文化是民族的根脉，只有拥有强健的文化根基，才有各个领域的枝繁叶茂和整个民族的健康发展。我国将在本世纪中叶建成世界科技强国，而科学文化建设将在这一进程中发挥重要作用，在高校化学类课程的教学中，充分利用好、传承好我国传统文化中的化学因素，同时启发学生在未来的科学发展和科学文化建设上贡献力量，是课程教学的应有之义，也是化学类课程契合思政建设改革的重要方向。

化学与人类文明是一门讲述化学科技史与人类文明史相生相息关系的通识课程。虽然辉煌悠久的文明史使得我国在古代拥有着领先于世界的科技发展水平，然而，今天提起科学与技术，很多人难免联想到的是诸如牛顿、爱因斯坦、居里夫人等一众西方科学家的赫赫大名和以逻辑、理性著称的西式思维方式和研究方式。为了打破这一片面的认识，在教学上必须向学生阐释科学和技术并非是西方起源的舶来品，逻辑与理性的思维方式也并非西方的专属，这需要教师从古代科技典籍中选取实例进行教学。在我国众多优秀的古代科技典籍中，宋应星著述的《天工开物》可谓是中国古代科技史上里程碑式的著作。其以简明的文笔、独特的视角和详细的描述，介绍了我国古代劳动人民在生产实践中总结的经验性知识，实现了科技和文化的相融，传至西方以后被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”，以直接或间接的方式推动了18世纪欧洲的技术进步。在本课程设计上，我们考虑将古代科技文献与课程知识点加以结合与诠释，坚持思想政治导向，将思政元素有机融入，做到上好化学课的同时上好思政课，在课程教学中将“科技传承”与“文化自信”有机结合起来。

通过在课程中诠释《天工开物》这一古代科技文献中与化学相关的知识点，对比古人的经验总结与今人的科技发展，同时在教学实践中完整保留学生自主观察问题、解决问题、激发思维的学习自主权^[1]，我们立足中国的传统科技文化，向学生讲好中国故事。通过思想导向和思政元素引领，使得学生在中国传统视角下的科学体系中感悟古代劳动人民的智慧，了解中国古代的科技思想，增进对化学与人类文明之间关系的理解，尤其是树立民族的自豪感和推动科学发展的自信心，进而树立一种科技和文化上的双重自信，促进科技强国建设。

《天工开物》开篇有这样一句话，“为方万里中，何事何物不可见见闻闻”^[2]，正是一种认为万事万物都有其运行规律，可以通过观察实践形成理论的观点。这一认知同近代西方自然科学的逻辑思维和研究方法基本一致，有其相通性。在先秦时期，人的工作被完全看成是天意的实现，人取得的成果是上天的恩赐，而《天工开物》隐含的“天工人代”的思想则是人可以寻找、发现进而运用自然规律。人及其实践活动的价值，在文明持续发展和不断的科技进步中得以凸显。

以化学与人类文明课程为主线，我们在以下三个章节中选取一到两个知识点对照《天工开物》的具体篇章加以诠释，如表 1所示，加深学生对我国古代科技成果及科技思想的认识；通过古今对照，使得学生感受到古人智慧，树立起民族自豪感，最终对传承好古代科技和在未来发展好现代科技有一定的信心。

《天工开物》的作咸篇在描述四川西部的井盐生产时记述道：“西川有火井，事奇甚。其井居然冷水，绝无火气，但以长竹剖开去节，合缝漆布，一头插入井底，其上曲接，以口紧对釜脐，注卤水釜中。只见火意烘烘，水即滚沸。启竹而视之，绝无半点焦炎意。”地下竟然埋藏着取之不尽却无迹无形的燃料，不禁让作者感叹：“未见火形而用火神，此世间大奇事也。^[2]”

