教育是科学还是艺术

没有科学，教育不能成其真，没有艺术，教育不能成其美。有科学，才有教育的神圣和庄严，是艺术，才有教育的灵动和活泼。抛弃功利目的，年轻教育者首先要钻研教育科学，努力求真，达于娴熟，然后才能变化无端，臻于艺术之巅。但这并不意味着求真之时不能求美，求美之时无须再求真，实际上，真和美都是无止境的。年轻人的灵机一动，也许更能体现教育艺术的创新之美。 教育艺术要富有激情的活动，别让教室的四壁把儿童与斑斓绚丽的世界隔开。我们应当经常关心，别让儿童的思想从入学伊始就塞进教学黑板和识字课本的框框，别让教室的四壁把他与斑斓绚丽的世界隔开，因为大千世界的奥秘是思想和创造力取之不竭的源泉。 青少年课堂的激情活动，感情的积极流露，可以形成一定的观点和信念，也逐渐变成激励他们心灵达到从事道德高尚活动的积极力量。所以应引导孩子们进行积极活动。实践告诉我们，为了丰富学生的精神世界，所选择的方法应能引导他们进行积极活动，能在他们面前展现出战胜困难的吸引人的前景，能唤起他们的自豪感和自尊心。活动本身还应包括克服困难和障碍的可能性，但应适合学生的年龄。重要的是，从孩子们受教育的第一天起，就要用克服困难的社会意义和智力创造来吸引他们。要使艺术珍品成为少年们的精神需求，艺术对于塑造少年时期的人具有特殊的意义。我认为，要使艺术珍品成为少年们的精神需求，使他们努力用最感到幸福、最生气勃勃的心灵劳动――接触美的东西――来充实自己的空余时间。这是一项复杂而又细腻的教育任务。活动使少年的禀赋得以展现和发展。独特个性和饱满的精神生活及幸福的个人才能、意向与天才，只有通过活动才能被揭示出来并得到发展。正确地组织少年时期的教育，意味着努力使每个儿童恰恰是在同他的禀赋最相适应的活动中把自己展现出来。 教育是艺术，不外乎说，教育给人以美的愉悦，给人一种心灵契阔的神灵之会，真正达到这种境界，恐怕是可遇而不可求的。艺术作品具有强大的教育力量，这种教育力量表现在审美观、道德观和政治思想都艺术地融为一体。一个班主任，无论他教的是什么学科，都应当善于通过论述文艺作品的机智的、有趣的谈话，用艺术作品中反映的当代青年的理想来吸引自己的学生。 教师应引导孩子们进行积极活动，实践告诉我们，为了丰富学生的精神世界，所选择的方法应能引导他们进行积极活动，能在他们面前展现出战胜困难的吸引人的前景，能唤起他们的自豪感和自尊心。活动本身还应包括克服困难和障碍的可能性，但应适合学生的年龄。重要的是，从孩子们受教育的第一天起，就要用克服困难的社会意义和智力创造来吸引他们。活动使少年的禀赋得以展现和发展。如何才能使少年对积极活动的自然追求服从于道德的发展？这种积极活动应当包含什么？那些决定以后（青年和成年时期）人的独特个性和决定人的饱满的精神生活及幸福的个人才能、意向与天才，只有通过活动才能被揭示出来并得到发展。正确地组织少年时期的教育，意味着努力使每个儿童恰恰是在同他的禀赋最相适应的活动中把自己展现出来。 要力求使每个少年都有自己钟情的工作，我们力求使每个少年都有自己喜爱的、感兴趣的和使他们激动的工作；要他们把在这项工作中产生的感情转到学习中去，转到自己在集体中的道德态度上去。 要教孩子敢于去做聪慧的冒险，如果我的每个学生在童年时期不敢爬上树顶，不敢游泳过河，不敢深更半夜到森林中去找回需要的一根木棒或者在行军时某位同学丢了的指南针，不敢从屋顶上把过早爬出鸟窝的并卡在瓦缝中的雏鸟捉回来，不敢在暴风雪中护送很小的、无自卫能力的孩子回家，那我就把这种教育说成是温室里的培育。只有学生敢于去做那些事，才能教育出英勇果敢的学生。在那些勇敢行为中永远会有冒险，但是，没有聪慧的父亲般的冒险，谈及教育一般是不可能的。 教师要十分谨慎地掌握对良好行为的表扬，对良好行为的表扬，教师必须十分谨慎。无论在任何情况下，都不应在学生那里形成这样的看法：完成本当完成的一般良好的、正确的行为，是为了得到表扬。孩子们把自己的良好行为不应视作特别了不起的行为。“矬子里拔将军”式地去表扬某些学生或某些集体，是万万使不得的。向学生提出一条禁律的同时要提出十条鼓励。 一个人能理解“应当”、“不许”和“可以”这些道德准则的含义并能身体力行，这就说明他有了高度的道德修养。要使自己的学生提高到道德发展的这个高度，教师就应当懂得和实施教育上一条简单而明智的真理，这就是：你向自己的学生提出一条禁律，就应当同时提出十条鼓励――鼓励他们从事积极的活动。