—有为的科学观,自然科学史研究,1990,9(1):2。

①刘仙洲,中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5。

②维特鲁威著,高履泰译,建筑十书,这个建筑工业出版社,1986,224-225。

③A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,120.

④转引自①。

⑤马克思,资本论(第一卷),人民出版社,1963,396。

⑥马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,91-92。

①马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,52。

②③转引(译)自A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,117

④⑤⑥⑦见刘仙洲:中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5-6。

①李约瑟,中国科学技术史·总论(中译本第一卷),科学出版社,1975,545-547。

①郭可谦、陆敬严,关于中国机械史的分期意见,机械设计,1984,1(2)。

②冯立升,中国机械史的分期意见,科学、技术与辩证法,1986,(3)。

机械概论论文范文篇5

1、机械的现代定义

研究机械工程技术史,首先需要明确机械的观念规定。在我国现代的机械学著作中,“机械”一词是机构(mechanism)和机器(machine)的总称。尽管各种机械的构造、性能和用途各异,但从它们的组成和运动形式来看,却有两个共同特征:

1)它们是一种人为的实物构件的组合。

2)它们各部分之间具有确定的相对运动。

凡同时具备上述两个特征的构件组合体便称为机构或机械。机器除了具备上述两个特征外,还必须具备第三个特征:能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能。所以机器是能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看,机构和机器并无区别,因此泛称它们为机械。

机构和机器的定义来源于西方机械工程科学,它们都是现代机械原理中的最基本的概念,但在现代西方机械学著作中,并没有一个作为机构(mechanism)和机器(machine)的总称的专门名词或术语。在日本的机械工学中,机械概念是如下定义的:①

凡符合下述三项条件的,则定义为机械。

①它是物体的组合,假定力加到其各个部分也难以变形。

②这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。

③把施加的能量转变为最有用的形式,或转变为有效的机械功。

这里,“机械”一词定义的是machine概念,这一定义与我国机械原理著作对机器的定义相同。mechanism一词,在日本机械工学中译为“機構”,或音译为メカニズム。

考虑到机构和机器均属现代机械学的基本范畴,我们采用能够同时涵盖机构和机器的机械概念,也是有其合理性的。

设计机械的目的是完成预定的机械运动及完成特定的动作,一般来说,一种复杂机械都由三大部分组成。一是原动部分,它是机械动力的来源。二是工作部分,它处于传动路线的终点,完成机械的预定动作。三是传动部分,它是把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节。近代机械中又有第四个部分,即自动控制部分。

2、机械的古代涵义及其演变

(1)中国古代文献中“机械”一词的涵义

“机械”一词由“机”与“械”两个汉字组成,探讨该词的涵义,首先须了解这两个字在古汉语中的意思。

“机”在古汉语中原指某种或某一类特定的装置,后来又泛指一般的机械。

古代常以“机”指弩上发箭的装置,即弩机。《尚书·太甲》有“若虞机张,往省括于度,则释”。但此篇可能作于西汉。《庄子·齐物论》:“其发若机括。”《释文》称:“机,弩牙;括,箭括。”按此言张弩发箭,以括入机,机动则发。东汉时成书的《说文解字》对“机”的解释是“机,主发者也”,说的也是弩机。由弩机延伸,触发式捕兽器也称为“机”。《庄子·山林》道:“丰狐,文豹……不免于网罗机辟之患。”即指夹子一类的装置。后来的“机防阱”和“机关”也是这个意思。

古代又以“机抒”指织布机。《淮南子·氾论》载“伯余之初作衣也,……手经指挂,其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒,二女下机”。南北朝《木兰词》有“不闻机抒声,唯闻女叹息”。《说文解字》:“抒,机之持纬者也。”宋《集韵》也说:“机以转轴,抒以持纬。”抒就是梭子,而机为转轴部件。“机抒”二字各表织机一个特征部件,因而后有只用一个“机”字代表织机的说法。①

由以上所述可知,“机”之本义当指机械装置中构成转动副的转动构件。

《尚书》:“在璇玑玉衡以齐七政。”伏胜《尚书大传》云:“旋机者,何也?传曰:旋者还也,机者几也,微也。其变几微,而所动者大,谓之旋机。”这里“机”为轴动之物。《管子·形势解》也载:“奚仲之为车器也,方圆曲直皆中规矩钩绳。故机旋机得,用之牢利,成器坚固。”这是讲车的部件生产的质量检验工序,“机旋机得”是指达到转动配合的精度标准要求。②

“机”还引申为许多机械发明的泛称,《战国策·宋卫》说:“公输般为楚设机,将以攻宋。”注称:“机,械,云梯之属。”《荀子·议兵》有“固塞不树,机变不张。”注称“机变,谓器械变动攻敌也。”《后汉书·张衡列传》说;“衡善机巧。”《南齐书·祖冲之传》:“初,宋武平关中,得姚兴指南车,有外形而无机巧,每行,使人于内转之。”“机”字实际可以泛指各种灵巧和关键的机械装置。

“机”的涵义由此延伸,出现了更具抽象的词义。《韩非子·十过》:“此存亡之机也。”《逸周书·大武》:“此七者,伐之机也。”“机”在这里指事物之枢要、关键。《庄子·至乐》载:“万物皆出于机,皆入于机。”疏曰:“机者,发动,所谓造化也。”这是指事物变化之所由。“机”还指事物变化之迹象、征兆等等。这样,衍生出大量相关词汇,如机巧、机先、机兆、机密、机会、机缘、机要、机谋、机关和机衡等。

“械”在古代是指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多。”“械”在这里为一般器械或器具。《墨子·公输》:“公输般为楚造云梯之械。”这是指兵器。《汉书·司马迁传》载:“淮阴(韩信),王也,受械于陈。”“械”在此指刑具。

与“机”原指局部的关键机件有所不同,“械”在中国古代原本便指某一整体器械或器具,。这两字连在一起,组成“机械”一词,便成为为一般性的机械概念了。

在先秦时期的文献中,已经讨论了抽象的机械概念。《庄子·外篇·天地第十二》有一段关于机械技术思想意义的讨论:

(子贡)见一丈人方将为圃畦,凿隧而入井,抱瓮而出灌,然用力甚多而见功寡。子贡曰:“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多,夫子不欲乎?”为圃者仰而视之曰:“奈何?”曰:“凿木为机,后重前轻,挈水若抽,数如汤,其名曰槔。”为圃者忿然作色而笑曰:“吾闻之吾师,有机械者必有机事,有机事者必有机心。机心存于胸中,则纯白不备。纯白不备,则神生不定。神生不定者,道之所不载也。吾非不知,羞而不为也。”子贡瞒然,俯而不对。

这段文字是中国技术思想史的重要史料,后面将进行专题讨论。这里我们感兴趣的是,子贡与老人的对话给出了机械的概念界定:机械是能用力甚寡而见功多的器械。

关于机械的概念,在《韩非子》卷十五《难》二中有类似的论述:“审于地形、舟车、机械之利,用力少,致功大,则入多。”这里还有了初步的经济观点。①

由此可知,中国古代早在战国时期就已形成了与现代机械学中“机械”一词涵义比较相近的机械概念和术语了。

(2)西方古今的机械概念

英文的“machine”一词,其涵义要比现代机械学界定的“机器”(machine)概念要广。在一般使用上,它与汉语的“机械”一词类同。美国罗伯特·欧布林(RobertObrien)所著《机器》一书中指出:英文的“machine”(机械)一词来源于希腊文mechine及拉丁文mecina,两者原意都指的是“巧妙的设计”。Machine作为一般性的机械概念的出现,主要是为了区别与手工工具。在西方,一般性的机械概念的提出,可追溯到古罗马时期。

西方最先提出机械定义的是古罗马的建筑师维特鲁威(Vitruvii)。他在其著作《建筑十书》(约成书于公元前32-33年)给出了这样的定义:“机械是把木材结合起来的装置,主要对于搬运重物发挥效力。”他对机械和工具作了区别:“机械(machane)和工具(organon)之间似乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的,如重弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的,如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东西。”②

亚历山大利亚城的希罗(HeroofAlexandria,公元1世纪)最早讨论了机械的基本要素,他认为机械的要素有五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。希罗的论文只是关系到提升和推动重物,虽不够全面,但却反映了古典机械的特征。③

1724年,德国莱比锡的机械士廖波尔特(Leopold)给出的定义是:“机械或工具是一种人造的设备,用它来产生有利的运动;同时在不能用其他方法节省时间和力量的地方,它能做到节省。”④

马克思在《资本论》中对充分发展了的机械给出了界定:“一切已经发展的机器,都三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机械工作机——构成,发动机是整个机构的动力。”⑤马克思在《1861—1863年经济学手稿》讨论了机器与工具的区别,他指出:“以上所述已经对机器和工具有什么区别的问题作出了回答。工具本身一旦由机械来推动,一旦由工人的工具(它的生产率取决于工人的技巧并需要他付出作为劳动过程的媒介的劳动)变成机械的工具,——机器就代替了工具。在这种情况下,机械应该达到这样的发展程度:它既能从人或牲畜,简言之,从任意动作的那些原动力获得动力,也能从机械推动的原动机获得动力。”⑥

马克思主要从经济学和生产工具发展的宽广视角考察机器和机械的深刻涵义,力图说明当时的社会生产从工厂手工业向大机器工业的转变。他认为机器是代替人手操纵工具的机械系统,它从一开始就应是“工作部分同传导运动的机械和推动机械的原动机的组合”。马克思还谈到了当时一些学者中关于机械和机器的概念:“就象在英国的在政治经济学家一样,在英国的力学家中,可以遇到这样一些人,他们认为,机器与工具没有本质的区别;工具是简单的机器,而机器是复杂的工具,或者说,两者只有简单机器与复杂机器之分。从这种意义上说,甚至最简单的机械,如杠杆、斜面、滑轮、螺旋、楔、轮子等,也被叫作机器”①

19世纪中、后期,西方机械工程学家开始从机械的力学原理出发讨论机械或者说机器的概念,从而给出比较专业和科学的定义。下面给出的是早期机构学的两部奠基性著作中的定义。

英国机械学家威利斯(R.Willis,1800-1875)在其《机构学原理》(ThePrincipleofMechanism,1841年)所给的定义是:“任何机械(machine)都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成,使其一个构件运动,其余构件将发生一定的运动,这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”②

