百年清华

学理与实验并重的教育思想

　　在工程教育思想上，刘仙洲一贯主张理论与实际联系，学理与实验并重。

　　刘仙洲根据本世纪初国外教育改革的经验和自己在留法预备班教学的亲身经历，热情倡导“工读协作制”。一九二○年，他在留法预备班提出的《我国工业教育应酌采工读协作制意见书》，比较完整地表达了他的这一主张。他当时认为各国实际上最通行的是以下两种办法：（甲）在学校里附设实习工厂，使学生于学理以外，兼得实验。（乙）在工厂里附设补习班，使工人于工作以外，兼得学理。这两种办法虽然也可以造就相当的工业人才，但是，或偏于学理，或偏于实验，有时甚至学理自学理，实验自实验。因此，我国的工程人才，若专就学理言，已为数不少，且其成绩不在他国之下，惟多缺乏实验之技能，故无多补于实际；若专就技能言，中国工人为数尤多，且其技能也不在他国工人之下，惟多缺乏学理之辅助，故也难以有所发明。而最感缺乏者，实为学理与实验兼优之工业人才。工读协作制，就是按这两种办法，各取所长，各去其短，在学校里求理，在工厂求实验。换一句话说，就是把学校和工厂合于一气，把学生和工人备于一身，用最经济的办法，以造就工业人才的一种制度。他特别强调，这种办法不仅能使清寒子弟得以上学，而且能够做到学理与实验兼优，纠正我国工业学生以下两种通病：一种是注重书本，轻视实习；一种是自视颇高，不肯轻于向工人请教。实行工读协作制，就使学生和工人一样劳动，一样勤勉，消除虚荣心和骄气，对工人也就不耻下问。他还指出，工读协作制与勤工俭学也不同。勤工俭学是把学和工分成两个阶段，先做几年工，积蓄下钱，再去读书，且所做的工作，对于将来所读的书，不一定有什么关系。工读协作制所做的工，则力求和他所学的课程有关系，课程的分配也力求和所做的工作接近，因此比勤工俭学更好。

　　刘仙洲的这份意见书，一方面送《新教育》发表，一方面呈报当时的教育部。但教育部只给了一纸回文：“留备采择”。

　　一九二五年春，刘仙洲任北洋大学校长时，想自己试办一个机械工学门（即机械工程系）的工读协作制，曾拟就说明书、计划书各一份，呈请当局核准，并请指定北洋铁工厂和大沽造船所作为学生做工的地方。不料，当局很怕学生和工人结合在一起，主张“缓行”。

　　一九三六年，刘仙洲在清华大学机械系任教时，与系主任庄前鼎商定，并征得有关工厂同意合作，试办工读协作制。这次准备以南口机械厂、长辛店机械厂作为学生做工的地方，以清华大学机械系作为学生上课的地方。后来，由于抗日战争爆发，也未能实现。

　　后来，在一九三七年发表的《我国机械工程教育应改进的几点》、一九四三年发表的《培植我国工业建设人才的具体计划》等教育论文中，刘仙洲都一再呼吁试办工读协作制，但各方面很少反响。他自己也觉得这种办法虽说理想，可是在当时情况下，试办尚有相当困难。

　　刘仙洲在积极倡导工读协作制的同时，反复强调大力充实现有工科大学的实验设备和实习工厂，力求做到学理与实验并重。他主张：研究机械工程学，非常常接近实物不可，最好能有机会就亲近机械，抚摸它们，使用它们，如果情况允许的话，更要拆卸它们，安装它们，详细考察它们各部的组织、构造和作用。他认为：“这样做，你的衣服上也许弄上油，你的手上脸上也许擦上黑，若钻到一个锅炉的焰道（烟道）上去考察，你身上更无疑要弄上不少的灰土，然而你千万不要嫌恶它。你应当觉着这样是最美！比穿上最漂亮的衣服，甚至比擦上雪花膏美得多！”为此，刘仙洲在自己讲授机械原理、工程画、蒸汽动力和热力工程等课程时，试验过“理论与实践相结合的教学法”，即让学生在听课的同时，观摩实物，取得一些效果。他还建议“在各大城镇设立机械工程博物馆或在普通博物馆内设立机械工程部”，“有计划地设立机械玩具制造厂”等。