不要因为一个学生做了点好事就备受感动 我们成年人应当懂得，当儿童和少年对自己所为的意义还不甚了解，可又期望着迈出善心的每一步都能得到表扬的时候，他反而可能成长为一个斤斤计较和爱戴高帽子的伪君子。所以，不要因为一个学生为他人做了点好事就备受感动。对一个正在成长着的人说来，为他人做好事的最高奖赏应当是良心的召唤，是内心里的欢悦和满足。 教师要讲究教育的科学性，在教育学生和处理问题时，能实事求是，做到分析中肯，判断恰当，结论合理，对学生要求适当，说话有份量，使学生口服心服。无论表扬，还是批评，能估计情势，考虑学生年龄、经验、认识水平、以及学生性格、脾气等，并选择恰如其分最有效的方式方法。实践证明：对学生过分赞扬，会使他们骄傲自满；过度的批评，会使他们自卑失望；过分爱抚，会消磨他们的意志；过分严厉，会养成他们性格上的盲从或固执；过分迁就，会形成他们的松懈和放任；过分苛求，会因吹毛求疵而挫伤他们的积极性；过高要求，会使他们望而生畏；过低要求，会使他们失去教育意义……。因此，善于掌握教育分寸，是教育机智的一种重要标志。 总之，教师具有教育机智，掌握教育的艺术，是发挥其教育教学才能的最基本的途径。一个优秀的教师是教育的艺术家，他的成就，主要不是来自天赋，而是在实践中经过长期的勤奋磨炼的结果。 5、教学的科学性 教学的科学性是指教学内容的真理性和教学方法的正确性，它与教学的思想性是相互统一、相互联系、密不可分的。6、教学的艺术性 教学的艺术性一般是指教学手段的艺术性，即借助某些艺术的手法激发学生的形象思维，调动他们的想象能力，在他们的头脑中造成鲜明的形象，从而使他们了解事物的本质和规律以及事物之间的联系，提高他们的兴趣，鼓励他们发挥创造性 事实上，教学是科学还是艺术，要看从哪个角度来看教学这个系统，来看教学这个系统之中的各要素，不能一概而论。教学的科学性在教学活动中主要是回答对事物或现象的本质和规律的认识，属于关于教学中的‘真’的方面；而教学艺术在教学中要回答怎样教，如何学，属于关于教学中的‘美’的方面。教学的科学性反映着教学中的普遍的、必然的共性，而教学艺术则是具体的和明显因人而异的个性；教学艺术可以形成独特的艺术风格，而教学的科学性却不能用风格来标称。诚如朱德全教授所说的那样，各要素之间结构合理，组成一个良好系统，教师们不断地从这系统的角度和高度来认识问题和解决问题，那么定会有利于完成教书育人的工作，事半功倍地提高效益，在教学相长中师生双方都可获得精神满足和艺术享受。 另外，教学的双边都是活生生的、有血有肉、有思想有灵魂的人，在遵循教学规律的前提下，教师的教学也决不是千篇一律地遵循着什么既定的规则，他们都有各自的个性，并在教学中体现出来，在教学中也不可能以既定的方法行动，教学方法、技能是无法，至少是很难传递和复制的，而情感、兴趣、需要、价值等因素或过程，也完全是在科学把握之外的，这样就导致了教学的复杂性。从具体的教师行为看起来，经过科学总结的教学技能确实并不总有效，而且某一教师的有效技能难以用现有的科学方法明确说明，即使说明了也不大可能完全转化为另一教师的有效工具。但不管怎样，可供分享的有效教学技能毕竟越来越多，而且这些可供分享的教学技能也在总体水平上提高了教学质量。有没有意识到教学的一些特殊性质，或者说，现有的科学成果有没有完美地解决问题是一回事，而要不要科学的基础则是另一回事。“科学也好，艺术也好，都反映同一个现实世界，而所使用的手段却各不相同。科学用概念、规律和理论反映现实，而艺术则用形象反映现实。这两种反映手段能够互相补充，互相丰富，它们之间没有不可逾越的鸿沟。”从这儿也可见，教学不仅是一门科学，而且是一门艺术，我们所要做的是根据时代的发展，不断改变和充实其内涵，根据不同时期的发展，不同的对象，来完善其规律。 总之，教学是一门科学，也是一门艺术，更是一项复杂的系统工程。抬头看天，天还很高，低头看路，路还很长，我们作为一名教育工作者——人类灵魂的工程师，只有了解教育的规律，树立正确的教育观念，掌握坚实的教育理论知识和科学的教育方法，讲究教育的艺术性，不断地前行，不断地前行，才能做好教书育人的工作，才能完成好这项系统工程。 可见，教学的科学性与艺术性是相辅相承的，一个为教学铺好了路，另一个则为教学增添了无上光辉，他们构成了一个良好的系统。 另外，我们也知道，教学是丰富的，它的丰富性不仅表现在它是一门科学，更表现在它是一门艺术。作为科学，它要求教育者善于发现和利用教育教学规律；而作为一门艺术，它要求教育者要以人为本，善于春风化雨、润物无声地启迪学生的心灵，激发他们的创造力和探索兴趣，帮助学生通过学校生活构建起属于自己的完整的精神世界。 