论文部分内容阅读
摘要：本文以校外无线电通信兴趣小组的教育活动为例，从教学情境、教学手段、教学内容、教学成果4个方面分别进行详细阐述，并提供了大量教学实践真实案例，介绍了如何把科技教育（无线电通信教育）和艺术教育进行完美结合，从而促进对青少年创新思维和创新能力的培养，取得了良好的教学效果。
关键词：科技教育 艺术教育 创新思维 创新能力
钱学森说：“一个有科学创新能力的人不但要有科学知识，还要有文化艺术修养。培养创新人才，要走科技和艺术结合之路。因为创新是科技和艺术共同的灵魂。”作为一名科技教育工作者，应该深入学习钱老的教育思想，在实际的教育教学工作中，践行钱老的刨新理念，探索培养青少年创新思維和创新能力的教育模式。
一、科学思维、艺术思维与创新思维
科学思维，也称逻辑思维方式，主要是通过运用概念进行判断、推理等抽象的思维形式，能动地反映现实的认识过程。因此，逻辑思维可以用语言、符号、数字等工具，比较准确地表达出来。逻辑思维方式是线形的、一维的。
艺术思维，也称形象思维方式，其实至今没有明确的表达方式。钱老把直感归为形象思维之中，并把灵感（顿悟）思维作为形象思维的特例。钱老这样猜想艺术思维的特点：“艺术思维常常连一点来龙去脉都搞不清楚。所以我似乎觉得它是面形的、二维的。”
创新思维，也称灵感思维，是科学思维、艺术思维的有机组合，是理性因素与非理性因素有机的复合体。关于科学思维与艺术思维，以及基于科学思维和艺术思维的创新思维，钱老有如下精辟的分析：“从思维科学角度看，科学工作总是从一个猜想开始的，然后才是科学论证。换言之，科学工作是源于形象思维，终于逻辑思维。形象思维是源于艺术，所以科学工作是先艺术，后才是科学。相反，艺术工作必须对事物有个科学的认识，然后才是艺术创作。在过去，人们总是只看到后一半，所以把科学和艺术分了家，而其实是分不了家的；科学需要艺术，艺术也需要科学。”
二、科技、艺术与创新
科学和艺术作为人类文明的两大主要形态，他们之间所具有的内在联系是不容置疑的。科学与艺术就像一个硬币的两面，它们源于人类活动最高尚的部分，都追求着深刻性、普遍性，以及永恒和富有意义。
自人类文明以来，有很多大师都是集艺术家和科学家于一身的。比如，提出相对论的爱因斯坦钟情哲学每天拉小提琴，还弹得一手好钢琴；达·芬奇在绘画、音乐、医学、建筑、物理、数学、天文、机械等领域都有非常卓越的成就；撰写《物种起源》的达尔文喜爱音乐、绘画和文学；“中国航天之父”钱学森在音乐、绘画、摄影、文学等方面都有较高造诣，且都是他的终身爱好；摩尔斯电码的发明者是摩尔斯原本是个画家；为原子弹、氢弹作出重大贡献的科学家汪德熙是一位钢琴家；竺可桢、苏步青、李四光、高士其、李政道等人都不仅有广博的科学知识，还都具备深厚的艺术修养。
许多事实表明，在科学家的科学研究和科学创新的过程中，艺术都在起着不可替代的巨大的启迪作用。
科技教育是素质教育的重要内容，如何在科技教育中，注重青少年的艺术素质的培养，并引导青少年，培养他们的创新思维和创新能力，将是科技教育工作者需要认真思索的问题。
三、无线电兴趣小组教学的艺术性与创新思维的培养
同其他科技类兴趣小组一样，无线电兴趣小组教学的一个重要指导思想就是如何培养学生的兴趣，并在此基础上，让学生学到一定的知识和技能，培养学生的综合能力。艺术能够引发想象和联想，是激发和促迸人的非理性因素发展的有效手段。把艺术形式和艺术教育的内容带入科技教育，二者有机结合，势必对培养青少年的创新思维和创新能力起到促进作用。校外无线电兴趣小组教学与艺术教育结合主要包括以下4个方面。