　　严格认真的教学作风

　　解放以前，清华大学的教学作风素以严格认真著称，而刘仙洲正是体现这种教学作风的代表。至今，在清华大学还流传着许多有关刘仙洲教学作风的故事。

　　刘仙洲每周担负十二小时讲课任务，从不迟到，从不轻易缺课，经常做到全年一课不缺。他总是天一亮就起床备课，遇有比较复杂的图，就提前来到教室，先在黑板上画好，甚至在前一天晚上就去教室画好，而且尽量用不同颜色的粉笔画，以求层次分明。看到老师这样认真，学生都没有无故迟到或缺课的。

　　刘仙洲非常讲究教学法，课程内容联系实际，组织严密，深入浅出，通俗易懂。他讲起课来，一、二、三、四，条理清晰，很好笔记。每门课应讲的内容，都能按时讲完，不拉进度。他的黑板字也极其工整，就像刻蜡纸一样。在老师的影响下，学生的笔记也都记得很好。许多学生觉得f这个字母老师写得非常漂亮，纷纷学着写，有的至今还保持着这种“刘体”f的写法。

　　刘仙洲对自己教学生活的安排很有规律，每天干些什么，什么时候干，都有条不紊，甚至每天散步也有一定规律。有一次，门卫看到刘老突然改变往日的散步路线，折往另一条路去，就奇怪地问：“您照例是要出校门散步的，今天怎么改了？”他说：“刘仙洲律己以严，对学生也严格以求。布置作业时，明确规定纸张规格、作图比例、中心线的位置、各种线条所使用的颜色，甚至对各种线条的粗细也有要求。拉计算尺，必须准确到三位数，否则打“×”。有个学生计算飞轮的半径，把小数点错移一位，1.2英尺变成了12英尺。刘仙洲发现后，当场把这个学生叫起来，问道：“这间教室有多高？你的飞轮单是半径就12英尺，那么你的机器在一般厂房里怎能搁得下？”接着，他花了一刻钟的时间讲话，反复强调理论联系实际和训练严格作风的重要性，使全班学生深受教育。

　　当时，大小考试很多，刘仙洲讲授的课程，除期终考试外，小考至少一月一次，也有每周或两周一次的，还有事先不通知的临时测验。考试时，刘仙洲和他的助教吴仲华、郭世康三人前后监考，不许作弊，否则一经发现，就算“0”分。刘仙洲还规定，考试必须按时交卷，迟交不收。有一次，一个同学到了时间迟迟不交卷，一直等到老师收完卷子跨出教室以后才交，刘仙洲当场就把卷子撕了。从此，谁也不敢迟交。据刘仙洲的学生郑林庆说，刘仙洲对考试的评分也极严格，稍有不合教学要求即行扣分，但超过教学要求时也给加分。有一道连杆机构的考题，本来只要求做出一条轨迹，郑林庆做出两条轨迹，刘仙洲就特别给他加了十分。

　　在一九六一年清华大学成立五十周年的纪念会上，刘仙洲提出：“我们应该批判地继承我校原有的严格的教学作风和认真学习的风气。”他说：那时的许多规定过于死板，使学生学习有些被动，影响身体健康，也妨碍参加进步活动，但这种严格认真的风气，仍然是值得保持和发扬的。当毛泽东同志提出要使学生在德、智、体诸方面生动活泼地主动地得到发展时，刘仙洲认为这一指示非常正确，其最后目标是提高教学质量。我们要全面掌握这一指示精神，不能片面地抓住一两句话就做。如“考试可以冒名顶替”就不行，“可以不上课”也不行，这样会走到反面去。

　　最近，曾经当过刘仙洲的学生和助教的七位清华大学教授聚在一起，谈到刘仙洲当年严格认真的教学作风，都印象很深。大家谈到：虽然事隔四十多年，学生们仍然保持着老师当年言传身教的许多良好习惯，自己今天在教学工作中能够比较严格认真，是和老师当年的潜移默化分不开的。