德国机械学家勒洛(F.Reuleaux,1829-1905)在其《理论运动学》(TheoretischeKinematik,GrundzügeeinerTheoriedesMaschienenwesens,1875年)中的定义是:“机械(machine)是多个具有抵抗力之物体的组合体,其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功,同时伴随着一定的确定运动。”③

威利斯给出的machine定义实际是现代机械原理中的机构。勒洛则最早给出了现代机械学中的机器(即machine)定义。从勒洛开始,机构概念与机器也被区分开来。20世纪的机械原理著作进一步明确了机构和机器的概念。

勒洛的《理论运动学》建立了机械运动学的基础,书中的许多概念、观点和研究方法被沿用至今。20世纪初,出现了把机构学和机械动力学合在一起的机械原理著作。当时西方的机械原理教科书中有如下的定义:

(1)“机械者,固定部分与运动部分之组合体,介乎能力与工作之间,所以使能力变为有用之工作者也。”(1912年,Keown)④

(2)“机械者,两个以上物体之组合体,其相对运动皆继续受一定之限制,使一种能力由之变化或传达,以作一种特别之工作者也。”(1915年,Mcksy)⑤

1930年,我国机械学家刘仙洲在编写中国最早的机械原理教科书时,参考西方这类教科书给出了一个定义:“机械者,两个以上之物体之组合体。动其一部则其余各部各发生一定之相对运动或限制运动,吾人得利用之使一种天然能力或机械能力发生一定之效果或工作者也。”⑥

1955年,乌克兰奥德萨工业大学多布罗沃利斯基(В.А.Добрвольский)在一篇论文中给出了一个定义:“机械是为人所使用的劳动工具,在这个劳动工具中,形状和尺寸适合的部分是由能经受很高压力(阻力)的材料所制成;在引入能量不断作用下,能完成适合的实际上有利的运动和动作;这些运动和动作是人们为完成技术的工艺目的所必要的。”⑦

这里定义的“机械”,更确切地说是机器,即现代机械原理中的machine概念。

综上所述,西方有关机械的一般性概念随着机械的发展逐渐发生了变化,随着机械工程科学的建立和发展而深化。从区分机械与手工工具开始,到区别复杂机械与简单机械和工具,进而形成了机械工程学中最基本的机器和机构概念。

3、机械工程技术史的范畴

机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学,各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多,可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。按马克思对机器系统的分类,机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史(第一编)》中将机械分为七类,即:简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。

按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;接服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等;按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。

从动态观点看,机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动:(1)发明与革新;(2)设计与测试;(3)制造(加工与制作)(4)使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容,因此,某些通过机械加工获得的技术产品,尽管不能看作是机构和机器,也常常被认为属于机械工程的范畴。

机械工程技术史是研究机械工程技术发生、发展过程及其规律的一门学科。机械工程技术史的对象和范畴与机械工程技术的对象与范畴既有在内在的联系,由有着一定的差别。从认识上看,机械工程技术是第一个层次,机械工程技术史是第二个层次,后者是以前者为基础的。机械工程技术史是研究过去的机械技术的学问,与前者不同的特点是研究者和研究对象在时间坐标上处于不同的位置,因此它重视从时间关系研究机械技术的特点和演变过程。可以说,机械工程技术史的对象是历史上的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种主要因素。不仅历代的机械发明、机械制造技术以及机械成果的推广与应用属于机械工程技术史的范畴,而且影响机械工程发展的社会的经济、政治和文化等因素也属于它考察的对象和范畴。

二、中国机械工程技术史的研究对象、任务和价值

1、中国机械史的研究对象与任务

中国机械工程技术史主要研究机械工程技术在中国的发展过程与模式,它的对象是中国历代的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种因素。机械技术的发展在许多方面有其一般性的规律,适用于不同的文化和国家,当然也适用于中国。但是每个国家特别是不同文化传统的国家有着不同的特殊环境和背景,各国机械的发展是不平衡的。有的国家和地区在机械技术的某些方面发展水平较高,另一些国家和地区则在机械的另一些方面发展水平较高;有的机械成果在某些国家传播和发展较快,而在另一些国家推广应用十分缓慢。由于不同文化和社会因素的制约,各国机械工程技术的发展模式也并不是千篇一律的。因此不同国家机械工程技术的发展往往呈现出不同的特点。尤其是中国古代机械的发展,技术传统与西方有很大不同,有其独特的轨迹。既有许多优点也有不少缺点,既有很多成功的经验也有不少失败的教训,值得认真加以总结。中国机械史的主要任务就是要整理和发掘中国历代在机械工程方面的重要成果及其特点,揭示机械工程技术在中国发展的规律性和特殊性。

研究中国机械史应从考察中国历代的机械成果入手,首先需要掌握大量的历史资料。中国历史上有哪些重要机械科技成果?它们的水平和价值如何?中国传统机械及其技术、工艺方法和西方有何不同?机械工程技术对中国社会生产有何作用和影响?这些都是需要机械史研究解决的基本性问题。只有对有关史料进行全面的清理和深入的分析,才能获得这些问题的答案。对于中国古代机械史来说,历代有关机械工程的成果主要反映在三类史料之中,即文字资料、图像与图形资料和实物资料。中国机械工程的文献史料,是有关古代机械的概念名称、形制、材料、动力、结构原理、工艺方法、应用与推广情况以及相关的社会历史文化背景等方面的文字记载和描述。它包括各类典籍中的有关史料和出土文物上相关的铭刻资料等。除了少数一些技术著作中有关机械的专论性记述外,有关机械工程的文献资料十分零散,大都分散在大量的各类古籍之中。图像与图形资料主要是古代美术作品和工程技术著作及其它典籍中的机械图像与图形,这些资料不仅存在于帛、纸为载体的古代绘画作品和各类写本和印刷本书籍中,而且大量存在于古代岩画、铜器刻画、砖石刻画、壁画等平面绘画和浮雕作品之中。实物资料是考古发掘中出土的和传世的与古代机械直接有关的各种实物,主要包括大量的古代各类机械成品、半成品、零部件、机械模型、明器机械和机械加工产品,目前在民间仍然尚存不少传统机械,从技术上看属于古机械的遗制,它们也是重要的实物资料。这些实物资料具有重大的价值,由此可以获得更为确切和可靠的关于过去机械技术的信息,它们与文献资料同样属于中国机械史的研究对象。搜集、整理和分析古代机械工程史资料,是中国机械工程史研究的一项基础性工作。但是,由于多数文献史料分散在数量极大的古籍和铭文中,各类与机械有关的古代绘画作品则更是分散收藏于各地不同的机构和个人手中,实物资料同样分布在十分广泛的地域范围内,此外还有大量资料流失国外,因此,对如此众多的史料进行充分的发掘、整理和研究,由少数人在短期内显然是难以完成的。中国机械工程技术史的任务因而也十分繁重,必须多人接力工作,逐步扩大调查和研究的范围,直到基本掌握整体面貌。

中国机械工程史还要探讨影响中国机械工程技术发展的各种因素。除了研究诸如工匠和技术人员在机械工程发展中的作用、古代的技术观和设计与管理思想对工程技术实践的影响等内部因素外,还应分析文化与科学传统、社会经济与政治制度、战争与军事、思维方式、技术政策与组织管理制度以及对外交流关系对机械工程发展的影响等诸多外部的因素。这些因素对于古代机械工程的发展有时起促进作用,也有时起阻碍作用。有的因素只有短期影响,有些则长期发挥作用。这方面的研究,涉及领域很多,情况极为复杂,因而难度也更大,任务更为艰巨。如果要想在中国机械史的宏观研究方面取得突破性的进展,就必须在这方面有更多的投入和下更大的功夫。在搜集、整理和分析古代机械工程史资料的基础工作取得重要进展后,研究工作的重点应逐渐向这方面转移。

2、中国机械史的价值

中国的机械工程技术在漫长的历史发展过程中形成了自己独特的风格。中国古代机械工程技术,是世界机械史的一个组成部分,在世界机械工程史上占有重要位置。

中国古代机械工程技术成果具有重要的历史价值,有许多机械发明和技术成果在世界机械史上处于遥遥领先的地位,其中不少成果还传播到了世界各地,对世界机械技术的进步起到了直接的促进作用。著名科学史家李约瑟在讨论中西科技交流与比较问题时曾指出:“有少数几种基本技术曾经从古代美索不达米亚朝四面八方传播,……可是,中国人的发明就多了。这些发明在公一元世纪到十八世纪期间先后传到了欧洲和其他地区。这里包括:(1)龙骨车;(2)石碾和水力在石碾上的应用;3水排;(4)风扇车和簸扬机;(5)活塞风箱;6平放织机(它可能也是印度的发明)和提花机;(7)缫丝、纺丝和调丝机;(8)独轮车;(9)加帆手推车;(10)磨车;(11)拖重牲口用的两种高效马具,即胸带和套包子;(12)弓弩(13)风筝;(14)竹编蜒和走马灯;(15)深钻技术;(16)铸铁的使用;(17)游动的常平悬吊器;(18)弧形拱桥;(19)铁索吊桥;(20)河渠闸门;(21)造船和航运方面的无数发明,包括防水隔舱、高效率空气动力帆和前后索具(22)船尾的方向舵;(23)火药以及和它有关的一些技术;(24)罗盘针,先用于看风水,后来又用于航海;(25)纸、印刷术和活字印刷术;(26)瓷器。我写到这里时了句点,因为二十六个字母都已经用完了,可有许多例子、甚至还有重要的例子可以列举。我们决不能认为对以上任何一种发明已经没有话可讲了,也不能认为在所有例子中,都有足够的证据可以充分证明,后来欧洲应用的是从较早的中国人的实践中得来的。但是所有这些例子有一种共同之点,这就是它们在中国应用的时期,确实早于它们在世界其他部分出现的时期。有时甚至要早得多。”①李约瑟博士列举的这些实例绝大多数都是中国古代的机械发明或相关的技术成果,由此可见,中国古代的机械技术成果不仅在中国科技史上占有突出地位,而且在世界机械史乃至科技史上的地位也是不可低估的。中国机械史的历史价值还表现在传统机械工程技术在中国古代社会经济和科技发展中占有十分重要的位置。中国自古以来以农业立国,农业生产在古代历史发展进程中始终占据核心地位,因而作为农业生产工具的农业机械在生产中的作用极为重要。农业机械技术方面的大量发明、革新及其推广应用对社会生产力的提高起了极大的作用。同样,机械在水利工程、建筑工程、交通运输、纺织等领域中也发挥着重要作用。机械技术在军事上具有举足轻重的作用,先进和精良武器与军事装备的制造都要依赖先进的机械技术。中国古代在天文观测方面能够取得许多重要成就,与先进天文仪器的作用密不可分,而众多先进天文仪器的出现则反映了中国古代精密机械制造技术的发达。明代宋应星编著的《天工开物》是一部关于中国古代工程技术的百科全书,其中讲述机械技术的内容占了全书一半以上的篇幅,也说明机械技术在古代工程技术中的重要地位。因此,传统机械技术根植于中国古代社会生活和生产的各个领域之中,机械技术的进步不仅促进了生产的发展,丰富了古代的社会生活,而且成为推动古代不同领域科技发展的有力工具。