这种“火井熬盐”的生产工艺实际上正是我国古代劳动人民因地制宜使用天然气的奇思妙想，古人还发现了天然气可以完全燃烧不留残渣的优点(图 1)。而根据晋代文献《华阳国志》的记载，中国人民不仅在世界上最早开发利用了天然气，使用的还是竹管输气的管道天然气，不仅用于井盐生产也用于日常生活^[3]。到明中期，四川地区输气管线总长达到了二、三百里之巨，不得不说这是人类能源史的奇观。在今天，便捷的管道天然气通到千家万户，又有谁会想到两千多年前的古人跟我们用的是一样的技术。

从化学的角度看，天然气的主要成分是以甲烷(CH₄)为主的烃类，密度小于空气，无色、无味、无毒，是一种安全理想的燃料，属于清洁能源。专家预测，我国的天然气资源总量可达40–60万亿立方米，可以说是一个天然气资源大国。近年来科学家在南海底部发现了天然气的水合物——可燃冰，这种物质是一种笼型结晶化合物，在低温高压的环境中生成，生成过程如图 1a所示^[4]。它不仅拥有气态天然气燃烧后不产生任何残渣和有毒气体的优点，而且1立方米可燃冰能够释放出约164立方米的天然气，能量密度巨大，因而被称为“能满足人类使用1000年的新能源”，是各国能源领域研究的焦点。

为了有效利用南海可燃冰这座“能源宝库”，我国的科研人员付出了“十年磨一剑”的恒心与努力，攻克多项技术难题。从2007年6月首次于南海神狐海域发现了可燃冰样品，到2017年南海可燃冰试采点火成功(图 1)，科研人员依靠自主创新技术，创造了“产气总量”和“日均产气量”的两项世界纪录。在“火井”被燃起的千年之后，我国的天然气综合开发能力薪火相传，又一次站在了世界前列，完成了从“探索性试采”向“试验性试采”的突破，向着实现商业化量产迈进，将有效保障我国的能源安全^[5]。

这一部分的教学，我们从日常生活常见的天然气切入，通过对古代文献的解读，使得学生有一种时空重叠的感觉，直观感受到古人的智慧。再通过对可燃冰的综合开发进行介绍，将我国科技工作者的重大突破置于人类文明史的历史长河中，根植过去、立足当下、展望未来，古老的天然气开发领域也有新的活力，鼓励学生树立科研创新、服务社会的理想，勤勉钻研，取得突破。

我国是煤炭资源大国，也是世界上最早开发利用煤炭的国家，先秦典籍《山海经》中就将煤炭称为“石涅”，到了明代首次使用了“煤”这一名称。在《天工开物》燔石篇中，不仅指出煤炭在我国的地理分布“普天皆生”，还指出了当时煤炭的主要用途是“锻炼金石”^[2]。

在煤炭这一重要燃料的开采上，燔石篇中记述：“初见煤端时，毒气灼人。有将巨竹凿去中节，尖锐其末，插入炭中，其毒烟从竹中透上，人从其下施拾取者。^[2]”远古植物在堆积成煤的初期，经过微生物的分解作用和高温高压的地质环境伴生了大量的瓦斯，这种气体也属于天然气的一种。然而煤矿生产的主要目的是挖掘煤炭，煤炭深埋地下，作业往往在狭小的地下空间内，开采过程中瓦斯达到一定浓度时会使人窒息，如果不慎遇到明火也可能发生爆炸，严重威胁到了煤矿的生产安全，这就是所谓“毒气灼人”的原因。古人利用瓦斯比空气密度低的特点，通过竹制管道向上排气，保障井下的作业安全。在今天的煤矿生产中防止瓦斯集聚最有效而广泛使用的方法同样是用管道将瓦斯抽到地面，称为瓦斯抽放，虽然技术水平有质的飞跃，但是思路上可以说完全一致^[6]。此外煤矿也伴生有多种矿物，通过提炼古人得到“皂矾”(FeSO₄∙7H₂O)与“硫磺”(S)两种物质，这也让我们感慨古人善于利用资源的智慧。