　　自编工科大学教科书

　　旧中国的高等教育，带着浓厚的半殖民地色彩。本世纪初，国内仅有的几所没有工科的大学，如北洋大学，南洋大学等、多延用外籍教师，中国教师也大多是留洋回国，用外文教材，用外语讲课，否则就被视为“不够程度”。刘仙洲认为：“长此以往，我国学术无法独立，国将不国。”因此，他从一九一八年开始任教，就始终坚持用汉语讲课，并发愤编写中文教材。从一九一八年到一九二四年，他编写了《机械学》、《蒸汽机》、《内燃机》、《普通物理学》、《农业机械学》等六本教科书，一九二八年到一九四八年，他又先后编写了《机械原理》、《经验计划》、《热机学》、《蒸汽表及莫理尔图》、《热工学》、《汽阀机关》、《农业机械》等九本教科书。刘仙洲的这些著述，是我国最早自己编写的一批工科大学教科书，为创立和发展我国现代机械工程学作出了重大贡献。这些教科书绝大部分由商务印书馆出版，有些后来被编入《大学丛书》，多次增订再版，畅销全国，各高等学校和中等技术学校普遍采用。

为了编写这些教科书，刘仙洲在解放前几乎献出了自己的全部课余时间和假期。他总是争取把课程安排在上午头两节，利用天亮到课前的时间备课，课后便全力著述。三伏酷暑，汗流浃背，别人劝他去避暑，他却伏案疾书。一件夏布衫让汗浸湿了，就脱下晾在椅背上，穿上另一件；等另一件也让汗浸湿了，再换上这一件。两件夏布衫来回换，一天也不知道换了多少次。抗日战争期间，在昆明，敌机每次来袭，他一边防空，一边编书。《热工学》的各章习题，就是在昆明金马山谷中草成的。教科书每天编写多少字，他都订出计划，严格执行。如果白天有事或来客耽误了进度，当晚必定补上。为了对读者负责，刘仙洲编书时精益求精。他不仅反复推敲内容，斟酌字句，就连标点符号也非常严格。文稿付印时，他常要亲自一笔一划工工整整地抄写一遍，校阅三遍以上。有时只校出少数几个错字，他也要附上一个小条：“如果方便的话，请把改后的小样再送我一份。”甚至著作出版以后，他也要再三翻阅，检查有无错漏之处，并写上自己的改进意见。在他自藏的著作上，好些地方都布满了密密麻麻的改动——有的是文字修饰，有的则是成段的改写或补充，即使多次再版的著作也不例外。

在教书和编书的过程中，刘仙洲深感机械名词不统一之苦。当时，由于学校多用外语教学，企业又多延用外人，影响所及，许多概念和机件只有外国名称，仅有的一些中国名称也是五花八门。如工人不懂英语，就把“弹簧”音译为“司不令”，或者根据自己的理解，把机车前的“排障器”叫作“猪拱嘴”，把管机车变换进退方向的“月牙板”叫作“吊死鬼”，既不雅驯，又不统一。有鉴于此，刘仙洲又决心编订《英汉对照机械工程名词》。他广泛搜集明朝以来有关的出版物三十多种，调查当时机械工程界已有的各种名称，工人是怎么叫的，日文又是怎么译法，然后逐个做成卡片。有时一个机件会有很多叫法，他就按照“从宜”、“从熟”、“从简”、“从俗”四大原则，从中选定一个。如Pump一词，有十四种中国译名：“恒升车”、“起水筒”、“抽水筒”、“运水器”、“吸水机”、“抽气机”、“抽筒”、“唧筒”、“唧机”、“邦浦”、“泵”等，刘仙洲和大家一起反复琢磨，最后选定为“泵”。“油壶子”的含义不清，他就根据“从宜”的原则，改为“化油器”。按理，“滚珠轴承”改为“滚球轴承”更科学一些，但当时一些人都习惯于前一种叫法，也就“从熟”。“偏突轮”的叫法过繁，便简化为“凸轮”。有些英语名词的概念很难翻译，常苦思多日不得其果，实在没有办法时，就只好另创新字。如《热工学》中的重要名词“熵”、“焓”等字，就是刘仙洲创造的。这一工作从一九三三年开始，历时一年多，　日积月累，编成一万一千多个词汇，于一九三四年七月由商务印书馆出版。此后，他又于一九三六年、一九四五年两次增订，把词汇逐步增加到两万多个。《英汉对照机械工程名词》的出版，受到各界的热烈欢迎，很快销售一空，甚至连底稿也被人要走。我国的机械工程名词，由此逐步走向统一。解放后，中国科学院有关词汇的编订工作，也是在这个基础上进行的。像“轴承”、“节园”、“节齿”等机械工程上的常用词汇，当初叫起来，曾经感到很不习惯，今天大家已变得非常熟悉了。