中国机械史的研究不仅具有重要的历史价值,而且具有较高的现实价值和意义。这主要表现在以下几个方面。

首先,中国古代机械工程技术是中国科学文化的重要组成部分,传统机械的技术成果是我国优秀的科学文化遗产,因此中国古代机械史的研究具有重要的文化价值。机械技术在人类物质文化史上一直占据核心地位,人类文明的发展阶段一般以机械技术的重要成果作为主要划分标志,便是最好的说明。而我们的祖先创造了许多杰出的机械科技成果,为后世留下了大量的物质文化财富,发掘、整理和研究这些机械成果对于丰富祖国科学文化宝库无疑极为有益。但过去这方面的工作开展得还远远不够,中国机械工程机械史仍是一个有待开发的领域,在目前情况下进一步开展中国机械史的研究也显得尤为重要。

第二,技术发展有很强的继承性和规律性,中国机械史的研究有助于揭示技术发展特质,可以起到温故知新、阐明方向和趋势的作用,因此具有重要的借鉴价值。中国历史上在机械科技方面的成功经验和失败教训,对于现今科技的发展很有借鉴价值。中国古代与机械有关的技术观和技术哲学思想,对于我们认识技术与人、技术与环境以及技术与社会的关系仍有参考价值。中国古代的一些技术思想和方法与举措正好与现代可持续发展的时代要求相切合,对于认识和解决技术给现代社会带来的环境污染,能源和资源的枯竭等一系列负面效应也有积极的参考意义。中国近现代机械史的研究则对于制定国家的技术规划、技术发展与引进的政策和战略更是有着直接的借鉴作用。

第三,研究和学习中国机械工程史,阐明中国传统机械技术的兴衰历程,了解科学家、发明家的生平、成就和思想,不仅可以学到科学和历史的知识,还可从中获得启示和汲取教益,因而中国机械史还有着比较重要的教育价值与作用。机械工程技术史知识的传播有助于人们了解机械工程技术的概念和原理的来龙去脉,加深对机械科技的认识和理解。培根说;学史可以使人明智。对于青年学生与专业科技人员来讲,机械史的知识则可起到开拓视野的作用。

第四,研究中国机械史,不难发现一些古老的机械技术、工艺和原理在现代仍然发挥着作用或具有实用价值。中国传统的农业机械与古农具至今在农业生产中广泛使用,具有极强的生命力。我国的许多传统金属工艺仍在实际应用中发挥着重要作用。在秦始皇陵墓中出土的青铜箭镞表面上有一层含铬的黑色致密层,埋在地下两千多年没有腐蚀。现代金相学研究证明这样处理有很强的抗腐蚀能力。此项表面处理技术显然具有古为今用的价值。类似的实例还有很多。机械史的研究有助于认识和发现传统机械的现代意义和实用价值。

三、中国古代机械史的分期问题

研究中国机械技术的总体发展进程,必须把中国机械技术的形成与发展过程划分为几个不同的历史阶段,因此,中国机械史的分期问题是进行中国机械工程史宏观研究的一个重要问题。合理的分期不但可以反映中国机械工程发展的阶段性,同时也应反映出中国机械科技发展的特点和主要线索。

关于中国机械史的分期问题,已有一些学者有所涉及和讨论,但目前尚未进行充分的研究,也未得出一致的结论。1984年,郭可谦、陆敬严先生最早专门讨论了这一问题。他们提出了将中国机械史分为四个时期的方案:①

(1)简单工具时期,相当于原始社会时期,即石器时代。分为两个阶段:粗制工具阶段(旧石器时代),和精制工具阶段(新石器时代)。

(2)古代机械时期,大约从四千年到十九世纪四十年代。包括三个阶段:从古车出现到秦以前为迅速发展阶段;秦到宋元时期为成熟阶段;明代到十九世纪四十年代为缓慢前进阶段。

(3)近代机械时期,,从一八四○年至新中国成立前夕。

(4)现代机械时期,新中国成立后的发展时期。

在1985年,笔者提出了关于中国机械史的另一种分期意见,将中国机械史分为六个时期:②

(1)形成与积累时期,从远古到西周时期。

(2)迅速发展和成熟时期,从春秋时期到到东汉末年。

(3)全面发展和鼎盛时期,从三国时期到元代中期。

(4)缓慢发展时期,从元代后期到清代中期。

(5)转变时期,清代后期到中国成立前夕。

(6)复兴时期,新中国成立后的发展时期。

最新出版的《中国科学技术史》机械卷有“中国古代和近代机械工程发展概述”一章,论述中基本上采用了第一种分期方案。

1987年出版的《中国的百科全书》机械工程卷有词条“中国古代机械史”、“中国近代机械工业”和“中国现代机械工业”分别涉及了中国古代机械工程技术、近代机械工业和现代机械工业发展的分期问题。这里仅介绍周世德先生在“中国古代机械史”条目中采用的古代机械史分期方案:③

(1)春秋以前(公元前770年前)。

(2)春秋至汉魏时期(公元前770年前~公元265)。

(3)两晋宋元时期(公元265~1368)。

(4)明清时期(1368~1840)。

上述分期方案都有各自的分期依据,并较好地反映了机械史与中国通史的关系。在反映中国机械工程发展的内部规律和特点方面,虽然也得到较好的处理,但细节方面似乎尚有进一步探讨的余地。笔者认为中国机械史的分期应以机械科技的重大转变和突破为主要依据,这就需要分析和研究各个历史时期各种机械在动力、材料、结构原理、工艺和功能等方面的发展水平和变化情况.此外,还应注意考察不同时期间机械工程知识的水平和先进机械的推广与应用情况以及机械的社会功能与作用。中国机械工程技术的发展是一个以波浪式曲线前进的过程。常常由于某一方面或几个方面(如材料、动力、工艺等方面)的重大转变或突变引起机械工程技术的主要内容发生了变化,使其达到新的水平,这样就形成了几个不同的自然发展时期。据此,我们在又在上述方案的基础上,提出了如下关于中国古代机械史分期的修订方案:

(1)古代机械技术的萌芽时期,从旧石器时代开始到新石器时代。

(2)传统机械技术的初步形成时期,夏、商、西周时期。

(3)传统机械技术的进一步发展时期,春秋战国到三国时期。

(4)传统机械技术的成熟与鼎盛时期,魏晋南北朝到元代。

(5)传统机械的平缓发展与西方机械的传入时期,明初到十九世纪中叶。

四、中国古代机械工程史研究的历史与现状

在我国,中国机械工程技术史的现代研究发端于20世纪二三十年代。张荫麟、刘仙洲和王振铎等是早期中国机械史研究工作的主要开拓者。张荫麟于1925年翻译了英国学者穆尔(A.C.Moule)1924年发表在ToungPao(通报)上的专题论文“TheChineseSouth-PointingCarriage”,中译文题目改为“宋燕肃、吴德仁指南车造法考”,发表在《清华学报》第2卷第1期(1925)上。张荫麟又于1926年在《清华学报》第2卷第2期上发表了“宋卢道隆、吴德仁指南车之造法”一文。此后,他又在1928年发表了论文“中国历史上之‘奇器’及其作者”(《燕京学报》第1卷第3期)。30年代开始了较为全面的古代机械的文献资料发掘、整理和专题复原研究。1935年刘仙洲在清华大学出版了《中国机械工程史料》(约6万字)一书,首次依据现代机械工程分类方法整理了中国古代机械工程的史料,初步勾勒出了中国古代机械工程的基本轮廓。几乎与此同时王振铎也开始了复原地动仪、指南车与记里鼓车的工作,他于1936年发表了专题论文“汉张衡候风地动仪造法之推测”(《燕京学报》第20期,10周年纪念专号),1937年又发表了重要论文“指南车记里鼓车之考证及模型”(《史学集刊》第3期)。40年代,刘仙洲又发表了“王征与我国第一部机械工程学”(见《国立清华大学学报》1期,《真理杂志》1卷2期)和“中国在热机历史上的地位”(《东方杂志》39卷18期)两篇有影响的论文。

西方学者早在19世纪后期就开始关注中国古文献中有关机械发明的记载,20世纪初在欧洲的技术史著作中已有关于中国古代机械发明的探讨。如奥地利著名技术史家霍维茨(H.T.Horwitz)在1913年出版的技术史著作中对中国的机械发明作了论述。此后直到30年代,在他的不少论著中都有关于中国古代机械的讨论①。葛雷斯(H.A.Giles)于1906年,劳佛尔(B.Laufer)于1912,分别对中国古代指南车进行了复原研究②。穆尔(A.C.Moule)于1924年发表了研究指南车的专题论文,并根据《宋史》的文献记载给出了具体的复原方案。穆尔的工作引起英国学者的关注,此后戴科斯(K.T.Dykes)提出了采用差动轮系复原指南车的设想(1942年),兰彻斯特(G.Lanchster)于1947年利用差动轮系制作了复原模型。美国学者霍梅尔(R.P.Hommel)在1921年在至1928年、1928年至1930年前后用了8年时间在中国各地调查传统手工业技术,在进行了广泛的实地调查后,写成专著ChinaatWork;anillustratedRecordofthePrimitiveIndustriesofChina’sMasses,whoseLifeisToil,andthusanAccountofChineseCivilization,于1937年在纽约出版,其中包含了大量传统机械与工艺方面的内容,配有大量实物照片,是一部具有重要历史和文化价值的著作。恰特莱(H.Chatley)在1942年在TransactionsoftheNewcomenSociety(22,117)上发表了TheDevelopmentofMechanismsinAncientChina(古代中国机械学的发展)综论研究性论文,在西方首次较全面地论述了中国古代机械的发展。在国外,对中国机械史研究最有建树的学者还是李约瑟博士。他从50年代开始发表有关中国机械史方面的论文,1965年他的巨著《中国科学技术史》的机械工程卷(ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering)由剑桥大学出版社出版,它是第一部英文的中国机械史的学术专著,在国际上影响极大。李约瑟编撰此书时利用了大量的中国机械史的原始资料和研究成果,同时参考了许多世界与西方机械史的文献和研究成果,在比较科学史的视角对中国机械技术的发展及其重要成果进行了深入研究。日本和台湾学者较早分别将此书翻译成日文和中文出版,中国大陆的中文译本也在2000年有科学出版社和上海古籍出版社出版。