教学是科学还是艺术？2008-01-15 06:44 教学是科学还是艺术？一直众说纷纭，有的人说教学是科学，因为它要发现规律并遵循规律，实现最好的教的效果；有人说，教学是一门艺术，因为要有艺术的美感，教学要变成易于人们接受的形式，这样才能取得好的教学效果；有人说，教学既是科学也是艺术；还有人说，教学既不是科学也不是艺术。 最初把教学说成科学或艺术是西方人的创意，从此，教学是艺术还是科学遂成为一个让人们感兴趣的问题。当极端的争论势均力敌时，中庸之道显示了强大的威力，有人寻找到折中的道路，策略地认为教学既是科学也是艺术。但我认为，这样的认识并没有任何意义。 把教学是科学或是艺术，转化为教学要讲科学，讲艺术，或许更为恰当。既然有了关于教学的科学，我们的教学就不能仅凭本能，经验以及有限的常识，而应该遵循一些规律，如知识的组织规律，学习者的认知发展水平等等规律；既然教学不是刻板的循规蹈矩，更不是生搬硬套，也不是像比利时罗汶大学的雕塑所表达的意思一样是一种知识的灌输，那么一切的机制和灵性可以尽情地在教学中展演。人在愉快的氛围中享受知识大餐，享受学习的愉悦感。 教学要讲科学，教师就要学科学，教师要学的科学是教育的科学。教育的科学基于人的心理和社会的规则，为教师提出行动的原则或建议。这些建议，必然是善意的，更重要的是这些建议通常是理性的，它连接着教师的经验，又超越了教师的经验，是引领教师提升的精神性的箴言。教育的理性是指向未来的智慧之光，不是束缚教师的法规和教条。教育的智慧之光在与激励教师的精思和激情，照耀着教师从教学的奴隶成为教学的主人。当教师成为主人，教学的法则就成为他们的手中的鞭，成为他们驾驭教学的有力工具。这样，教师才有条件在教学中讲艺术。 执教学之法为鞭，然后讲艺术，讲艺术就成为教序的最高境界。教学的艺术不是教学技巧的组合，教学的技巧只是教师走向艺术境界的阶梯。弄巧者易拙。只有基于科学和技艺的教学艺术境界才能感染人，感动人，穿透人。 教学虽然不是科学，也不是艺术，但教学需要科学，也需要艺术。教学需要科学为自己服务，教学需要艺术作为自己的理想。教学有了科学的基础，就会逐渐成为专业化的劳动；教学有了艺术作理想，就会具有一种诗意的浪漫。科学求真，艺术求美，教育求善。求美因真而神圣，因美而灵异；教学会因科学而坚实和规范，会因艺术灵动并浪漫。规范和浪漫，坚实和灵动，可以说是教学永恒的原则。作为教师，要本着讲科学，讲艺术的态度对待教学。这样，教学之业顺矣。 然而，现实让我产生一种感觉，中国目前大多数教学既没有达到科学的水平，也不能谓之为艺术的行为，或许，这是应然状态和实然状态的差距。但，这种差距不能不被努力填平。 教学是科学还是艺术？ ■孙志胜 教学究竟是一门科学，还是一种艺术？这是一个事关教育根本目标和任务的大问题。弄清这个问题，对提高教学质量和效果有重要的现实意义。 教学的科学与艺术之争 就世界范围而言，从古代到欧洲的文艺复兴，在这样一个漫长的时间内，教学基本上被看作一种艺术。到17世纪，这种观念和认识，因其影响之大之广之深从而达到顶峰，标志这一顶峰的代表性人物和理论成果，是捷克的大教育家夸美纽斯和他的《大教学论》。他对教学本质的阐释是“把一切事物教给一切人类的全部艺术”。 此后几百年，这种观念发生了变化，代之以教学是一门科学的理论观点。并且，心理研究的深入发展和教育心理学研究的开展，为教学作为一门科学的研究提供了理论基础和科学依据。这样，教学的科学理论框架和体系逐渐成熟并建立起来，教学作为科学的观念逐渐为人接受，并越来越受到重视。相比之下，教学作为艺术的研究被冲击，被冷落。 到19世纪中叶，情况又出现了反复。正当教学的科学化研究大张旗鼓、大有进展、大有成就之时，德国的教育学家第斯多惠，这位被认为是继夸美纽斯之后西方最伟大的教学论专家，又重新举起教学艺术的旗帜，再一次阐述了关于教学的艺术性本质的深刻见解：“教学的艺术不在于传授的本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。而没有兴奋的情绪怎么能激励，没有主动性怎么能唤醒沉睡的人，没有生气勃勃的精神，怎么能鼓舞人呢？”他在其代表作《德国教师培养指南》一书中，曾这样论述教学的本质，强调并坚持教学是艺术而不是科学的观点，并由此引发了一场关于教学的本质究竟是艺术还是科学的论争。 