化学通识课程“人文化学”中的文化自信培养——中国陶瓷的魅力

王志宏

南开大学化学学院，天津 300071

2016年12月和2018年9月，习总书记先后在全国高校思想政治工作会议和全国教育大会上对新时代下与教育发展相关的问题进行了论述，强调了高校课程思政建设的重要意义，为教育改革做出了战略规划并指明了发展方向[1,2]。将思政建设贯穿于教育教学的各领域，实现全方位育人，是新时代高等教育中每一位教育工作者面临的要求和挑战。

新时代下高等教育的另一个重要发展趋势，是通识教育受到越来越多的重视。通识教育是德智体美劳五育并举的人才培养重要途径，以培养健全的个人和自由社会中健全的公民为目标，致力于造就具备远大眼光、通融识见、博雅精神和优美情感的人才。通识教育给了广大高校学子进行多元化学习的机会，有助于补齐学生知识结构方面的短板，提升学生的专业能力与综合素质。

化学作为一门与人类生产生活密切相关的基础学科，在通识课程教育体系中有着不可或缺的重要地位[3-5]，也是开展中华传统文化教育，激发青年学生增强民族文化自信的有效阵地[6]。笔者在多年的高校教学工作中有一点比较深的感受，或者说遗憾，那就是经过多年针对高考进行的高强度学习之后，很多同学的知识架构表现出令人担忧的不完整性。以化学专业为例的理科学生中，有不少同学人文知识相当贫乏，对于文史哲艺相关内容既不了解也缺少兴趣；与此同时，有不少文科专业的同学对物理、化学等学科的内容有明显的畏惧和排斥心理。针对这一情况，笔者经过精心准备，开设了一门通识教育课程“人文化学”，将化学领域的有趣知识和研究方法融入到文学、艺术、考古、历史等主题中，引导学生从科学的角度看人文，为文科专业的同学补充科学知识，为理科专业的同学拓展人文视野，让学生在课程学习中体会到科学之美、文化之美、思维之美。与此同时，在课程中突出我国在传统文化和技术领域的伟大成就，激励学生进一步认识中华民族的勤劳智慧，深入体会中华文化的博大精深，增强民族文化自信和民族自豪感。

本文以课程中介绍中国陶瓷的部分为例，开展了在化学类通识课程中将科学知识、文化底蕴和思政建设相结合的探索。

1 陶瓷——中华文明的优雅载体

在中国的传统艺术中，可能没有哪一种所承载的文化意义能够像陶瓷这样全面。陶瓷是产生最早、流传最久远、体系最复杂的一种艺术形态，也是与历代礼教、风俗、生活、科技和经济都相关的一类艺术品。陶瓷里既寄托着阳春白雪的艺术之梦，也融汇着柴米油盐的人间烟火气。陶瓷这只浴火腾飞的凤凰，从中国的古老大地上起飞，将技术与艺术的种子播撒到全球，在很长的历史时期里，成为中国的“第五大发明”和“文明的徽章”。瓷器也是中国古代国际贸易中最重要的大宗外销商品之一，中国丝绸、茶叶和瓷器带动的古代东西方贸易，对人类各文明地区间的经济文化联系起到了极大的推动作用。中国陶瓷领先于世界的精湛技艺，不仅影响了东亚和东南亚的制瓷工业，对于世界其他各洲的制瓷工艺发展，都起过主导性的引领作用，因而成为中国文化在世界范围内的典型代表之一。

2 中国陶瓷的发展历程和化学工艺

我们平时所说的陶瓷，是陶器和瓷器的总称。如果说陶器是世界上许多古老文明共有的历史遗产，瓷器则在很长一段时期里几乎是为中华文明所独有的技艺，而在其后的若干个世纪中，世界各地的制瓷工艺发展，都受到了中国陶瓷的深远影响。

陶器和瓷器有类似之处，同时也在很多方面存在差别，其中最根本的一点差别是所使用的基本原料有所不同。制造陶器使用的是陶土，而制造瓷器则需要使用瓷土。瓷土，又名高岭土，因江西景德镇高岭村而得名，其汉语发音转变而得的词Kaolin，早已成为国际性的名词。瓷土由云母和长石风化变质并水合沉积而来，其变化过程中钠、钾、钙、铁等元素基本流失，纯净的高岭土的化学式为2SiO2·Al2O3·2H2O，颜色一般为白色或灰白色。而陶土主要由高岭石、水白云母、蒙脱石、石英和长石组成，其化学成分相对复杂，除了二氧化硅和三氧化二铝之外，还含有一定量的三氧化二铁、氧化钙和氧化镁。其中三氧化二铁的存在，使得陶土可能带有黄褐色、红紫色等色调，也正是因为这个原因，我们所看到的陶器最常见的颜色是黄褐色系。