20世纪50年代以来,中国机械史的研究工作在中国经历了十分曲折的过程。在50年代至60年代前期,刘仙洲做了一系列机械史专题研究工作,发表了多篇论文,并主持汇集中国工程史料。1962年他编著的《中国机械工程史(第一编)》一书由科学出版社,这是第一部中国古代机械史的著作,论述了中国古代的主要机械发明成就,从机械原理和原动力的角度出发整理了中国古代机械工程发展的脉络。1963刘仙洲年撰写的《中国古代农业机械发明史》问世,这是第一部全面历史中国古代农业机械成果及其发展的著作。王振铎则在发掘古代文献和文物资料的基础上,对许多机械成果做了深入的专题研究。他在中国历史博物馆主持复原了水运仪象台、候风地动仪、指南车、记里鼓车等一系列古代机械装置。他们的杰出工作,奠定了中国机械工程史这一学科的基础,在国内外学术界产生了重大影响。正当中国机械史的研究被引向深入之时,爆发了史无前例的“”,导致了科学文化大灾难。“”期间,和其他学科一样,机械史的研究也完全处于停顿状态。“”以后,中国机械史的研究得以恢复和发展,老一辈学者也续有力作刊行,如清华大学出版了根据刘仙洲生前汇集的史料编纂而成的《中国科技史资料汇编一农业机械》(1985年),王振择先生出版他的论文集《科技考古论丛》(1989年)。同时,同济大学、中国科学院自然科学史研究所、北京航空航天大学等单位,都积极开展了中国机械史的研究工作和国内外学术交流,并通过招收机械史的研究生,努力培养新一代的专业研究人员。一些大专院校开设了机械史的选修课,取得了良好的效果。从20世纪80年代起,中国机械史的研究队伍开始形成,研究工作逐渐活跃,数百篇,涌现了不少具有较高质量和较大影响的专题研究成果。如陆敬严先生主持的古代机械模型复原等课题,华觉明先生参与主持的曾侯乙编钟的复原研究,杨青、钱小康等先生参与主持的秦陵铜车马技术研究等都取得了突出成果。综合性与系统性的整理与研究工作也有重要进展,如1986年机械工程师进修大学刊行了郭可谦、陆敬严合著的《中国机械史讲座》,1986年文物出版社出版了华觉明等撰写的《中国冶铸史论集》,和,1992年北京理工大学出版了张柏春撰写的《中国近代机械简史》,1995年山东科技出版社出版了苏荣誉等编撰的《中国上古金属技术》,1998年清华大学出版社出版了张春辉编著的《中国古代农业机械发明史》(补编),1999年大象出版社出版了华觉明撰著的《中国古代金属技术》。此外,台湾中央文物供应社也在1987年出版了万迪棣编撰的《中国机械科技之发展》一书,此书被收入中华文化丛书中。90年代初期,中国科学技术史丛书委托陆敬严、华觉明主编《中国科学技术史》的机械卷,钱小康、张柏春、何堂坤、杨青、赵丰、黄麟雏、刘克明和冯立升等多位学者参加编写,于1997年完成全书的编撰工作。此书于2000年由科学出版社出版,全书约69万字,与前面几部通史性中国机械史著作有所不同,它突破了简史的范畴,是一部较大型的中国机械工程学术著作。此书对中国机械工程的历史发展做了比较系统的论述和讨论,对已有的研究成果进行了一次较全面的总结。这表明,中国机械史的研究已走出初创阶段,进入了一个新的历史发展时期。

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①真保吾一著,董万友译,机械工学概论,国际文化出版公司,1986,3。原作书名为“緿綐機械工学”,由日本理工学社1984年出版。

①②李志超,机发论—有为的科学观,自然科学史研究,1990,9(1):2。

①刘仙洲,中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5。

②维特鲁威著,高履泰译,建筑十书,这个建筑工业出版社,1986,224-225。

③A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,120.

④转引自①。

⑤马克思,资本论(第一卷),人民出版社,1963,396。

⑥马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,91-92。

①马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,52。

②③转引(译)自A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,117

④⑤⑥⑦见刘仙洲:中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5-6。

①李约瑟,中国科学技术史·总论(中译本第一卷),科学出版社,1975,545-547。

①郭可谦、陆敬严,关于中国机械史的分期意见,机械设计,1984,1(2)。

②冯立升,中国机械史的分期意见,科学、技术与辩证法,1986,(3)。

机械概论论文范文篇6

1.课程目标、课程体系设置不符合应用型人才培养目标,课程地位受到冲击

从人才培养目标来说,独立学院培养的主要是应用型、复合型人才,如果课程设置和课程目标都机械照搬母体高校传统中文专业,势必加剧本就日益显露出的语言类课程与人才培养目标间的矛盾,使老师的教和学生的学都处于恶性循环之中,从而导致汉语言文学专业的核心主干课程的地位受到冲击,课堂教学时数不断缩减。传统的语言类基础课程(现代汉语、古代汉语、语言学概论、汉语史)往往只注重语言知识的讲解和语言现象的分析,而缺少语言实际运用的实践性内容。同时,开设的语言类延伸课程也硬套母体高校传统中文专业的课程设置,如文字学、音韵学、训诂学等学术型专题选修课程,而缺少应用性较强的语言类选修课程。

2.语言类课程内容重复

语言类课程的教学内容虽然各自有内在的体系,但在教学实践中有效的做法是呈现出一种互补的状态,而不是一味追求单一课程内容的完整性,导致教学内容重复。如现代汉语课在文字学一章已讲授汉字的性质、汉字的形体结构、六书理论等内容,古代汉语通论又有文字学专章论述,汉字的起源内容又与语言学概论重复,汉语史的绪论部分也会涉及到文字学的内容。据学者统计,现代汉语课程所用的黄伯荣、廖旭东主编的《现代汉语》教材和叶蜚声、徐通锵主编的《语言学纲要》教材,其章节重复率达40%。虽然语言学概论主要教授语言的普遍结构知识,与现代汉语的讲授角度不一样,但其实懂得多种语言的教师很少,除了英语,该课程还是主要以汉语为语料。如果在教学实践中,不能协调课程的相关内容,各门课程各自为阵,这势必造成教学重点不突出,课堂效率低下。因此,我们对语言类课程内容需进行重新整合,统筹规划各门课程的教学重点,并增设能有效提高学生语言能力的实践性教学内容。

3.教学内容和教学方法陈旧

也正由于照搬母体高校传统中文专业的课程体系,加之课程体系的调整牵扯面非常广,因此独立学院的专业课程设置总是很难及时跟上实际教学的需求变化,课程内容的更新更是慢一拍。在汉语言文学专业的语言类课程中,现代汉语、古代汉语、汉语史课程因为只牵涉汉语这一单种语言的现象和规律,加之语言工作者近年来对教材的不断修订,汉语教材与汉语研究的新进展之间的脱节还不严重,但语言学概论在这方面的问题就较突出。20世纪50年代以来,生成语言学、认知语言学、功能语法等理论以及社会语言学、心理语言学、计算语言学等语言学的新领域,在叶蜚声的《语言学纲要》教材中并没有介绍。因此,如何调整和改进语言学概论的内容,使其跟上语言研究的新发展,是教师应当解决的问题。一般来说,独立学院重在培养学生应用能力,而传统认为语言类课程只讲语言理论、原则,在专业总学时不变而应用类课程增加的情况下,理论类课程教学时数相应地要比母体高校同类专业要少。但教师讲课内容又基本不变,为了赶进度,不但课程内容缺乏更新,而且方法缺乏灵活性,手段单一,教师一讲到底,满堂灌,课堂气氛沉闷,学生学习的积极性较差。

二、独立学院汉语言文学专业课程改革的具体设想

我们认为,针对语言类课程的特点和上述存在的问题,结合独立学院培养学生的目标和特点,需要重新定位课程目标,整合各课程教学内容,构建语言类课程群的内容新体系,注重语言实践训练,突显语言课是工具课的性质,以努力提高学生创新实践能力;同时,改变传统教学方法,突出学生的主体地位。以下是我们提出的教学改革的具体设想。

1.准确定位课程目标

现代汉语、古代汉语、语言学概论、汉语史等课程的定位在理论上十分明确,是汉语言文学专业的基础课程,是必修课。但随着经济转型带来的人们价值观的转变,这些课程的地位实际上下降了。很多学生只想学英语、计算机技术等实用型课程,而冷落专业基础课。我们认为提倡培养“应用型”或“一专多能”人才,不能成为淡化专业的借口。就汉语言文学专业来看,所谓“应用型”不能简单机械地理解为胜任文秘等实际工作。“应用型”人才应理解为素质教育的要求,在高校素质教育首先是专业素质。而在独立学院的人才培养实践中,我们要重新审视语言类课程的实际地位,与独立学院培养人才的特点相适应,通过改革,在不削弱专业素质的前提下,转变以往过于偏重理论知识的课程目标,在确定具体课程的目标时应强调提高学生语言应用和实践方面的素养,提高学生语言应用和创新能力。现代汉语课程应着重培养和提高学生理解、分析和运用现代汉民族共同语的能力,为他们将来从事语言文字工作打好基础;古代汉语课程应使学生掌握阅读古书所必需的语言知识,培养学生借助工具书阅读一般古籍的能力,以继承、发扬优秀的民族文化传统;语言学概论课程主要阐明语言学的基础理论和基本知识,为学习各门语言课程提供必要的理论知识,着重培养学生运用理论知识分析、描写、说明语言现象的能力;汉语史课程则要求学生对汉语产生、发展的历史线索了然于心,树立语言学史观念,掌握语言研究基本方法,学会逻辑思维(与文学作品形象思维相区别)。