20世纪初，美国著名的现代教育学派代表、近代教育思想家杜威，对教育本质的阐释是“教育即生活”，但同时他还指出：“教学艺术，一大部分在于使新问题的困难程度，大到足以激发思想，小到加上新奇因素自然带来的疑难，足以使学生得到启发性的立足点，从此产生有助于解决问题的建议。”教育教学艺术是“一切人类艺术中最困难和最重要的一种艺术”。显然，他继承、发展了第斯多惠的理论。到了20世纪中叶，美国另一位教学研究专家海特的《教学艺术》专论于1951年问世，标志着教学艺术成为相对独立的研究领域，引起教学研究领域中众多研究人员的重视和关注，从此，教学艺术成为一门独立的学问。海特更加明确地回答，教学主要是人与人（指教师与学生，学生与学生）之间的一种互相交流和影响，而这种交流和影响，更多地依赖于情感、兴趣、需要和价值等因素，而这些因素是完全在科学把握之外的，如果只是运用科学来把握，就会使它们受到抑制而不能自由地自然而然地表现出来。这是当时美国科学热、实验热背景下发出的另外一种声音，因为其特立独行，因而也就格外引人注意、发人深思，于是吸引了许多教学研究的人员转而探讨教学的艺术性问题。 教学既是艺术又是科学 然而，在国内，关于教学的本质是艺术还是科学的问题，始终没有出现过讨论和争辩。一直以来，教学是一门科学，似乎是不言而喻、无可争议的定论；而教学的艺术性特质，只是随着改革开放和教育教学改革，对国外的有关研究成果才开始有了介绍、宣传和评述，并有部分学者、教育教学研究人员对此进行了一定的探讨。 一种现象不能不引起我们的注意。在教育领域，专门研究人员，还有我们的广大教师，对教学的艺术性研究不足、关注不够、认识不到位，倒是一些科学家，却深深感到科学与艺术是不可分割的，两者有着密切的关系，并由此反思我们的教育，对我们教育教学中科学与艺术、文和理相隔的状况以及艺术教育的缺位，表示了深深的不满和忧虑。 美籍华裔科学家、诺贝尔奖获得者李政道先生，从20世纪80年代开始，几乎每年两次回国，参加“科学与艺术”讨论会。他认为：“科学和艺术是不可分割的……它们共同的基础是人类的创造力，它们追求的目标都是真理的普遍性。”“它们的关系是智慧和情感的二元性密切关联。伟大艺术的美学鉴赏和伟大科学观念的理解，都需要智慧。但是，随后的感受升华又是和情感分不开的。没有情感的因素，我们的智慧能够开创新的道路吗？没有智慧，情感能够达到完美的成果吗？它们很可能是确实不可分的。如果是这样，艺术和科学事实上是一枚硬币的两面。它们源于人类活动最高尚的部分，都追求着深刻性、普遍性、永恒和富有意义。” 李政道先生的科学与艺术不可分之论，启发我们去思考教育教学问题，思考对教学的本质认识。如果，只是单方面地强调教学是科学或艺术，都是片面的、绝对的、不完全的。教学，其所传、所授、所解，是各种学科的知识，是人类智慧的结晶和经验的总结与提炼，要求准确无误、严谨细致，从这个角度讲，它是科学。同时，它的传授和解疑之术之方，要有情感和美感，要有感染力，要求生动形象、灵活而富有变化，从这个角度讲，它又是艺术。 教学之美与教师之美 我们尊崇那些教学经验丰富、教学成果优秀的名师。而这些名师，一个共同的特点是他们各自具有独特的教学风格和特色。这种风格和特色的形成，要求教学要有情感的投入，并以此感染、调动、激发学生的情绪，使课堂教学变成一种师生之间的情感交流，在心灵的接触和融通中完成教学任务。它要求教学要有形象性，要求教师在讲台上要有演员意识，它要求教学具有审美价值和意义，教师形象要美，授课语言要美，书写文字要美，教态要美，教学内容、教学过程的组织设计要美。教师的机智灵活、幽默风趣、人格境界，也都是一种美，能对学生产生特别的魅力。所以说，独特的教学风格和特色，就是一种教学艺术，而且是一种成熟的、富有创造性的艺术。 同时，这种教学风格和特色，又是一种教学实践经验的积累，是对教学实践经验的总结和升华，它的形成过程，是一个从实践到理论的过程，因此，它又是一种教学科学研究，是一门学问。 作为教学艺术，风格和特色本身是综合性的，对它的研究，也同样是综合性的。毫无疑问，教学风格和特色，首先需要深入细致研究本学科的知识和理论，并做到精熟通透、融合贯通，这是一种系统的、整体的、综合性的把握。同时，还需要博闻广识，了解和熟悉其他相关学科的知识和理论，比如，心理学的、语言学的、美学的，等等。在一个宽厚而扎实的科学知识结构的基础上，教学才会厚积薄发，得心应手，收放自如。这样，教学风格和特色才有知识之源、科学之壤，才会使教学艺术之花开得更加鲜艳，更有魅力。 （作者单位：山东省德州学院经济管理系）