2.1 华夏大地上史前陶艺的灿烂群星

世界上各种古老文明都不约而同地在某个阶段发展出了陶器。在广袤的华夏大地上，新石器时代晚期的代表性文明发展圈如仰韶文化、大汶口文化、河姆渡文化等，根据其所处区域内陶土成分和烧制工艺特点，制作出了形态各异风格多样化的白陶(略带浅棕色)、红陶、灰陶、黑陶和彩陶。

白陶的出土相对较少，制作这类陶器需要使用铁含量很低而氧化镁或氧化铝的含量较高的陶土。如果陶土中含铁量较高，在露天烧制或采用敞口式的陶窑烧制，陶器就会显现出三氧化二铁的颜色，即烧制成红陶。如果在烧制过程中通风不足，或在烧制末期封闭窑顶，就会因为供氧不足产生还原气氛，三氧化二铁被还原为四氧化三铁，陶器就会呈现出深灰色。如果在烧制即将结束时，封闭窑顶和窑门，并在窑顶渗水，使窑室内产生浓烟，烟中的炭会渗入坯体的孔隙中，将陶器熏成黑陶。黑陶的制作也可以通过向陶土中加入植物的茎、叶、谷壳等，在烧制过程中植物组织发生炭化，使陶器呈现黑色。如果在素面的红陶、灰陶的表面用天然颜料锰铁矿、赭石、瓷土矿等进行描绘，烧制后就会得到精美的彩陶(图1)。

图1 新石器时期陶器类型

2.2 原始瓷器的诞生与青釉的发展

考古学家发现中国瓷器的出现至少可以上溯到商代的中期，大约相当于公元前16世纪，距今已经有三千五百多年了。商代、西周时产生了原始瓷器——青釉器；从商代、西周，经春秋战国到东汉，是中国瓷器从不成熟到成熟的发展过程；在魏晋南北朝时期进入完全的瓷器阶段。目前考古发现的历史最久远的瓷器，是20世纪五六十年代在河南的商代墓葬中发现的两件较为完整的青釉瓷尊。瓷尊由高岭土制成，里外都涂有一层较薄的透明青色釉，烧成温度在1200 °C以上，出土时叩击有金石之声，化学分析表明完全具备瓷器的特点。

那么，原始瓷器，或者说青釉器，与陶器的化学成分有什么不同呢？其中最显著的是氧化铁及氧化钙/镁的含量变化。在陶器中，氧化钙/镁的含量通常大于3%，而氧化铁的含量大于6%；而在原始瓷器中，氧化钙/镁的含量降至1%以下，而氧化铁的含量低于3%[7]。从外观上讲，最突出的变化是原始瓷器的表面有一层光滑致密的釉层。这时使用的釉，是一种氧化钙含量16%-20%的碱性长石釉，以2%左右的铁作为着色剂。由于早期窑工在控制火焰方面还不十分稳定，在窑温上升到1000 °C以上后，会有时是氧化气氛，有时是还原气氛。在氧化气氛下，主要生成三氧化二铁，釉色发黄；而还原气氛下存在的主要是二价铁，因此釉色偏青绿。

青釉是我国使用最早、延用时间最久、分布最广的一个釉种，它的发明是与我国瓷土矿大都含有一定量的铁矿的现象相一致的。青色也符合我国人民的传统审美情趣，青色与碧玉相似，被认为稳重而高雅。自商代以降，青釉瓷器经历了稳步发展，到两晋时期完全成熟(图2)。

图2 青釉器与青瓷

2.3 低温铅釉的发展与唐三彩

中华民族自古以来就有着令人叹服的勤劳和智慧，在实践中不断有新的发现。我国古代的工匠们在青铜冶炼的过程中意识到把铅加入铜锡合金中会降低青铜的熔点，增强青铜的流动性，进而触类旁通，发展出了可以在相对低的温度下施用在陶器表面的低温铅釉。铅釉始于汉代，并且从一开始就具有相当成熟的形式和技法。汉代铅釉是用石英和铅以大约1: 3的比例混合而成，从色彩上讲主要有铜发色的深绿色-绿色-草绿色冷色系，以及用铁发色的土黄-浅棕-深褐色暖色系。

三国魏晋时期，由于长期战乱导致铅釉陶的生产十分低迷。到南北朝时期，釉色从单一色向多色转变，出现了白地绿彩、黄地绿彩以及黄、绿、白三色共用等施釉技法，这些都为唐三彩在大唐盛世里大放异彩打下了基础。唐三彩的釉色主要有黄、绿、蓝、褐、白、黑等，其中又以黄、绿、褐这三种最为常见，所谓三彩是一种泛称。唐三彩采用低温铅釉，以金属氧化物或金属盐作为发色物质。其中绿色常选用以碱式碳酸铜为主要成分的孔雀石和蓝铜矿，黄色和褐色延用了三氧化二铁，黑色部分采用铁锰矿，而蓝色一般选用氧化钴。唐三彩作品中所呈现的雍容华贵的仕女，神情各异的胡人，雄伟矫健的骏马，喜气欢腾的乐舞，都为大唐盛世留下了生动真实的写照(图3)。