2.调整语言类课程群体系

广义的语言课程群除了现代汉语、古代汉语、语言学概论、汉语史等基础课程以外,还包括由此延伸的文字学、音韵(语音)学、训诂(词汇)学、语法学、修辞学等课程,但传统语言课程群结构有明显的缺陷:墨守传统,忽视创新;强调理论知识,忽视应用能力。也有《说文解字》专题、《马氏文通》专题等“专题”课程,这类课程更为随意,往往“因人设课”,根据教师的学术专长而任意增设或停开。如此的课程设置很难适应独立学院应用型人才的培养目标。因为独立学院主要培养服务地方的应用人才,与重点高校培养研究型的学术人才不同。因此,我们在改革基础课程内容的同时,必须坚持以应用性、实践性为导向的原则来构建语言类课程群新体系,适当减少主要为培养学术型研究型人才服务的传统的文字学、音韵学、训诂学等课程,适当增设和保证应用性强的语言类选修课,如社会语言学、修辞学、演讲与口才、语言与文化、公关语言学、广告语言学、语言交际学、实用语言学等。这些课程应用性、实践性比较突出,有利于学生将理论知识应用到实践,也可以让学生真切感受到语言与日常生活的密切关系。

3.重点改革基础课程教学内容

在教学计划的制约下,课程体系的调整是有阶段性的,总有一定的限度。要实现新的人才培养目标,重点还应该放在现代汉语、古代汉语、语言学概论、汉语史等基础课程教学内容的改革方面。首先,在教材的选用上,应坚持权威性、实用性原则,选用高水平教材。即便这样,教材内容的更新也往往跟不上学术研究的进展。教材内容陈旧,除了上文提到的《语言学纲要》外,在古代汉语课程中,一般选用王力先生主编、中华书局出版的国家“十一五”规划教材《古代汉语》,这部教材曾获首届高等学校优秀教材特等奖。但不可否认,王力先生主编的《古代汉语》编于20个世纪60年代,通论部分的语言知识还略显简单,不够系统,其次是教材缺乏练习。为了能吸收最新的研究成果,我们可以参考其它一些新版教材,如:高等教育出版社出版的郭锡良主编《古代汉语》;北京大学出版社出版的张双棣主编《古代汉语知识教程》;高等教育出版社出版的洪波主编《立体化古代汉语教程》;黄河出版社出版的荆贵生主编《古代汉语》和《古代汉语习题》等。再如汉语史课程,不少高校也选用王力先生的《汉语史稿》。随着新的语言材料的发现,多元化的语言理论与方法的借鉴,人们对汉语历史上曾发生过的各种现象,观察的角度越来越趋于多样化,描写分析越来越细致,认识也在不断地深化,新的科研成果不断涌现。《汉语史稿》教材在内容上相对滞后,而其内容的量又很大,几十课时完全无法讲授完毕,只能各部分内容蜻蜓点水式略过。在这种情况下,可考虑更换教材。殷国光等人编著的《汉语史纲要》基本框架与《汉语史稿》相同,但在教学内容的量和难度方面都较适中,且尽可能地吸收了学界已取得共识的新成果,每个章节除了提要和正文,还配有思考题和参考文献,有助于学生进一步巩固知识和深化学习。教材选定后,不宜在短时间内频繁更换,在教材内容难以及时更新的情况下,教师一定要及时关注国内、国际语言学的新进展,了解语言研究新成果,并适当在课堂上呈现,以开拓学生视野。这样,既保证了教学内容的系统性和稳定性,又能体现教学内容的实用性和前瞻性。其次,一方面各门课程老师应多沟通研讨,要协调好课程关系,减少课程重复内容;另一方面,要更新传统教学内容,增加实践性强的教学内容。语言课的性质,说到底就是工具课,工具是要拿来使用的,传授语言知识,是为了教会学生能读懂文言,继承优良传统文化;能正确使用现代汉语,并分析各类语言现象。语言课不能只有语言知识、规律等生硬的骨架,还要有血有肉,教师应尽可能搜集丰富有趣的语料。恰当地运用语料不仅能化抽象为具体,使课堂变得生动起来,语料分析本身就是语言课的内在要求,可以引导学生分析具体的语言现象,提高学生语言应用能力。尤其是语言学概论课程,教材中的语料基本都是汉语普通话和印欧语系的语言。而印欧语系的语言,不管是教师还是学生,除了英语,对其他语言都知之甚少,因此,可适当增加方言语料和当代社会流行语。这样,既有利于语言理论的说明,又能提高学生学习的主动性。

4.探讨有效的教学模式和方法

传统的以教师讲授为主的教学模式虽然省时,易操作,但没有突出学生主体,把学生仅仅看成知识的被动接受者,课堂气氛沉闷,不能很好地满足培养应用型人才的需要。出色的教师应教授学生如何自己发现真理,在语言类课程的课堂上,可先摆出具体的语言事实,然后引导学生自己逐步归纳出语言规律来。例如,古代汉语课程的音韵学历来被称为“绝学”,学生还没学,就产生了恐惧心理。这时,教师更要注意引导。在讲解“古无轻唇音”这条古音规律时,教师可以先出示语言事实,谐声字:非悲、发拨、未昧。异切:漂,抚遥切;漂,匹遥切。异文:匍匐、蒲伏、扶付,伏羲、庖羲,等等。根据这些语言材料可引导学生得出结论:在上古音中轻唇音和重唇音不分,只有一类,或者无轻唇,或者无重唇。接着,教师再出示现在厦门、福州等方言中只有重唇音的现象。这时,学生自己也会思考:之所以会得出上古无轻唇音的结论,一条重要的理据就是现代汉语方言。教师对此再进行强调:在现代汉语中可以找到只有重唇而无轻唇的方言,却找不到只有轻唇而没有重唇的方言,这显然是古音的遗留。另外,文言文中接触的某些人名地名,如逢孙、阿房宫的“逢”和“房”都念“páng”,这也是古音的遗留。这种反向教学法让学生自己来构建知识,使学生体验了思维的成就感,从而大大激发了学生的学习兴趣。教师一定要做有心人,成为教学活动的精心组织者。可尝试课堂讨论,增强学生的主体意识。加强实践环节,如古代汉语课不仅让学生了解有哪些字典辞书,还可教学生查检大型的或专门的字典辞书,为今后自主学习打下基础;现代汉语课可开展社会语言文字应用调查,撰写语言调查小论文等。教师还可引导学生自主性、研究性学习,这样不仅能高效地完成教学内容,而且锻炼了学生分析问题、解决问题的实践能力。课程的关键内容是课堂精讲,易学内容可以自主学习。指导有能力的学生开展研究性学习和科研,培养学生科研意识。这些都是培养学生创新精神和能力的有效途径。

三、结语

机械概论论文范文篇7

关键词:新时代;采矿工程;人才培养;智能采矿

我国能源自然禀赋的特征决定了在今后一段相当长的时期内煤炭仍将是主要能源,科学绿色合理开发利用煤炭资源是一项长期的不断改革技术革新的研究课题,尤其是实现矿山智能化、无人化开采是当前必须解决的技术难题。近年来,国家出台了一系列关于矿山智能开采的相关政策及配套措施[1],促进了智能采矿领域人才的知识、技术等不断淘汰和日益更新换代。随着智能采矿行业领域转型升级发展对专业人才需求的更新变化,对智能采矿人才所需的知识、技术、素质、能力等方面提出了更为具体明确的要求,从而倒逼高校对专业人才培养改革发展以适应新时代智能采矿行业领域的用人需求,要针对智能采矿行业领域所需人才的素质、知识及技能等特点,结合工程教育专业认证、新工科教学改革需求等,以传统采矿为基础,以学科交叉为特征,以跨界融合为途径[2],以实现智能化开采为目标,全面融合智能控制、大数据、电气控制、云计算以及物联网等学科专业的复合型新型化专业。新时代智能采矿是对传统采矿的革新与发展,主要依靠智能机械完成采矿全过程,通过计算机远程控制、操作与指挥作业,达到全过程实现智能化开采,则亟需培养掌握智能采矿知识、技术及技能的高素质应用型人才。针对传统采矿专业人才培养与新时代智能人才所需具备的知识、能力、综合素质等有差距的客观实际,尤其对矿山智能开采方面的知识偏少和不足,与智能采矿行业领域飞速发展不匹配,所以,探索性地从智能采矿人才培养目标、培养要求、专业特色、培养规格、专业定位、课程体系等多维度开展培养模式构建与探讨,提出一套适应新时代智能采矿人才培养的创新模式,对智能采矿行业领域人才培养具有一定的现实意义。

1科学确定人才培养目标,全面践行人才培养宗旨

按照国家对专业人才培养目标的定位,结合工程教育专业认证、新工科教学改革理念以及智能采矿行业领域转型升级发展变化对专业人才培养的需求,同时考虑服务好地方经济发展等诸多因素,综合确定智能采矿人才培养目标为:在满足传统采矿人才培养目标的基础上,进一步拓展培养具备适应新型工业化发展需求、智能采矿前沿领域的智能科学技术、电气控制、自动化、计算机等智能采矿的专业知识及理论,强化专业情怀、大国工匠精神及创新创业创意的普适性培养,最终培养成为智能采矿领域的高素质国际化应用型专业技术人才。人才培养过程中坚持执行科学确定的人才培养目标,通过培养要求、专业定位、课程体系及知识体系等方面改革来实现人才培养目标。