爱因斯坦认为，“如果一个方程看上去不美的话，那理论一定有问题”，“真正的科学和真正的音乐需要同样的思维。”

法国作家福楼拜说，科学和艺术总在山顶重逢。古希腊艺术家根据数的规律，赋予艺术品比例上美的和谐。

黄金分割比例是西方古典主义美学的基石，到文艺复兴时期，艺术家将其体现为光影、焦点透视、人体解剖学等科学原理和写实技法，从达·芬奇的许多机械发明手稿中就能看到科学与艺术完美结合的影子。

无论是科学教育领域所提倡的STEAM（科学、技术、工程、艺术、数学）教育理念，还是艺术领域对艺术和技术结合的诸多尝试，都是在同源中寻找更多交叉与融合的可能性。

一、人文与科学的关系

早在公元前六世纪，古希腊的毕达哥拉斯学派就提出了“美是和谐”的思想，并且将这些原则运用到建筑、雕刻、绘画、音乐等各门艺术中去。

文艺复兴解放了被宗教禁锢的思想，绝不仅局限于人文文化，它涉及到思想文化领域的几个方面，由人文主义运动、宗教改革运动和新科学运动所构成，这些运动都渗透着一种理性主义，通过理性主义恢复了人的尊严。

这个时期产生了许多思想和学术的巨匠，他们在科学与人文的领域中充分施展着多才多艺的天赋，他们跨文化创造的建树起到了将科学与人文结合起来的作用。

在这方面可以列举出许多人的名字，如里昂·巴蒂斯塔·亚尔培蒂、韦罗丘、米开朗基罗、达芬奇等。

尤其是达芬奇，他不仅对各种艺术无不擅长，而且对各种知识也无不研究，从他的手稿就可以看出，他观察和研究的范围十分广泛，几乎包括了人文与科学的各个领域。

他不仅是著名的画家，还是雕塑家、工程师、建筑师、物理学家、生物学家、哲学家。在每一学科中，都在当时达到了登峰造极的水平，被公认为文艺复兴时期意大利最杰出的艺术家和科学家。