在今天，煤炭不再简单地作为一种燃料，而是成为了化工原料之母。看似像块黑色石头的煤炭，其实蕴含大量有机质，水分和矿物质的含量很少，如果仅仅用作燃料效益很低。煤的气化、液化和干馏三大工艺使得我们可以从煤中获得多种有机化合物，经过煤化工的综合利用，这些化合物不仅可以用作燃油，还可以用作化肥和塑料等工业产品的原料，如图 2所示^{[7, 8]}。当然，煤炭作为一种优良的燃料在发电、冶金等工业领域还在发光发热，但是由于煤炭含有硫等成分，直接燃烧会导致酸雨等环境危害，用作燃料的煤炭也必须进行脱硫等处理以保护环境。

随着我们对煤炭认识的深入，相较于古人，我们能够更好地保证煤炭开采的安全，更好地利用好煤炭中的各种化学物质，也能更好地消除环境污染。通过教学，我们不仅使得学生了解我国古代的煤炭开发和利用情况，也对现代煤炭的综合利用有所了解，更帮助学生树立了绿色化学和环境保护的观点。

发酵是微生物催化下的化学反应。古人虽没有明确地认识到发酵的本质是不同真菌在有氧与厌氧环境的不同应用，只是简单地按用途或形态将其称为“酒曲”“红曲”等，但在《天工开物》曲蘖篇中也总结出了一套制曲的一般规律。

古人在制作“酒曲”时，需“用楮叶包扎，悬风处，或用稻秸掩黄”；在制作“面曲”时，需“和踏成饼，楮叶包悬，与稻秸掩黄”；在制作“药曲”时，需“过矾水一次，然后分散入篾盘，登架乘风”。而如果有“毫滓秽”进入，“则败乃事也”。由此可见，古人意识到不同的“曲”，即不同的微生物，需要不同的繁殖环境。此外，古人还认为在空气中存在着某种看不见的物质，可以影响“曲”的形成，从而形成了用包裹密封、保持通风的方法减少外界污染的经验性认识^[2]。

曲蘖篇中还记载了一种可以药用和防腐的“丹曲”的制作：“凡曲信必用绝佳红酒糟为料。每糟一斗，入马蓼自然汁三升，明矾水和化。^[2]”今天我们认识到这一菌种就是红曲霉菌，在现代食品工业中依然在酿制黄酒、制作腐乳、食品着色中发挥着重要作用。红曲霉菌耐酸性，而明矾为硫酸钾铝(KAl(SO₄)₂∙12H₂O)，溶于水呈弱酸性，在培养基中可有效抑制杂菌繁殖，这显示出古人早已掌握酸碱性环境对微生物繁殖的影响。同时，红曲霉菌喜欢在30 ℃左右的恒温条件下繁殖生长。在没有保温设备的古代，为了在自然条件下控制红曲霉菌的繁殖温度，工匠创造了打堆和分堆的办法，巧妙地利用了红曲霉菌的呼吸作用这一放热反应来调节品温，既节约了能源，又降低了成本。通过对红曲霉菌的进一步研究，其代谢产物中的莫纳可林是医学界公认的降低胆固醇的理想药物，洛伐他汀也具有很强的降低胆固醇的作用，基于此我国一些红曲药物相继问世，如脂必妥、红曲胶囊、血康胶囊等，在新型健康食品加工领域也有诸多应用^{[9, 10]}。

如今，我们认识到生物催化是各种微生物和酶在起作用，在生物化学的作用下才造就了许多美食和美酒。小小的“曲”有大大的学问，虽然古人并没有现在系统性的微生物学和生物化学的相关知识，但是通过观察和经验总结也摸索出了有效培育特定微生物的方法，实在难能可贵。通过解读文献，使得学生了解生物催化的相关情况，日常生活中常见的白酒、馒头、腐乳都是由古代传承下来的生物催化实例，这些古老的生物催化领域依旧有着很高的研究价值。在教学中我们拉近了学生与化学和生物催化的距离，使得学生感受到古代科技一直在我们生活中传承并且在继续发扬光大。