2合理制定人才培养要求,始终贯穿人才培养全过程

新时代人才培养要求相比于过去,已经发生翻天覆地变化,新时代人才需要更加具有知识全面融合、学科专业交叉、新型产业渗透等符合新工科人才特征的多维度综合性应用型人才,新时代特征及新型产业发展对所需人才所具备的各类知识、能力及素质提出了更新、更广、更具体的要求,从而倒逼高校根据新时展、行业领域转型升级以及先进教学改革等诸多因素重新合理制定人才培养要求。培养要求是人才培养全过程遵循的规则和架构,是人才培养质量的标准与规范。结合工程教育专业认证、新工科教育教学改革理念、智能采矿行业领域转型升级发展及现代企业用人需求变化等方面要求,在传统采矿专业人才培养要求的基础上,工程知识指标项增加智能采矿、智能控制、矿山智慧等先进的智能科学知识;问题分析指标项增加智能采掘、智能通风与智能安全、智能设计与优化、系统控制等前沿矿山开采技术管理控制知识;设计/开发解决方案指标项增加3DMine、通风网络解算等智能设计前沿知识;研究指标项增加智能采矿科学原理和方法、智能采矿试验及智慧矿山等有关智能采矿的专业基础知识;使用现代化工具指标项增加智能采矿虚拟仿真实验平台、数值模拟软件等现代化的智能采矿工具知识;工程与社会指标项增加责任意识、责任担当、专业情怀以及职业操守等社会责任的知识;其余指标按照传统采矿专业培养要求执行,起到承上启下的传承作用,既发扬了传统专业的优良基因,又做到了适应新型产业发展对人才需求的各种变化。

3整合更新优化课程体系,科学构建知识新体系

人才知识体系是培养人才综合素质的框架,是衡量人才产出的高质量标准,知识体系构建是否完善将影响人才培养质量和培养目标达成度[3]。随着行业领域转型升级发展、用人单位对专业人才具备知识的更新变化、工程教育专业认证、“国标”出台、“新工科”教学改革等一系列的新要求,促进智能采矿人才知识体系更新与适应新时代人才培养的新需求,对照新要求进一步淘汰整合更新优化本专业课程体系,将不适宜新要求的课程逐步淘汰,具有交叉重复的课程优化整合,行业领域新拓展课程全面纳入充实课程体系,逐步科学地构建起适应新发展要求的智能采矿专业知识新体系,将淘汰整合更新优化后的智能采矿专业课程体系设置为“平台+模块”形式,将其划分为通识教育、专业教育、实践教育和创新创业教育等4个平台[4]。其中通识教育平台划分为通识课程和素质导学2个模块,专业教育平台划分为工程基础、专业课程2个模块[3],实践教育平台划分为课内实践、集中实践2个模块,创新创业教育平台划分为创新训练、创业实操、人文素质、综合技能4个模块。通识教育平台中加大思政类课程的比重,强化了思政类教学内容的重点,增设了人工智能与智能控制类课程(如:《Python语言程序设计》《3DMine》《人工智能基础》《智能控制基础》)和导学课程模块(如:《智能采矿导论》《能源开发概论》《经济管理概论》《采矿工程学科导论》)等,进一步丰富和充实专业人才知识,更好地适应新工科教学改革对专业人才知识体系的需求。工程基础课程模块中将《电工学》更新为《电工电子学》,增设《智能机械设计基础》《物联网技术》和《测试与控制技术基础》等智能控制方面的课程,融合机械、智能控制、大数据、物联网、云计算等方面的基础课程,夯实了专业人才培养的知识基础。专业课程模块中将整合优化更新部分课程名称及内容:如将《智能采矿学》《透明地质学》《矿井智能通风与安全》《矿山压力与岩层智能控制》《矿山智能采掘装备》《智能监测监控》《智能采掘工程设计与施工》等一系列课程进行了整合优化与更新,增设了《智能矿山设计与优化》《矿山机械智能控制》《人工智能技术与应用》《自动控制技术》《机器学习》《矿山智能机器人》《矿山虚拟仿真》等紧贴行业领域转型升级发展急需的新兴课程。结合新工科教学改革要求,将《矿山压力与岩层智能控制》设置为专业教育与创新创业深度融合的特色课程、《智能采矿科学与工艺》设置为英语与汉语的双语教学课程。课内实践教学模块中增设了《专业实验一》《专业实验二》为期4周的独立实验周,《矿山虚拟仿真开放实验》等实验环节,加大独立实验和开放实验比重,逐渐弱化课带实验,将课带实验有机融合到独立实验周,进行系统的全面实验训练,同时将《专业实验二》设置为专创融合的特色实验,既可以开展专业实验训练,又可以促进创新创业教育,达到“双效”丰收的培养效果。集中实践教学模块中增设了《智能监测监控实习》《智能采矿识图与制图》《智能采矿专业综合设计能力训练》等集中实践环节,重点突出培养高素质应用型人才培养的实践实操能力,强化了虚拟仿真过程中的实务操控能力,达到到岗即用的人才培养目标。创新创业教育平台人文素质模块中增设了社会责任感、职业操守、职业道德、专业情怀、大国工匠等,培养学生强烈的责任意识、职业担当、传承工匠的综合培养环节。同时在创新模块中增设了科研导论、科技创新与发明、学术研究及、学术交流等环节,培养学生学科专业的创新能力与实践能力。创业模块中增设了组织管理、服务社会、运营企业等环节,培养学生的创业能力与实践能力。综合技能模块中增设了从业资格考试、学科竞赛、才艺竞赛等环节,培养学生的专业实战能力。

4结语

按照工程教育专业认证及国家最新教育教学改革要求,结合智能采矿行业领域转型升级发展对专业人才培养的新需求,通过对新时代智能采矿人才培养目标科学确定、培养要求合理制定、课程体系优化更新等方面的研究探讨,初步构建一套适应现代产业发展、“新工科”教学改革、现代化企业用人需求等具有智能采矿特色的人才培养新模式,将新模式逐步推广运用到现代产业学院建设与发展中,不断运用实践与修订完善,使新模式既符合高校人才培养的改革需要,又符合现代化企业用人需求变化的客观实际,新模式更加突出培养学生的创新创业创意能力、厚重的社会责任感、职业操守、专业情怀以及传承大国工匠精神。为传统工科专业转型升级发展,为新工科专业改革提供一定的借鉴和参考,对智能采矿行业领域人才培养具有一定的现实意义。

参考文献:

[1]赵璐.浅谈高校创新能力培养目标下的教育教学管理[J].现代职业教育,2018(4):205-207.

[2]冯福平,张继红,杨二龙,等.行业特色专业新工科建设方案探索[J].高教学刊,2020(31):73-76.

[3]龚旌.构建应用化学专业本科人才质量保障体系的思考[J].价值工程,2012(18):221-222.

机械概论论文范文篇8

[论文摘要]马歇尔立足于现实阐述了自己的企业家理论。马歇尔从企业家的界说、企业家的能力和素质、企业家的作用几个方面对企业家进行了分析。马歇尔把企业家的界定与企业家的素质和职能联系起来,认为企业家应担当风险、经营管理和创新,并具有相应的知识、领导和一般能力。

阿弗里德·马歇尔(AlfredMarshall1842~1924)是19世纪末20世纪初的经济学家,英国“剑桥学派”的创始人,同时也是新古典学派的代表。马歇尔在其《经济学原理》中,阐述了其企业家思想。

一、企业家的界说

在马歇尔之前,已有经济学家使用“企业家”这一概念。在坎蒂隆的《商业性质概论》中多次使用了“Entrepreneur”这一术语。在他看来,企业家的外延很广,比如租地农场主、布商、制造商、面包师、屠户、商店店主和零售商等等。(p25-26)亚当·斯密,“对企业家的界说为后继经济学家研究企业家问题确立了基本框架”(p275)。他认为,资本家(企业家)“几乎没有劳动”,但由于其资本的垫付能力而在市场经济运行过程中占有不可或缺的地位。法国经济学家萨伊在《政治经济学概论》中,对企业家做出了明确的定义。他说,企业家“是应用既得的知识创造供人类消费的产品”的人(p372)。在马歇尔的著作中,企业家的地位很重要。马歇尔喜欢在企业家前面加上限定词,例如“机警的企业家”,“机敏的企业家”,“谨慎的企业家”等,这无疑包含着马歇尔的价值判断。在《经济学原理》的正文中,马歇尔没有给出“企业家”的直接定义,所以通过马歇尔的叙述,必须明确“企业家”所指代的内容。

马歇尔在谈到生产要素之一的组织时,涉及到了企业管理。他说:“在大多数营业中,都有企业家这个特殊阶级参与其事。”(p305)“在近世的大部分营业中,能够如此地指导生产以致一定程度的努力能最有效地用来满足人类欲望的任务,不得不分裂开来,而转入专门的雇主手中,或用较为普通的名词来说,转入商人的手中。他们‘冒着’或‘担当’营业的风险;他们收集了工作所需要的资本和劳动;他们安排或‘计划’营业的一般打算,并监督它的细小事情。”(p305)可见企业家是营业中的主体,是中间人,是商人。企业家所担当的角色是企业中风险的承担者和管理者。在《经济学原理》的附录中,马歇尔给出了一个近乎定义的论述:“这一名词来自亚当·斯密而惯用于欧洲大陆,用它来指那些把企业的风险和管理看作自己在组织工业工作中应尽的本分的人,似乎最适当不过了。”(p392)从这一定义中可以看出,企业家是劳动者,企业家只有在工业中,才能称之为企业家,并且要承担一定的职能,尽自己的本分。在此基础上,马歇尔对企业家进行了分类:“一类引用先进的企业方法,另一类墨守成规”。

二、企业家的素质及作用

马歇尔道出了理想的企业家所需的才能。

马歇尔依据企业家所履行的不同职能对其所需的能力和素质进行了分析。

首先,以他作为商人和生产组织者的作用而论,企业家必须具有他自己行业中的物的透彻的知识。他必须具有预测生产和消费的广泛变动的能力,他必须能谨慎地判断,大胆地承担风险;他当然必须了解他的行业中所用的原料和机械。(p309)马歇尔的企业家素质论中,伦理性素质(亚当·斯密讲的节俭、不妄为、爱秩序)呈隐退趋势,技能性素质占据主导性地位。企业家必须对所从事的行业的知识有清晰的认识和了解。如果没有很好的预测能力,企业家就无法在市场经济中立足;企业家应有创新精神。他们把新的技术引入到生产领域,降低生产成本;企业家还应该具有承担风险的能力。但这种能力是以理性判断作为其基础的。其次,以他作为雇主的作用而论,他是一个天生的领导者。马歇尔所说的这些素质是一个企业家能“尽本分”的重要保证。他描述出的企业家近似完满的人,是一种理想类型。在现实中,真正的企业家却很少有如此全面的能力。以上讨论的是企业家的素质,那么企业家所需的素质是如何获得的,即企业家是如何形成的呢。一般的人只要具有“耐心、天才和好运气”,有效地经营管理,都有成为企业家的可能,更不用说那些具有较多优势和机会的资产阶级了。这种可能性要成为现实,还需要其他条件和因素。先天的条件是一个重要的因素,包括物质条件和各种就业机会和途径。后天的因素——家庭教育、学校教育和工业训练也是不可或缺的。从马歇尔对企业家素质的有关论述中来看,企业家的职能是担当风险、经营管理和创新。三、马歇尔企业家思想简评