将科学与艺术结合最好的是达芬奇，可他并不是将科学与艺术结合的第一人，也不是最后一人，在科学家中李政道就是其一。

李政道教授是物理学家，但他对历史、诗词、绘画、音乐等文化艺术，特别是中国的传统文化艺术也十分喜好。

他积极倡导将科学与艺术结合，从1987 年起，先后多次与艺术家合作创造艺术作品，举办“科学与艺术”研讨会，并出版了《科学与艺术》的大型画册。

自1987年以来，中国高等科学技术中心每年举办国际科学学术会议，不但由世界一流的中外科学家和中国青年学者参加，而且每次会议都邀请画家根据会议的科学主题发挥作画。

时至今日，科学与艺术的融通，是一种时代的要求，是人类自身发展的需求。它已不单在较高层次上广泛进行，而且逐渐在成为一个“公众话题”。

二、艺术想像、审美要求对科学的影响

科学研究的本质是揭示大自然的奥秘。大自然本身具有一些基本的特征，如简单、美、对称、和谐等等，必然在其物理规律(定律或公式)中有所体现。

科学研究实际上就是要揭示大自然的美丽，科学研究到最高的层次一定会发展到艺术的层面。

科学在不同的层次可以表现出美，特别是在物理本质和数学基础上。一个方程可以表现出简约和对称的美，黄金数则与美丽的五次对称性（如五角星）相联系。

看到黄金数，也可以说看到了连分数、连根式的分形结构（分别为花状和树枝状分形），从而您的脑海里可以浮现出分形的美丽图案。

一个非线性的方程可以与沟渠中的水波甚至大海中的惊涛骇浪联系起来。

而另外一方面，从艺术的角度，自然界实际上是最大手笔的艺术家。许多艺术家实际上都在从鬼斧神工的大自然吸收艺术营养，表现大自然的美丽。

李政道说：“ 科学和艺术是不可分割的，就像一个硬币的两面。它们共同的基础是人类的创造力。它们追求的目标都是真理的普遍性。 ”

艺术，例如诗歌、绘画、雕塑、音乐等，用创新的手法去唤起每个人的意识或潜意识中深藏着的已经存在的情感。情感越珍贵，唤起越强烈，反响越普遍，艺术就越优秀。

科学，例如天文学、物理学、化学、生物学等，对自然界的现象进行新的准确的抽象。科学家抽象的阐述越简单，应用越广泛，科学创造就越深刻。

尽管自然现象本身并不依赖于科学家而存在，但对自然的抽象和总结乃属于人类智慧的结晶，这和艺术家的创造是一样的。

科学家追求的普遍性是一类特定的抽象和总结，适用于所有的自然现象，它的真理性根植于科学家以外的外部世界。

艺术家追求的普遍真理性也是外在的，它根植于整个人类，没有时间和空间的界限。

科学家是研究自然的普遍规律，追求自然之本真，艺术家对自然的探讨，某些时刻也在追索自然的真理，但更多时，是在探寻自然之美。歌德说：“ 艺术家在创造第二自然，他们揭示的是艺术之真。 ”

南朝画家宗炳说：“山水以形媚道”“质有而趣灵”，艺术之美、艺术之灵趣，正是自然之质、“道”的外观形式。“媚道”就是用艺术美的形式表现自然之道与自然之质，这就是艺术的最高本质！

蔡元培在民国初期大力提倡美育，认为物理学中的光和色，化学中的原子符号表，生物学中的动植物形象和形状，数学中的几何形，到处都存在美，他认为学校美育不仅可在美术音乐课中进行，也可以在自然科学课中展开。

自然科学家们在探索自然规律时，有时也被自然事物的形象、形式、对称、多样统一、光色变化等感性美所激发、所启发出创造灵感，导致新的科学发现。

所以钱学森认为在逻辑思维和形象思维二种思维之外，还有一种灵感思维，而灵感思维对于科学家和艺术家都同样需要。形象思维和灵感思维滋润了科学家的理性思维，换句话说， 某些时刻艺术和美在某种程度上启发和帮助科学家的创造活动。

另一方面，艺术创作中的形象思维主要依靠感觉、表象、情感、想象和直觉活动， 但理性思维、逻辑认识，亦常常帮助艺术家确定主题精神，并使其在构图、宏大场面和长篇故事的情节安排，绘画中的复杂空间处理等方面得以顺利进行。