从商周遗址中略显粗糙的原始瓷，到海上丝绸之路行销海外的珍宝，不起眼的瓷土在一代代工匠巧手的周转变幻中变为一件件精美的瓷器。瓷器是中国人民独特的发明创造，不仅实用，还反映了各个时期社会生活的审美情趣，这种对瓷器的喜爱历经千年已经完全融入我们的民族文化之中，瓷器成了中国传统文化的一个重要符号。

瓷器脱胎于陶器，两者有所区别但又极为相似。从陶到瓷的发展，一方面是烧制温度有很大的提高，陶的烧制温度在1200 ℃以下，而瓷的烧制温度在1200 ℃以上；另一方面是胎质不同，陶胎使用黏土或陶土即可，而瓷胎则需要高岭土与瓷石、石英石、莫来石等调制而成的瓷泥。陶埏篇中记载景德镇的瓷器“土出婺源、祁门两山：一名高梁山，出粳米土，其性坚硬；一名开化山，出糯米土，其性粢软。两土和合，瓷器方成。^[2]”独特的地理区位优势成就了“瓷都”景德镇。古人虽然对陶瓷的化学本质并不清晰，但是对于原材料的选取、烧制的温度控制等方面已经有了一定经验总结。此外，《天工开物》中提到“凡诸陶器精者中外皆过釉，粗者或釉其半体”^[2]，釉的发明也是古代陶瓷技术的一大突破。釉是一种玻璃质，通过施釉，产品表面就变得平滑光亮、不吸湿、不透气；釉层还能保护釉下的画面，使之经久耐用，还能防止彩料中有毒元素的溶出。釉的发明使得我们的陶器和瓷器不仅更加实用也兼具美观，例如唐三彩、青花或者珐琅彩的各种陶瓷制品^[11]。

古代的陶瓷制品主要成分都是铝硅酸盐，称为传统陶瓷材料。烧制过程一般经历四个阶段：在低温阶段(常温到300 ℃)主要是排除坯体的水分，使得固体的颗粒相互靠拢，属于物理变化；随着窑温升高进入氧化分解阶段(300–950 ℃)，此时瓷坯会排除分子结构水，有机质和碳素充分燃烧氧化，瓷土中的硫酸盐、碳酸盐分解氧化，石英在950 ℃左右的时候开始熔融，使得坯体的颗粒黏合在一起，坯体的强度得到提高，主要发生化学变化；温度继续升高进入高温阶段(950 ℃至烧结温度)，这一阶段坯体液相化、收缩强度加强、重结晶充分，坯体的颗粒结构和分子结构变得紧密，坯体的强度增大，收缩剧烈，使得坯体几乎不吸水且没有孔隙，其中的着色金属氧化物也已经充分发色；完成烧结后转入冷却阶段，逐渐将窑温冷却至室温经过这个阶段，这个阶段发生液相结晶、晶型转变、液相的过冷凝固等变化，最终制成陶瓷制品^[12]。而从选材到烧制温度的把握，一步步的工艺流程都是古人经过无数次摸索和尝试才得到的宝贵经验，也为后人开辟了一个全新的材料领域。

通过对传统陶瓷材料结构与性能的研究，如今陶瓷材料的范围得到极大扩展，如今凡是可以借助三维成键并且通过成型和高温烧结所得到的烧结体均可称为陶瓷材料。由此，陶瓷材料已经发展出了一个庞大的材料家族，除硅酸盐外，还包括氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(Si₃N₄)、碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、金刚石(C)、二氧化硅(SiO₂)等材料，具有耐高温、耐磨、耐氧化等优点，在各种的高端科研领域有广泛的应用^{[13, 14]}。中国空间站的天和核心舱中就应用了多种陶瓷复合材料，天和核心舱霍尔推力器的腔体采用了氮化硼陶瓷基复合材料(图 3)，太阳翼伸展机构关键部件也应用了高性能碳化硅颗粒增强铝基复合材料^[15]。