研究机械工程史

刘仙洲认为：“欲求国家各种事业之独立前进，非先求各种学术之独立发展不可。”

　　“‘国之利器，不以示人’，能购买与仿造者，已为他国之二三等产品，又何以能与之并驾齐驱？”为此“应特别对于各种学术加以有计划的提倡”，并在“尽量扩充编译馆”的同时，大力“整理吾国旧学术”。从三十年代开始，刘仙洲就在课余致力于中国机械工程史的研究，先后发表有关的学术论文十九篇，专著两种。

　　在过去四五千年中，我国劳动人民在机械工程方面有着极其丰富的创造，但历史缺乏记载，或者记载不详，更少图例可据。要发掘和继承这些宝贵的文化遗产，必须进行长期的繁重的科学研究。早在一九三三年，刘仙洲就搜集大量文献，写出《中国旧工程书籍述略》，并在一九三五年发表了包括交通工具、农业机械、灌溉机械、纺织机械、雕版印刷、计时器、兵工等十三个方面的《中国机械工程史料》。在以后的四十年中，不管在怎样困难的条件下，他从未间断过对有关资料的搜集和研究。无论外出开会、参观、视察，每到一处，即使只有一两个小时的空闲，他也必定到当地博物馆、旧书店搜集材料。北京的琉璃厂、隆福寺等几十家旧书店和每年春节的厂甸，更是他经常去的地方，每次去都是满载而归。同在清华大学任教的张荫麟也常去这些地方。因为两人都只顾物色好书，往往各抱一大抱书挤到一起，抬头一看才发觉原来是老朋友。走进刘仙洲的住宅，就像来到一爿古籍书店：楼上楼下，东墙西壁，全是藏书。就连走廊角上，卧床后面，也摆满书架。《四部丛刊》、《二十五史》、《资治通鉴》、《天工开物》、《梦溪笔谈》、《农政全书》、《武备志》……令人目不暇接，数不胜数。特别是解放以后，在中国工程史编委会的协助下，刘仙洲查阅了古籍两万多种，制成各种资料卡片一万六千多张。他正是依靠这些文字记载和考古挖掘方面的最新材料，集腋成裘，聚沙成塔，深入研究了我国机械工程方面的发明创造，在许多问题上作出了自己的结论。一九六一年，他向中国机械工程学会十周年年会提出了《中国机械工程发明史》第一编（初稿），并于次年由科学出版社出版，共七万多字，附图一百三十三幅。在这部专著中，刘仙洲系统地总结了几十年来自己在这方面的研究成果，阐述了我国古代在简单机械和各种原动及传动机械方面的发明创造，在国内外都有相当影响。其中有十几项重要发明创造，如东汉张衡、唐朝一行与梁令瓒的水力天文仪器，北宋吴德仁的指南车和卢道隆的记里鼓车，元末明初詹希元的五轮沙漏等，已经复原成实物，陈列在中国历史博物馆。

　　刘仙洲自幼生长在农村，曾种过地，非常关心农业的技术改造，因此他还长期从事中国农业机械的研究工作。除一九二○年在育德中学留法预备班试制两种新式水车外，抗日战争期间又在昆明搞过改良犁、水车和排水机。一九四二年，他在《中国农器改进问题》一文中，反对一味抄袭外国的大型农业机械，主张结合我国农村的经济情况，就着旧日的畜力机械加以改良，使机械部分符合最新的机械学原理，而原动力仍旧利用畜力。一九四六年至一九四七年，他又专程到美国考察和研究农业机械，回国后在中国工程师学会作了题为《农业机械与中国》的学术报告，并写成二十多万字的《农业机械》一书，在清华大学机械系进行讲授。解放以后，他热情地参加华北农业部、北京农业机械总厂和河北省有关农业机械的改进试验工作，向各方面建议大力培养农业机械技术人才，并把自己多年收藏的七百多册农业机械书刊，全部赠给清华大学新成立的农业机械系。为了继承我国古代在农业机械方面的发明创造，更好地推动当前的农业技术改革，他又在一九六二年完成了七万多字、附图一百九十二幅的专著《中国古代在农业机械方面的发明》。这部专著系统地介绍了我国古代在整地机械、加工机器、播种机械、中耕除草机械、灌溉机械、收获及脱粒机械、农村交通运输机械等方面的发明创造，说明我国古代发明的农业机械，不但在数量上相当丰富，在时间上也往往早于其他国家几百年，有的甚至早一两千年。日本大阪大学专门研究中国农业技术史的天野元之助，对这本专著很感兴趣，曾摘译发表在日本《东洋学报》上。