梁启超于20世纪20年代初在国立北平艺专所做《美术与科学》的演讲中，认为西洋现代文化是从文艺复兴时代演进而来，现代文化的根底是科学，从表面看来，美术（梁启超所说的美术即“Art”）是情感的产物，科学是理性的产物，两件事好像不相容，但实质是两兄弟，二者相得益彰。

梁启超认为美术和科学的共同母亲是“自然夫人”，而美术的关键在“观察自然”，美术所以能产生科学，全从“真美”合一的观念发生出来，“ 热心和冷脑相结合是创造第一流艺术品的主要条件，换个方面看来，岂不又是科学成立的主要条件吗？ ”

梁启超还预言中国将来有“科学化的美术”，有“美术化的科学”，并以此寄托于国立艺专诸君，希望他们创造出科学化的美术来。（梁启超《美术与科学》，见戴吾三、刘兵编《艺术与科学读本》，上海交通大学出版社，2008年）

文艺复兴时期的艺术家和科学家达·芬奇指出，“ 绘画的确是一门科学，并且是自然的合法女儿。 ”按照达·芬奇的理解，科学就是对自然的探讨。绘画也是探讨自然的一种手段。

他认为我们的一切知识来源于感觉，视觉是我们获取自然知识的最重要的感觉器官，绘画是视觉艺术，因此它比其他门类的艺术更接近于科学。一门真正的科学应具备两个基本条件：一是以感性经验作为基础，二是能像数学一样严密论证。绘画艺术具备这两个条件。

“绘画科学研究物象的一切色彩，研究面所规定的物体的形状以及它们的远近，包括随距离之增加而导致的物体的模糊程度。这门科学是透视学（视线科学）之母。”（《达·芬奇论绘画》，戴勉编译，人民美术出版社，1979年）

文艺复兴时期的阿尔伯蒂和达·芬奇他们将绘画透视学与数学基础几何学结合起来研究，发现焦点透视、线透视、空气透视等规律，并通过色彩研究，发现色彩明暗和在平面上呈现物体凹凸感即立体感的规律，成为后来西方写实油画之科学再现事物方法的基础。

有一些自然现象可能是科学家和艺术家共同探讨的问题，如对色彩和光的研究。

牛顿对光学的最大贡献是提出了色彩理论，他用实验证明，阳光即白光是由多种色彩的光构成的。他通过一块棱镜将一束入射的白光分解成为彩虹样的彩色光带。牛顿赋予他的光粒子以“倏地变得容易透视、倏地变得容易反射”的性质。

艺术家歌德写了三大卷专著讨论色彩问题，第一卷651页，用了近300页的篇幅批判牛顿的学说，第二卷共757页，翔实地对从毕达哥拉斯到牛顿的各种色彩理论进行历史回顾，第三卷收入若干色彩图表。

歌德的色彩理论是非数学的，是主观性的，歌德强调的是色彩属于心理效应。

海森堡说： “歌德的色彩理论为我们构筑了一种和谐的秩序，在这一种秩序中，就连最微小的细节都具有生命的内容，并囊括了色彩的客观的和主观的整个表现范畴。”

三、科学发现和科技进步对艺术发展的促进作用

在艺术与科学的融合中，科技与艺术的结合更为紧密。科技的发展为艺术提供新的表现手段，拓展了艺术的表现空间。

例如：公元前6世纪，毕达歌拉斯学派就把最新的科技运用到建筑和音乐中，将琴弦长短粗细与音律的关系的研究运用到乐器制造中，将美与某种比例的关系研究运用到建筑及音乐中。

我国湖北随县曾候乙墓出土的铜编钟，运用了当时十分先进的音律技术、冶练与铸造技术。

古代埃及的金字塔是在当时数学、天文学、物理学高度发达的前提下建造的；西方油画的发展与透视学、解剖学、色彩学、光学是分不开的。

对空间和时间的研究，不仅是科学家探讨的领域，也是艺术家试验的课题。

以牛顿为代表的绝对时空观，把时间和空间看成是两种并存的绝对分开的独立于物质之外的实体。

1905年爱因斯坦创立的狭义相对论指出，时、空的度量都是相对的，具有不同速度的惯性系，不可能有绝对同一的时间尺度和空间尺度。

既然自然科学中的经典时空观受到挑战，难道绘画中的时空观不能重新思考吗？阿波利奈尔和毕加索在这种科学氛围下也在画室中经常谈论“第四空间”这个新词。

毕加索要用绘画对时空表现进行新的探讨。毕加索受爱因斯坦“第四空间”理论的影响，创立了立体主义。对绘画空间重新探讨，在画面中分解形体，重新组织形象，运用想象中的形象代替自然形象，实现了绘画中的一次大革命。