从经济学说史的角度来看,马歇尔的企业家思想在企业家理论发展史上具有承前启后的地位,既对前人的思想有所继承又对后人产生了影响。马歇尔也有自己的创新,并且论述的更为系统、全面和深刻,比如他讲到的“创新”的重要性,“好运气”的作用。马歇尔对企业家的关注和系统论述是时代精神的反映。马歇尔将企业家定位于“工业生活”中,这样企业家就是处于具体的生活环境中的人。在马歇尔的论述中,带有“地理环境决定论”的色彩。

参考文献:

机械概论论文范文篇9

关键字:高校教学管理的思维变革行政论文

高校具有机械性特点的传统行政型教学管理,已经不适应时代进步和教育发展的要求,适应性思维范式将成为新时期高校教学管理的指导思维。教学管理适应性思维范式是一种强调适当分权、对外部环境和内部要素的变动采取灵活应变态度的一种思维方式。它对我国高校当前和今后的教学管理改革有暑许多重要的启示。

关键词:行政型教学管理;机械思维范式;适应思维范式;教学管理改革

一、传统行政型教学管理弊端主要体现为机械性特征

培养人才是高校的基本职能,教学是培养人才的主要途径,服务于教学活动的教学管理是高校管理的核心。教学管理是为实现教育目标,根据—定的原则、程序和方法,对教学活动进行计划、组织、领导和控制的过程。教学管理的实质,就是设计和保持一种良好的教学环境,使教师和学生在教学过程中高效率地达到既定的教学目标。

我国高校传统的教学管理模式,是在国家计划经济体制下形成的行政型教学管理模式。行政型教学管理模式是利用行政方法进行教学管理的一种模式,它强调按照权威性的行政法规和既定的规范程序实行教学管理。这种管理模式具有集中统一、有章可循的特点,可以避免各行其是、任意行事,在我国教育发展史上起过非常积极的作用。但后来,它在具体的管理过程中也逐渐产生了一些缺点和弊端。有的学者把当前教学管理存在的问题概括为“三多三少”:行政权力的管理多、学术权力的管理少;共性管理多、个性管理少;低层次的管理多,高层次的管理少。其中,低层次的管理即主要只是满足于教师在“教”,学生在“学”,满足于教学不出问题。而高层次的管理则是要真正把提高教学质量作为中心任务来完成,不仅注重教师在“教”,学生在“学”,而且更注重“教”和“学”的实际效果。

行政型教学管理弊端,归根结底就是“机械性”三个字。我们可以借用教育组织决策机械思维范式来分析这一特点。孟繁华教授认为,教育组织决策的机械性思维范式就是将重点放在对人类知识的起预示作用的因果关系上,对周围的事物全神贯注,实施“有效”决策,这种认识世界的方法是从牛顿的经典科学中获得的。机械决策思维范式特征可以概括成三个部分。第一部分是决策主体方面。决策者高度集权;在组织机构上遵循金字塔的等级制度;学校追求表面化、数字上的效益,较少考虑社会责任。第二部分涉及方法系统。采取完全程序性的、线形的、一元性的方法进行思考;信息的采集来自内部;指导控制的手段应用权威等。第三部分涉及决策对象。决策对象永远是被动的,或者说是控制型的,其工作表现为服从、僵化、埋头苦干和各行其是。

利用机械性思维范式来分析行政型教学管理的弊端,我们把它概括为如下几个方面:

1.决策和计划的封闭性。行政型教学管理强调行政管理者的权威性,往往根据上级指示,依据权力意志作出教学决策,制订教学计划、教学改革措施和教学评估标准,编排、指挥教学人员,忽视专家、学生和其他有关人士的参与。决策的民主参与程度不高,透明度低,有时甚至具有一定的“暗箱操作”特点。不仅如此,在决策和计划后,缺乏完善配套的宣传、咨询、反馈、监督和评价机制,从而呈现为一个封闭状态。

2.计划内容的高度统一性。在高校,多年来我们按照行政命令和国家计划,实行统一的教学计划、统一的课程设置、统一的教学大纲、统一的教材和教学方法,和统一的考试形式。这种模式有其合理性,在特定的历史时期,它曾经起过非常大的作用。但计划内容的高度统一容易导致课程结构呆板、选择空间狭窄、教学内容陈旧,与培养具有创见、讲求个性的现代高素质创造性人才的要求并不相符合。

3.计划执行的强制性。行政型教学管理实行从上到下的直线式管理,强调权威与服从,上、下级之间,管理者和师生之间,教师与学生之间缺乏平等交流和协商,缺少对管理对象特点、要求的分析和把握,按任务实施管理控制的成份多,按针对性原则开展引导服务的少。学校教学管理职能部门和各级教学行政管理人员往往成为支配教学运行的核心和主体,处于教学第一线的师生处于被动和服从的地位。

4.评价分析的形式化。行政型教学管理中,计划的制定及其实施效果的评价都是以决策者为中心,被管理者的评价往往只是作为一般信息的收集工作,而不是作为改进工作和参与决策的重要手段。目前被管理者(学生)的教学评价主要是期中教学评估。但是,由于评价指标体系欠科学、信息收集不全面,定性方法用得多、定量分析用得少,以及评价结果落实不到位等原因,评价很大程度上流于形式。此外,有的学校将教师和课程的综合评价简单化为单纯对教师的评价,缺乏对课程设置和教学内容的评价。而对教学计划的学年评价和整体评价就更少。

二、教学管理的思维范式转变成为时代必然

强制性的教学管理只能维持规范化条件下的常规运行,面对外界环境和管理系统要素的变化而出现的问题和新情况的适应性比较差,难以进行及时有效的协调和控制。时代进步和教育发展呼唤教学管理的思维范式转变,即从机械性思维范式转变为适应性思维范式。

1.适应性思维范式提出的现代科学基础

孟繁华教授在《教育管理决策新论》一书中认为,教育组织决策的适应性思维范式提出是以现代科学为方法论基础的。20世纪初以来,以相对论和量子力学为标志,现代科学诞生和发展起来。随后二、三十年间,以控制论、信息论和系统论,以及后来的耗散结构、协同学和混沌理论为标志的大量交叉学科发展了起来。这样,历史上曾经起过主导作用的,以主观规定性和线形方式传播知识的管理方法,已经不再具有完整意义的适应性,管理方法趋向多元化成为时代的潮流。我们根本没有可能发现绝对严格的因果依赖性,只能以可能性加以预测和判断。科学家为我们描述了一个原则上不能精确认知的世界,概率和统计方法的广泛采用就是基于这种现实。这就是所谓的统计决定论。在管理决策领域,与过去的机械决定论一统天下的情况不一样,统计决定论成为研究者应该遵守的方法论。以统计决定论所体现的科学认识和人们的价值认识这两条轨迹的融合,为我们提供了教育组织决策的适应性思维范式。高校教学管理也是一种重要的组织决策,同样需要遵守科学认识和价值认识融合的原则,也就是需要以适应性思维范式为指导。

2.适应性思维范式提出的时代条件

21世纪是人类走向知识经济,走向开放和全球化的世纪。对中国来说,最大的时代特征莫过于由计划体制向市场体制转变。这一转变所引发的社会震动是巨大的。经济领域资源配置机制的根本转变也对教育、政治、文化乃至人们日常的思想和行为方式产生了相对深刻的影响。在高等教育领域,原来大一统的教育教学管理也面临着重大的挑战。国家和社会对用人标准的变化、学生和家长求学需要的提升、教育管理体制的改革、教育收费办法的调整等,都使高校教师、学生和教学管理者处在一个不断变动的环境中。同时,教学管理系统内部人员、知识、财力、信息等要素的关系也在不断变化之中。原来注重维持规范化条件下常规运行的强制性教学管理,难以顺利适应外界环境和管理系统要素的变化。某种程度上,一成不变的机械性教学管理已经成为教学改革深化的重大阻碍。

3.适应性思维范式提出的教育背景

近几年来,在我国高教界进行了两项非常重大的改革:一是管理体制改革;二是高校扩招。目前,管理体制改革已经取得重大成果,高校的合并组建等工作已经基本结束。内部管理尤其是教学管理问题将成为今后一段时间里高校工作的核心内容。教务处谓之“高校第一处”,教学管理也似乎可谓“高校第一管”。然而,无论教学管理问题如何千头万绪,核心都是管理者的管理思维方式。是依然固守行政型教学管理以及相应的机械性思维范式,还是审时度势,大胆转变观念,更新思维方式,以适应变动的教学管理环境和内部要素关系,关系到新一轮教学管理改革的成功与否。特别是自1999年以来,高校扩大招生,成为众多院校的热门话题和发展机遇。它所产生的积极影响自不待言,但遇到的困难也不少。从表层看来,问题主要是师资力量缺乏,教学生活设施不够,图书资料紧张等。中观来看,主要的问题是课程设置、教育教学方式方法等面临着重大的调整。而微观上讲,这些表层和中观的问题背后,核心的问题是管理思维和管理观念问题。能够适应环境、突破常规、扬弃传统的思维方式将使得人们有动力、有胆略、有方向去解决上述的许多问题。