从精美的瓷器到高精尖的材料，陶瓷材料旧貌换新颜，代表着我国的尖端科研实力随天和核心舱翱翔九天。这部分的教学从传统的陶瓷材料过渡到新型的陶瓷材料，不仅打破了学生对于陶瓷的固有认知，同时认识到古老的智慧带给我们现代科研很大的启示，也引导学生开拓创新，发掘传统材料中新的因素取得突破。

从青铜时代到铁器时代是古代生产力的一次飞跃，中国也是世界上较早掌握冶铁技术的国家。根据碳含量的不同，铁被分为生铁(含碳量大于2%的铁碳合金)和熟铁(用生铁精炼而成的比较纯的铁，含碳量约在0.02%以下)。生铁性能为坚硬、耐磨、铸造性好，但性脆、不能锻压、几乎没有塑性；熟铁质软，强度和硬度均较低，但容易变形，而钢(含碳量介于0.02%–2.11%之间)则结合了两者的优点。《天工开物》系统总结了在历史上不断发展完善的灌钢法：“凡钢铁炼法，用熟铁打成薄片如指头阔，长寸半许，以铁片束包尖紧，生铁安置其上，又用破草履盖其上，泥涂其底下。洪炉鼓鞴，火力到时，生钢先化，渗淋熟铁之中，两情投合，取出加锤，再炼再锤，不一而足。俗名团钢，亦曰灌钢者是也。^[2]”

灌钢法创造性地将生铁作为一种渗碳剂，高温熔化后液态生铁向熟铁快速渗碳，生铁中的碳、硅、锰等与熟铁中的氧化物夹杂发生反应去除杂质，纯化金属组织并提高金属品质。此时，熟铁因为碳的渗入而成为钢，生铁由于脱碳也可以变成钢，而生产不同含碳量的钢只要调节生铁和熟铁的比例即可，缩短了冶炼时间，提高了生产率，既增加了钢的产量，又提高钢的质量。这一冶铁方法还利用半连续流程进行冶炼，例如炼铁炉和炒铁炉的串联使用，铁矿石炼成生铁进而炼成熟铁，生产流程连续进行，较最早需要千锤百炼以去除杂质的“百炼钢”尤其省工省时。这一技术与现代的钢铁生产思想上非常一致，集中体现了减少中间环节、节约成本、注重提高效率的先进工艺思想。高温条件下炼钢过程中的主要化学反应方程式如下：

$ \rm{Fe_{2}O_{3} + 3CO = 2Fe + 3CO_{2}}\;\;\;\;\;\;\;\; (1) 赤铁矿的还原 $

$ \rm{2Fe + O_{2} = 2FeO} \;\;\;\;\;\;\;\; (2) 生铁的氧化 $

$ \rm{C + FeO = CO + Fe }\;\;\;\;\;\;\;\;(3) 碳元素的氧化去除 $

$ \rm{Si + 2FeO = SiO_{2} + 2Fe}\;\;\;\;\;\;\;\; (4) 硅杂质的氧化去除 $

$ \rm{2FeO + SiO_{2} = 2FeO \cdot SiO_{2}} $

$ \rm{2FeO \cdot SiO_{2} + 2CaO = 2CaO \cdot SiO_{2} + 2FeO} $

$ \rm{Mn + FeO = MnO + Fe} \;\;\;\;\;\;\;\;(5) 锰杂质的氧化去除 $

$ \rm{2MnO + SiO_{2} = 2MnO \cdot SiO_{2}} $

工欲善其事，必先利其器，各类金属的冶炼始终与人类文明的进程息息相关。今天，钢铁产量依旧是衡量一个国家工业化水平的重要标准，但是普通的钢铁已经满足不了时代的需求，各种先进钢铁材料的研发和生产是未来钢铁行业发展的重要方向，例如应用于航空航天领域的高档轴承钢、应用于能源输送领域的高强厚壁直缝埋弧焊管、应用于海洋工程领域的低温韧性结构钢板等^{[16, 17]}。