图3 汉铅釉陶器与唐三彩

2.4 雨过天青云破处——宋代陶瓷的创作高峰

发端于商代青釉器而成熟于两晋时期的青瓷，在唐宋时期继续发展并逐渐臻于完美。唐代除唐三彩之外，其他类型的陶瓷形成了“南青北白”的基本格局，南方以越窑为代表的青瓷，以“千峰翠色”的秘色瓷为天下称道，而北方以邢窑为代表的白瓷，因瓷土中铁含量极低，而具有几近纯白的颜色，二者以“邢瓷类银，越瓷类玉；邢瓷类雪，越瓷类冰”并称。

到了宋代，邢窑白瓷逐渐被定窑白瓷所取代，而在青瓷方面出现了汝、官、哥、钧、定五大名窑各具特色异彩纷呈的局面，其中以汝窑的天青釉瓷器最为人所魂牵梦萦。汝窑瓷器名贵的原因之一，是其传世作品很少，物以稀为贵。另一个重要原因，是汝窑在用釉方面的独到之处。汝窑的天青釉，是一种还原气氛下烧成的高温长石二液相分相釉，以玛瑙入釉，在乳浊釉中存在着相当多的石英玻璃聚合小点，由于这些石英颗粒的存在，导致一种独特的散射作用，使汝窑瓷器表面平滑但毫无浮光[8]。加上釉本身铁含量不高，在高温还原气氛下烧成，釉色青白，使瓷器展现出一种温润如玉的素雅清逸。

宋代瓷器中还有一类由特殊化学变化带来的传世精品，那就是钧窑的窑变作品。钧窑的釉料中含有铜、锡、钛、磷等多种元素，为复色窑变的形成提供了内在条件。其中0.5%左右的氧化铜在1200 °C以上高温中，还原成胶体铜粒子，这些粒子在釉中会形成红色釉，或青色、红色以及其他颜色的混合，打破青釉单一的色调，形成天蓝、月白、玫瑰紫、海棠红、灰青、灰蓝、墨绿、正红、茄皮紫等釉色。因为瓷器在烧制过程中，会发生一系列非常复杂的变化，呈现出无法预知的色彩组合，故而有“钧瓷无对，窑变无双”，“入窑一色，出窑万彩”之说(图4)。

图4 色彩纷呈的宋代瓷器

2.5 天青色等烟雨——享誉世界的青花瓷

中国的陶瓷艺术品中，有两大类在世界范围内最具影响力并且被很多国家效仿，除了前面谈到的唐三彩，还有始于唐，盛于元明，且至今仍深受欢迎的青花瓷。考古研究表明，青花瓷最早出现于唐初，历经唐、五代、两宋，直到宋元之际，大江南北均有试作，元代开始，青花瓷迎来了其全盛期。元青花烧制的成功，是建立于青白瓷烧制的基础之上的，尤其是宋代景德镇影青的制作技术，而釉料成分的选择，也使不同时期不同区域的青花瓷展现出色彩和风格方面细腻的差异，或浓郁奔放，或淡雅柔和。

青花瓷色彩的差异，主要取决于所用的蓝色发色物质——钴的化合物类型，以及釉料中其他金属氧化物的参与。烧制青花瓷最常用的发色剂是氧化钴，它是最稳定的一种呈色剂，不但着色力强，而且成熟火温很宽，在任何的釉料下，它都呈现稳定的蓝色。0.25%的氧化钴在釉中呈现出艳丽的蓝色，1%的氧化钴在釉中呈现出非常深的蓝色，氧化钴稍高于1%时，则会呈现蓝黑或黑色。除钴之外，锰和铁的含量也会直接影响釉料烧成后的颜色，锰在钠釉中显红紫色，在钾釉中则显蓝紫色，而铁显茶黑色。总体而言，进口青料中含铁量较高，而国产青料中锰的含量较高。因此，当烧制青花瓷时主要选用以苏麻离青为代表的进口青料时，例如元代及明代永乐、宣德年间，青花色彩浓烈；当烧制主要选用平等青、回青等国产青料时，例如明成化、嘉靖年间，青花色彩淡雅。