　　实事求是的治学精神

在中国机械工程史的研究工作中，刘仙洲一向反对两种错误倾向：一种是妄自菲薄，民族自卑，感到事事不如外人，我国什么创造也没有；另一种是夜郎自大，我国什么都强过外人，在古籍中见到一言半语即穿凿附会。他主张实事求是，有就是有，没有就是没有；早就是早，晚就是晚。西方一般认为，机械传动的天文钟是欧洲人十四世纪初创造的。刘仙洲通过自己的研究，早在一九三五年即指出：公元七二五年，唐朝一行等人创造的水力天文仪已经采用了精密复杂的齿轮传动。一九五三年又肯定公元一三○年东汉张衡的水力天文仪中瑞轮蓂荚一部（利用凸轮自动表示每月天数的装置）已完全是机械性的机构。一九五六年，刘仙洲到意大利佛罗伦萨参加第八届世界科学史会议，宣读了自己的学术论文《中国在计时器方面的发明》，并和与会的英国剑桥大学教授李约瑟博士交换意见，李约瑟很同意刘仙洲的结论。李约瑟说：“中国天文钟的传统似乎很可能是后来欧洲中世纪天文钟的直接祖先。”西方科学技术史专家得悉刘仙洲的这一结论，都异常推崇：“想不到在这样早的时候，中国已有这样复杂的机械发明！”但是，有的学者对此仍有怀疑，中国的发明怎么会比西欧早这么多呢？以后，刘仙洲又根据有关文献和考古发现，对这个问题进一步作了回答。他确定：毫无疑问，张衡是我国创造机械性计时器的第一个人。从张衡开始，我国计时器已经利用齿轮系和凸轮机构，完全进入机械性计时器的阶段，比西方约早一千年。

在中国古代机械工程的研究中，常常可以遇到同一发明有几种彼此互异的记载，而同一记载又往往有好几种不同版本。刘仙洲总是全面掌握这些文献，逐字逐句加以校核，去伪存真，一丝不苟。例如车的发明者，相传有七八人之多，有人甚至认为诸葛亮曾经发明过能够自动运行的“木牛流马”。刘仙洲博览古今书籍，特别是宋代的几项文献，断定“木牛流马”就是今天常见的独轮小车，而且是由蒲元等多人创议，诸葛亮只是采纳制造而已。他还从西汉许慎所著《说文解字》中找到“辇”（即一轮车）这个字，又从考古中发现了反映西汉使用独轮小车故事的石刻画像。这说明至少西汉时代就有了独轮小车，蒲元等人不过是在前人的基础上，为适应山地和栈道运粮有所改进罢了。又如《宋史》卷一百四十九《舆服志》所载吴德仁指南车的结构，是“左右龟鹤各一”。这句话可以理解成“左有一龟，右有一鹤”，也可以解释为“左右各有一龟一鹤”。理解不同，指南车的构造也就不同：前者外围六轮，后者外围八轮。刘仙洲通过反复研究，虽然发现两种结构都有可能制造，但一定要弄得非常确切，做到可靠可信。为此，他专门请教了汉语专家，又特地考证了北京故宫太和殿前龟鹤的古迹，认定应按后一种理解，方着手绘制成图。在同书中，还记载燕肃指南车的构造，殿本宋史有“系右小平轮一匝”的话，刘仙洲怀疑“系”系“击”之误，但不轻下结论，贸然更改，而是认真查阅好几种版本，最后发现百衲本宋史中确系“击”字，才改了过来。

　　摘自《北京文史资料选编》第八辑：《我国现代机械工程学的先驱刘仙洲》