通过对灌钢法的讲解，学生不仅对古代冶铁技术有了一定的认识，也对现代钢铁技术领域的发展有一定了解。古人的技术今天看来已经远远落后于时代，但是他们的思想和创造力依旧值得我们学习和传承。

在教学中，通过对《天工开物》部分文本的诠释，学生已经对我国古代化学科技发展水平与当今科技前沿都有了一定的认识，但是站在文明史的角度，促成人类文明向前发展的因素除了物质上的必要准备，还有思想上的进步。从这个角度看，《天工开物》不仅是一份重要的古代科技文献，也是当时具有一定先进性的古代朴素唯物主义思想的集中体现。

阴阳五行学说是我国传统世界观的基础，虽然历史上也有唯心主义与唯物主义的观点之争，但总体来说属于朴素唯物主义的阴阳五行学说是被社会大众广泛接受的。在这种世界观下，世界的物质性得到肯定，世界可以被认识并加以改造，进而形成了“天工人代”的思想，在改造世界的同时也追求人与自然的和谐。虽然今天来看古人对于世界物质性的认识有所偏差，但是基于长期实践和大量的经验总结，阴阳五行学说在古代科技实践中也起到了一定的指导作用。与单纯的哲学论述不同，《天工开物》以理载道，通过一个个科技应用实例，阐明其阴阳五行学说与气一元论的思想。

气一元论认为“气”是世界的本源，五行阴阳是其不同的表现形式。“矾”是古人对很多物质的称谓，如皂矾(FeSO₄∙7H₂O)、胆矾(CuSO₄∙5H₂O)、明矾(KAl(SO₄)₂∙12H₂O)等。不难发现都属于带结晶水的硫酸盐，这种命名来自于古人对它们本质的把握，认为它们“皆出一种而成，变化其质”^[2]，并且认为矾的生成是“火石精气”与自然气候的共同作用。虽然古人对各种矾实际的本质并不了解，而是归结于“气”，但是这种基于实践的认识具有一定的合理性，符合实践论的观点。我们在教学中也鼓励学生积极实践，善于总结，毕竟科学就是在实践中发展的。

《天工开物》中认为“五行之内，土为万物之母。子之贵者岂惟五金哉！金与火相守而流，功用谓莫尚焉矣。^[2]”描述的是土属性是万物演化的起点，并且举例土属性的矿石经过火属性的作用变为金属性的金属。这种按事物外在特性划分属性的方式，是古人认为的事物之间联系和转化的方式，对照科学唯物主义中普遍性和特殊性原理，一方面古人将物质世界有机地联系了起来，另一方面这种联系与实际的自然规律相比有所偏差，导致古人对世界的认识有一定的局限性。

例如关于黑火药的论述，“凡火药以硝石、硫黄为主, 草木灰为辅。硝性至阴，硫性至阳，阴阳两神物相遇于无隙无容之中。^[2]”这一阴阳相冲的思想具有一定的氧化还原反应的雏形。但是事实上，黑火药反应的化学反应方程式如下，

$ \rm{S + 2KNO_{3} + 3C = K_{2}S + N_{2}↑ + 3CO_{2}↑ }$

其中硫和硝酸钾均作为氧化剂，反而是作为辅料的草木灰才是还原剂。这种有所偏差的认识能够使古人成功研制出黑火药，但是由于缺乏对本质的准确把握，也就止步于此，对火药的研究和开发反而是西方科学家后来居上了。

虽然宋应星朴素唯物主义的世界观具有一定的历史局限性，但是也极大地肯定了人的主观能动性，鼓励人们去发现规律，认识世界并加以改造。这也是中华民族几千年来不断创造保持活力的力量之源。通过挖掘《天工开物》背后的指导思想，在教学中引导学生对古代科技思想的先进性和局限性两个方面进行思考，凝聚对指导现代科技发展的科学唯物主义思想的共识。同时也打通科技性的化学自然科学与人文性的哲学社会科学之间的界限，向学生明确科学的世界观下才会有科学的方法论，进一步引导学生树立科技文化自信。