在青花瓷这朵名扬世界的陶瓷之花盛开的同时，还有一枝艺苑奇葩绽放于元代至清代这段时期，那就是珍贵稀少的陶瓷名品——釉里红。釉里红与青花的烧制工艺大体相似，区别主要在于所使用的发色物质不同，青花瓷使用钴元素发色，而釉里红采用铜元素发色。但铜元素价态相当不稳定，尤其是在1250度以上，很容易游离而烧失。如果烧制过程中所需要的还原气氛压力不够，铜就可能与碳、氧以不同的价位结合，生成单质铜、氧化亚铜、氧化铜或碳酸铜，而其中只有氧化亚铜是烧制釉里红所期望的红色[8]。由于这些变数的存在，釉里红的烧成率很低，传世作品稀少，使之愈发珍贵(图5)。

图5 元明青花和釉里红

2.6 绚丽的明清五彩瓷

明、清两代是中国彩瓷高度发展繁荣的鼎盛时期。明清彩瓷是景德镇窑在宋、辽低温釉的基础上发展起来的，基本色调以红、黄、绿、蓝、紫5种彩料为主，既有色彩浓郁的单色釉瓷，又有多种色彩交相辉映的五彩瓷，按照花纹的需要在釉上施彩，再在700-900 °C的炉中二次焙烧而成。单色釉瓷中最负盛名的有“弘治浇黄”“永乐甜白”和“宣德祭红”。其中的弘治浇黄采用低温铅釉，以国画颜料赭石为着色剂，由于赭石中的铁是以化合物三氧化二铁的方式带入釉中的，有效地避免了唐宋低温釉以铁粉入釉时造成的咖啡色污斑，使浇黄釉格外清亮透明[8]。永乐甜白和宣德祭红均使用长石高温釉，宣德祭红以铜离子着色，而永乐甜白则是一种纯净不含铁质的透明釉。除此之外，还常见以钴蓝呈色的蓝色“霁青釉”，以及以碳酸铜为着色剂的绿色“法翠釉”。

在单色釉发展的同时，明代彩瓷中还逐渐出现了斗彩瓷和五彩瓷。明代瓷工在唐宋低温铅釉的基础上加入氧化钾，发展出了PbO-K2O-SiO2的三元系统釉上彩[7]，其中釉下青花釉上彩绘的品类称为斗彩，而采用白瓷进行釉上彩绘烧制的称为五彩瓷。明清五彩瓷中的红色，主要有矾红和金红两类，其中矾红是以青矾煅烧得到的氧化铁为着色剂，而金红则是以0.5%左右的胶体金为着色剂。黄彩常见铁黄和锑黄两种，其中铁黄的主要成分是硫酸铁，锑黄的主要成分是氧化锑。绿彩由铜绿铅釉发展而来，其着色剂为二价铜离子。蓝彩则延用了由钴蓝铅釉发展而来的氧化钴着色剂。五彩瓷，与向外借鉴的珐琅瓷，融合变通的粉彩瓷一起，在中国陶瓷的发展中书写出了一段绚丽华美的篇章(图6)。

图6 绚丽的明清彩瓷

3 中国陶瓷的域外传播与文化影响

瓷器，作为中国古代国际贸易中最重要的大宗外销商品之一，也作为中华文化的象征之一，很早就传播到世界许多地区，对人类各文明地区间的经济文化联系起到了极大的推动作用。

考古发掘证明了早在1世纪前后，我国秦汉时期的陶瓷器皿，就已经流传到现在的马来半岛，到了唐代，更是远销到了西亚和东非的很多地区[9]。不止中国周围的朝鲜半岛、日本、中南半岛等地区陶瓷工艺的发展明显受到了中国陶瓷技术的影响，就连西亚地区和后来的欧洲，也在制瓷方面大量学习了中国的精湛技艺。唐三彩在大唐盛世的历史背景之下，成为了世界很多地区效仿学习的对象，在不同地域绽放出了各具特色的异域姊妹花，向东培育了奈良三彩和新罗三彩，向西发展出了波斯三彩(图7)。11世纪的高丽青瓷、13世纪的日本“濑户烧”，都带有显著的宋代陶瓷的风格。而18、19世纪欧洲制作的瓷器，大多是从模仿青花瓷开始的。

图7 唐三彩的异域姐妹花

陶瓷，这只从华夏大地飞出的火凤凰，向全世界展现了中华民族的勤劳与智慧，是中国的，也是全世界的技术与艺术瑰宝。

4 结语

三全教育背景下的高等教育，愈来愈要求高校学生建立起完整全面的知识架构，也愈来愈要求高校课程达成知识、文化和思想政治培育的有机融合，实现全方位育人。在“人文化学”这样的化学类通识课程的教学实践中，将拓展化学知识与提高文化素养相结合，突出我国在传统文化和技术领域的伟大成就，激励学生进一步认识中华民族的勤劳智慧，深入体会中华文化的博大精深，增强民族文化自信和民族自豪感，既受到了学生的广泛欢迎，也是新时代教育背景下我们化学教育工作者的职责所在。