1909年，以意大利艺术家波丘尼、卡拉等人为代表的未来主义将时间的概念引入静态的绘画和雕塑中，将动力、速度、力学、运动作为绘画中表现的主题，将工业社会机械带来的新的特点加以表现，创作出《一辆汽车的力学》等作品。毕加索、波丘尼、卡拉用绘画对空间和时间问题进行新的探索。

随着现代科技的迅速发展，艺术的式样也有了更大的发展空间。如：**、电视、时装、工业造型设计、电声音乐等。

现代科学技术与艺术的结合极大地丰富了艺术表现力，拓展了艺术表现空间。比如电脑绘画、电脑设计建筑、电子音乐、电脑动画等。

中国科技大学梁琰老师拍摄了《美丽化学》系列视频，从艺术角度阐释了科学之美，让更多孩子在科学启蒙阶段就爱上化学。

一些艺术家与科学家、音乐家合作，把气象数据改编成乐谱进行表演，用数据可视化的艺术方法呼吁人们关注气候变化。

四.艺术与科学结合的完美典范

1 动物标本艺术

日本艺术家Iori Tomita特殊欣赏“死亡艺术”，他将化学药剂与艺术结合在一起，呈现出海洋生物美妙的骨骼结构。他制作了大量海洋生物标本，先对尸体施用化学药剂，之后干燥保存，这些标本包括：鱼类、海龟、海马等。化学药剂可以分解尸体蛋白质和肌肉，仅留下胶原蛋白，从而完整保存了生物骨骼结构。

2 植物插图

数百年以前，植物插图是人们记录具有治愈特性植物的有效方式，草药和其它植物的详细插图可使植物学家和医生识别药用价值的植物种类。据悉，迄今保存完好的最古老植物插图是“Codex Vindebonensis”，其历史可追溯到公元512年。

3 气候科学

纽约城市大学地球和大气科学副教授马尔科-特德科斯注意到了气候科学的美妙之处，例如：洪水泛滥、云层结构、融化冰层。为了使气候科学更具有吸引力，他和同事共同筹建了一个叫做“Polarseeds”的研究项目，通过摄像、音乐和视频等形式呈现气候科学的多元化艺术。

4 地球艺术

美国宇航局地球资源卫星拍摄了大量地球照片，为地球陆地使用和自然资源利用提供了重要数据，该卫星拍摄了山脉、峡谷、岛屿、森林以及草原地形。

5 列奥纳多-达-芬奇

意大利画家、建筑师、工程师、雕刻家和发明家列奥纳多·达·芬奇着迷于解剖学，他对人体结构非常感兴趣，他曾声称自己解剖过30多具尸体，并大量绘画了人体器官和肢体的结构。

6 斐波纳契艺术

数学爱好者都知道斐波纳契数列是一个重要的数字序列，第一组9数序列是：0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21。现代物理、准晶体结构、化学等领域，斐波纳契数列都有直接的应用。令科学家吃惊的是，斐波纳契数列结构也存在于自然界之中，例如：向日葵、星系、蜂窝结构、飓风。

7 显微艺术

科学摄影师马汀-奥格里使用扫描电子显微镜拍摄了花粉、细菌、昆虫和真菌等显微照片，放大率达到50万倍以上。他的摄影作品经常发表在《美国国家地理频道》上，他说：“我希望能够让更多的人知晓世界上最微小的生物体，它们具有完美身体结构，值得我们去关注！”

8 生物性发光艺术

生物性发光艺术作品使用自然发光细菌形成错综复杂的图案结构，仅在昏暗光线才能看到。如图所示，这些带有色彩的生物性发光细菌存在海洋环境之中，研究人员将这些发光细菌放在培养皿中，在昏暗光线下发光。

9 阿尔布雷希特·丢勒是一位德国画家、版画家和理论学家，他是北欧文艺复兴时期最伟大的德国艺术家，他的木刻版画和水彩画呈现精确的动物解剖结构。如图所示，这是他的版画作品——《犀牛》，创作于18世纪，这幅作品具有清晰准确的犀牛肢体比例和结构。

10 音速雕像

英国艺术家卢克·杰拉姆能够巧妙地将科学与艺术结合在一起，如图所示，这是杰拉姆制作的“音速雕像”。科学作家乔伊-汉森说：“无形的音波以3D雕像形式形象地呈现出来，给人一种全新的体验！”