“化学与人类文明”课程是化学科技发展史和人类文明史的统一，借助《天工开物》这一古代典籍在课程中的诠释，将化学这门中心学科在人类文明史尤其是中华文明史上起到的重要作用进一步凸显。

在高校自然科学类课程中，由于长期受到重视逻辑、理性的西式思维方式和研究方式的影响，我国古代经验科学在科技文明发展中的作用没有得到重视，在教学中往往浅尝辄止，这一问题也影响了学生对中国优秀传统科技文化的认知，在科学研究上不知道我们从哪里来、要到哪去。相比主干课程的教学，通识课程的教学形式与内容更加灵活，面向对象更加广泛，利用《天工开物》这一优秀古代科技典籍深入开展教学，为不同专业的学生提供了立足传统科技文化并且面向未来发展的视角，不仅使得学生对于化学与人类文明之间的过去、现在和未来有较深的认识，也使得学生从更深的层面上理解了世界的本源，学会用化学的眼光和科学的思维剖析问题，唤起学生投身强国实践的积极性。

我们通过教学梳理了古代科技与现代科技的传承性，也梳理了古代朴素唯物主义与科学唯物主义的传承性。我们的现代科技不是舶来的，是我国传统科技和西方近代科技融合的共同产物，是中华文明发展的薪火相传、世代接续。从因地制宜开发天然气到可燃冰的开采，从挖掘煤炭作为燃料到煤化工的综合利用，从古老的曲到现代生物催化工程，从美丽的青花瓷到高精尖的陶瓷材料，从省工省时的灌钢法到先进钢铁材料……千百年来代代相传的科技思想，包括阴阳五行学说在内的理念，丰富了我们的社会物质，更构成了每个中国人价值观和精神世界的基石。古代劳动人民在有限的社会生产力水平下，贯彻人与自然和谐的生产生活方式，善于观察总结，勇于开拓创新，坚韧不拔，大量试验，艰苦奋斗，发明创造出了辉煌的古代科技成果和唯物主义世界观，这就是我们深厚的历史文化积淀，是我们的科技文化基因，是我们未来坚定不移推动我国科技水平再上新台阶的力量之源。

古人的经验告诉我们，实干才能兴邦。对于培养新时代的科技工作者来说，需要学习和传承古人的经验和智慧，需要立足国情和实际，立志把科研实践上升为推动社会发展的新动力，把科研论文写在祖国大地上。我们通过教学和思政元素浸润式的引导^{[18, 19]}，基本在学生心中培育起了科技文化自信，一方面学生能够充分认识到古代优秀科技成果和文化对今天的积极影响，能够将传统文化的积极因素与科学实践相结合；另一方面学生愿意未来积极投身社会和科研实践，在实践中积累经验，开拓创新，发扬好、传承好优秀科技文化，对学生思想政治教育起到了积极正面的影响，对未来科技强国建设起到积极促进作用。

古代科技文献是先人留给我们宝贵财富，是我们民族科技和文化上的瑰宝。通过寻找《天工开物》与“化学与人类文明”课程教学的结合点，加强思想政治导向，我们既诠释了文献的内容和背后的思想，又讲述了我国现代化学科技的发展故事。将《天工开物》有机融入化学与人类文明课程，不仅是在课程知识的供给侧创新和拓展课程内容，提升学生对化学、对古代科技文献的学习兴趣，更是在学生学习的需求侧帮助学生树立科技文化自信，培育社会责任感与民族自豪感，促进学生全面发展。

在中华民族伟大复兴的征程上，人是社会发展的重要因素，能否通过教育培养出新时代的科技人才至关重要。本文工作也为其他自然科学类通识课程的教学提供了参考思路，即在教学中发掘相关古代科技典籍和文献的价值，将科学与文化相结合，传承好优秀传统文化，树立科技文化自信，培育新时代的青年科技工作者。