科学和工程需要提醒学生从历史中吸取教训

最近，有很多讨论强调了将社会科学纳入STEM(科学、技术、工程和数学)学科的必要性，以便在科学家中培养创造力、增加同理心并更好地理解人类状况。
然而不幸的是，所有这些谈话并没有改变现实。

作为一名生物医学工程方面的研究人员和教师，我观察了人体的基本功能，我觉得我们在工程(以及其他科学)方面对我们的学生造成了伤害。我们未能通过科学家的故事将他们与科学史联系起来。
如今，我们的学生对我们都站在巨人肩膀上的巨人知之甚少。
然而，有强有力的证据表明，当学生通过讲述故事的方式参与进来时，他们更有可能对科学产生兴趣，并追求科学教育。

研究还表明，这样的故事能让STEM学科的学生更好地理解和应用他们的课堂知识在现实世界中。
科学学习中缺失的一块
在我的一门工程学课上，我讨论了液体，比如空气和血液，如何在人体中流动。这些过程对我们的健康和幸福至关重要。

在我这样做的同时，我也讨论了许多著名科学家的相关发现。约瑟夫·傅里叶、丹尼尔·伯努利和艾萨克·牛顿等科学家的开创性工作改变了我们的世界，极大地改善了我们的生活质量。
然而，除了最著名的苹果掉落导致重力发现的轶事之外，我发现我班上的学生对牛顿的贡献知之甚少。虽然我们班的学生可能对傅里叶变换(构成现代电气工程基础的一种基本数学关系)有丰富的了解，但他们对傅里叶变换一无所知。

研究表明，环境和历史在科学和工程理论与实践的联系中起着重要作用。
尽管研究强调了讲故事和历史案例研究方法的重要性，但非个人的PowerPoint演示文稿主导了课堂。在这样的演讲中，没有历史观点和丰富的故事。

为什么它很重要？
作为教育工作者，我们面临着巨大的压力，需要在课程中加入技术材料。那么，我们为什么要把历史列入我们的教案中呢?

首先，历史为科学发现的过程提供了引人注目的视角。我们通过研究了解到，历史文献可以帮助学生澄清对科学话题的普遍误解，从行星运动到进化论。
纵观几个世纪以来的科学故事，学生们能够理解研究和发现是一个持续的过程。然后他们可以看到，他们用来解

决问题的定律和方程式是通过漫长而有时痛苦的过程被发现的。
换句话说，他们今天得出的结论，是那些生活在真实社会中，有着复杂生活的人们的辛勤劳动的成果，就像我们其他人一样。

第二，历史感教会学生科学中失败的最重要价值。这也突显了科学家们的坚持不懈，他们一直在努力克服困难。
最近的研究表明，通过讨论科学家的奋斗和失败，教师能够激励学生。的确，对奋斗、障碍、失败和坚持不懈的讨论可以使学生在学业上有显著的提高，特别是对于那些可能面临个人或经济困难或对以前的导师感到沮丧的学生。

从历史中学习
过去科学家的故事提醒他们，历史是一个机会。并不是所有伟大的发现都是由社会经济金字塔顶端的人完成的。
与发现和创新过程相联系的是多学科方法的基本概念。

学生们需要明白，这种方法不是21世纪的产物。数百年来，人们一直在使用他们那个时代的多学科工具。例如，约翰内斯·古登堡(Johannes Gutenberg)将硬币冲孔机的灵活性与酒压力机的机械强度结合起来，发明了印刷机，在传播知识方面产生了深远的全球影响。

最后，现代工程教育的一个基本目标是培养具有强烈伦理意识的具有社会意识的工程实践者。
在接受工程教育后，个人可以继续为资源有限的环境开发医疗技术，或从事干细胞或基因工程方面的工作。伦理在这些领域的重要性不容低估。
案例研究和历史对伦理学的教学具有极大的价值。历史提供了强有力的证据，证明了科学家周围的环境在塑造他们的生活和发现方面同样重要。从历史中吸取的教训可以让我们深入了解如何做出与技术或工程原理相关的伦理选择。

谈话
历史、遗产和整体学习观
最终，我们的目标不是在严格性上妥协，也不是只关注历史和个性，而是通过讲故事和与我们共同的传统联系，让材料更容易获得。
通过让学生意识到他们是学习、成功和失败的伟大传统的一部分，我们可能会发现，保留、启发、获取和丰富的材料参与的目标比我们意识到的更接近。