三、适应性思维范式的特征及对教学管理改革的几点启示

教育组织决策的适应性思维范式强调尽量把握事件发展的统计因果关系,对一因多果或一果多因的“多”尽可能用概率来描述。联系到教学管理的特性,针对行政型教学管理的弊端,我们把教学管理的适应性思维定义为:一种强调适当分权、对外部环境和内部要素的变动采取灵活应变态度的思维方式。它的基本特征如下:第一,决策计划的开放性。决策者适当分权,如扩大二级学院的决策和管理权,教师和学生有权参与决策、计划和管理等。第二,计划内容的多样性。在宏观层面的统一标准指导下,各校的教学计划和课程设置、教学大纲、教材和教学方法应该根据具体情况有所创造和个性化。学分制便是这种多样性的典型。第三,计划执行的弹性化。允许在计划执行中根据信息反馈、中期评价等,进行及时妥善的局部调整,如课程组织、课程难度、教学要求等,以缩短教学计划的修改周期。第四,评价分析的科学性。评价分析教学效果应采取科学的标准、规范的程序、负责的处理,在师生得以实质性参与的基础上进行。

适应性思维范式对高校教学管理改革至少有如下启示:

1.下放管理权限,提高二级学院的管理权力

目前,我国高校教学决策机构上,仍然是按照等级制设计决策的来源和分配。一般管理层次由上而下:校长→主管教学副校长→教务处(教务科、教研科、教改科等)→二级学院(系)。工作基本上是自上而下地下达指令和自下而上请示汇报的。校长享有一般教学事务的最后决定权,教务处是作为协助和落实校长决策的职能部门存在的,这两级机构有相当大的决策和管理权力。相反,二级学院(系)的权力相对较小。应对这种集权式的体制作出改革,转变校长和教务处的职能,增强其宏观的规划和指导职能,将一部分管理权力下放到二级学院,允许二级学院在具体的工作实际中创造性地开展教学管理工作。

2.引进现代管理方法,增强决策和管理的科学性

与传统行政型教学管理相应的机械性思维同时又是一种经验性思维,管理者注重的往往是传统的延续、历史的类比、经验的积累、单向的回忆,以及主观的判断和想象等,缺乏对现代新兴管理方式的运用。适应性思维则是要求本着一种开放的态度,适应形势的发展和要求,在教学和管理中引进系统科学、控制论、信息论、决策科学等现代科学理论和管理方法。同时,运用网络化手段,借鉴国际上成功的经验,建立决策信息系统、智囊系统、决断系统、监控系统等完善的决策体制,使决策和管理增强科学性和规范性,减少盲目性和经验性。

3.师生参与管理,建立教学管三方制衡机制

当前,高校教学管理存在明显的权力失衡,特别体现在管理者和管理对象之间。适应性思维指导下的新型教学管理尊重管理对象的主体性。教师和学生,拥有充分的决策、监督等参与权力。管理者从过去的“大包大揽”转变为加强引导和服务,大力倡导师生参与管理。这并非削弱管理者的权力,而是建立教师、学生和管理人员三者之间权力制衡关系,以促进教学管理更加良性和高效运行。应当注意的是,教、学、管三方的权力制衡具有目的共同、手段互助、交往平等等特征。学生要多一些谦虚、理智和建设性,管理者和教师要多一些理解、宽容和支持合作。

4.推行弹性学制,营造创新性人才成长的有利环境

弹性学制有利于克服目前高校教学管理中存在的教学计划统得过多,培养模式单一,学时偏多,专业面窄等弊端,可以适应学生的不同情况和学习要求来安排教学,在保持必要的统一性的前提下,突出教学的个性化要求,有利于学生综合素质的提高和创新能力的培养。弹性学制是高校教学管理体制改革的一项重要内容。它既增加了学生学习的动力,同时也为教师提供了较好的激励、竞争机制。当然,弹性学制的实施要考虑国情、校情,一些高校先行的试点经验可以为我们提供有益的借鉴。

参考文献

[1]孟繁华.教育管理决策新论:教育组织决策机制的系统

分析[M].北京:教育科学出版社,2002.

[2]刘邦奇,齐平.现代教学管理系统[M].河北教育出版社,1997.

[3)金含芬.学校教育管理系统分析[M].陕西人民教育出版社,1993.

[4]冒荣,刘义恒.高等学校管理学[M].南京大学出版社,1997.

[5]孙灿成.学校管理学概论[M].人民教育出版社,1993.

[6]肖菊蓉.论高校素质教育的教学管理创新策略,转引自<大学素质教育与教学——理念·模式·运作>[C]湖南人民出版社,2000.

机械概论论文范文篇10

关键词:美术教师教学理念科研能力和谐关系

美术教育处于艺术和教育的交缘领域,既有艺术属性,又有科学的内涵。既是一门课程,又是一门学科,所以作为现代美术教师,在搞好教育教学的前提下,必须具备拓展科研的能力。

美术教师要体现科研能力,形式是多样的,可以从艺术创作和科研论文撰写上体现,也可以是艺术实践,或体现在所教学生的艺术成就上。

一、拓展科研能力

在现代教育的运转机制中,教学和科研是两项密不可分的基本任务。在教学活动中,美术教师的科研范畴主要有绘画艺术、论文撰写和美术教育等领域。

①绘画艺术:绘画作品的创作过程是作者的一种活跃的、丰富的、深刻的内心活动,它伴随着强烈的情感情绪,是作者对于生活的感受、观察和思考。而最后产生的绘画作品是作者借助一定的物质材料和艺术媒介,运用艺术技巧和艺术手法,将自己的艺术构思物态化。美术教师经常进行这样的艺术活动,这样可以真正体现他的专业水平,而我们应提倡美术教师结合自己的艺术实践进行科研。将自己对艺术创作,或艺术实践中的感性体验和艺术创造上升到理性分析层面上进行思考,从而挖掘出有艺术价值的新论点、新课题。构建起从感性体验到理性分析,从形象思维到逻辑思维的完整思维运转网络。

②科研论文:当今社会对美术教育的发展提出了更高更新的要求,和美术教学一样,科研也是教师个人的主体行为。要充分发挥自己的独立思考能力,力求有所创见,论文是一种主要表达方式,所以美术教师应倡导提高论文撰写水平,运用论文这种理论性的文章,在一定的篇幅中,集中探讨某一美术创作或美术教育方面的新问题。

当然,科研论文的创新是以继承为前提的,离不开人类精神文明建设的发展过程。因此,美术教师要撰写出高水平的科研论文,需要博览美术乃至整个文化教育方面的学术信息。要善于学习和借鉴他人的成果,也包括国内外各学科方面的成果。当代最伟大的科学家爱因斯坦就是如此,他喜爱音乐,精通文学,除了大量阅读文学作品外,还经常拉小提琴和弹钢琴,他特别喜欢陀思妥耶夫斯基的小说和贝多芬的音乐作品,爱因斯坦本人曾讲过,在科学领域和艺术领域里对真、善、美的不断追求,照亮了他的生活道路,对艺术的爱好,丰富和培育了他的感知力、想象力和创造力。

由此可见,端正科研态度,全面提高艺术、文化和科研等方面的综合素质,是当前美术教师值得倡导的观念和学风。

二、构建先进的教学理念

教师不仅是科学文化知识的传授者,也是塑造新一代的灵魂工程师,教师随时随地都以自身的“身教”和“言传”对学生产生潜移默化的影响,因此,现代美术教师必需努力学习、钻研,不断探索和积累,构建先进的教学理念。首先,作为美术教师要有总的整体的艺术观念,掌握正确的绘画技法,形成正确的艺术观念,尽可能多地了解各种风格的作品。其次,要有良好的视觉感官,美术教学是通过视觉来进行的,教师评判学生的作业也是靠视觉感官去把关的,美术教师借助敏锐和有经验的视觉去准确指导学生创作中的构思构图、色感色调、表达方式、材料表现及技能技巧等,及时对学生的作品创作作出调整指导。运用有效的训练手段解决学生可能遇到的众多难题,更重要的是美术教师必须具有全面的文化基础修养和相关的科学知识,能使科研与美术教学相互依存、相互促进。

从人类文化史来看,艺术与科学之间早有联系,早在公元前6世纪,古希腊的毕达哥拉斯学派就提出了“美是和谐”的思想,毕达哥拉斯学派把教与和谐的原则当作宇宙间万事万物的根源,提出了“黄金分割”的理论,并将这些原则运用到建筑、雕刻、绘画、音乐等各门艺术中去。科学与艺术之间的这种密切关系,自古希腊开始以来,在文艺复兴时期达到了高峰。例如,达·芬奇既是艺术家,又是科学家和工程师,他在解剖学、植物学、光学、力学、工程机械等科学领域都有巨大成就。达·芬奇把几何学、透视学的原理运用到绘画艺术中。这些例子充分表明,现代美术教师,除了将自然科学的成果直接运用到艺术教学领域之外,更重要的是用科学的思维方法来促进艺术文化改变先进的教学理念,推动艺术教学的发展。

三、建立和谐的师生关系

传统教育中的师生关系有两个突出特征:即信息传递方式的单向性和人格的不平等性,长期以来,知识一直是由教师传授给学生的,从而形成了严格的教师关系。同时,中国文化一直传颂“师道尊严”“一朝为师,终生为父”的古训,在这种情况下,通常把教育者看成是施教的主体,而教育对象则被看作是被动的客体。这种传统的知识灌输型的教育方式不仅扼杀了学生的创造性,也扭曲了他们的人格,根本谈不上学生的个性自由,而学美术者恰恰需要的是创造性能力。所以在教学中应尊重学生,承认他们是有思想、有情感、有个人意识的与教师同等的个体,没有高低、强弱之分。教师和学生都是教学活动中的主体,学生是学的主体。威廉姆·多尔(W.DOLL)对教师的界定是“平等首席”,是教育活动的组织者和指导者。而学生作为独立主体,是教学活动的参与者、实践者、思考者、创造者。健康和谐的师生关系意味着教师的职能不仅仅是传授知识,更多的是创造、建构民主、平等的师生交往和生生交往,使学生在人与人的关系中,体验到平等、自由、尊严、信任、理解、宽容、友情。同时受到激励、鞭策、鼓舞、感化、指导和建议,形成积极丰富的人生态度和情感体验。

所以,美术教师在工作之余,不仅要拓展科研,还要进行大量的艺术实践活动。从中培养自己的审美素质和创作精神。更重要的是在教学中要构建新的教学理念、和谐的师生关系并利用当代社会高度的信息化使美术教育在完善个性、培养创造力、增强学生独立性等方面有所作为。这些都是现代美术教师所必备的基本素质。

参考文献:

[1]陆有铨.躁动的百年——20世纪的教学过程.山东教育出版社,1997.