1.教学情境艺术化教学情境是指教师在教学过程中创设的情感氛围。第斯多惠说：“我们认为，教学的艺术不在于传授的本领，而在于激励、唤醒、鼓舞……”
首先，采用艺术化的语言，让严谨的科学课堂变得生动有趣。课堂上要用艺术化的语言创设某种情境，让学生随时展开想象的翅膀。比如，在“无线电通信发展史”一课中，这样形容几个重要科学家：麦克斯韦——创造光电磁理论和谐交响乐；马可尼——上帝创造何等奇迹；摩尔斯画笔描绘电码神奇。除了应用优美的文字表达科学，幽默也是科学教育的一条美丽风景线。比如，业余无线电爱好者的名字是“HAM”（英文直译是“火腿”），学生因为年龄小，就称呼他们“小火腿”。
其次，采用多媒体演示，让教学内容以最美的方式展示出来。在教学中，每次活动教学都以PPT演示文稿呈现，每张幻灯片的版面设计、文字、图片、动画、视频都是经过精挑细选的、字斟句酌的，辅助以声、光等多媒体手段，最终让教学内容以最美的方式展示给学生。多媒体教学点亮学生心灵的苍穹，燃起艺术的联想，激发创新的火花。
第三，教室环境布置要在体现学科性的同时，注重艺术熏陶。无线电通信活动室里设计了一面照片墙，张贴了学生的平时活动照片及无线电摄影作品。这些照片不仅是学生学习活动的记录，更是一个发现无线电科学之美的视窗。活动室里还有一个作品角，展示无线电创新作品。作品全部来自学生，而且都要经过教师在科学性和艺术性上进行班内点评，从而培养学生的艺术欣赏能力。
最后，精美的板书或板画，给予学生简洁明快的美。课堂上，重点内容用板书表达，说不清或难以说清的用板画，形象直观。成功的板书、板画是一种艺术的创造过程，它可以使教学锦上添花，给学生以激情和美的享受。此外，无线电通信小组特制的每页都带无线电通信知识和技术的小角标的随堂记录本和天线笔的使用，以及教师本人的得体着装，都会给学生以科学与艺术的感染力。
2.教学手段艺术化
无线电属于物理学科，是理性而枯燥的。打破传统的教学手段，把音乐、美术、文学等艺术形式引入课堂，一方面可以让无线电课堂变得生动，另一方面能够促进学生的大脑发展，为培养创新思维提供机会。 首先，每节无线电课都要有音乐。无线电课堂的每位学生，在每一个快乐的音符里感受音乐，发挥想象力。课堂上，我选用不同的音乐作为提示，比如，选择《Always with me》作为上课的预备提示，用《天空之城》作为上课提示，用《致爱丽斯》作下课提示；课间，欣赏中外名曲，比如，《高山流水》、《春江花月夜》、《A place nearby》和《Dreams》等。
其次，鼓励学生把所学知识用笔画出来。在“电路的认识”一课中，我不仅让学生绘出电路图，还让他们明白如何布局元器件才会让电路整体更美观。在“卫星通信”一课中，讲到卫星轨道，不仅是解释说明，还要让学生在黑板上画出各种轨道的立体图，让复杂的轨道简单明了地展现在大家面前。在讲到电磁波时，学生的作业是创作科幻画《魅力电波》。
最后，“诗歌使人巧慧”。歌德说过：“只有通过艺术，尤其是通过诗，想象力才能得到调节。”无线电课堂在我的精心设计下变得诗情画意。每学期第一次课，学生都会欣赏自由诗《无线电之歌》：“你飞越千山万河，你跨过平原，山坡。把无尽的信息聚在一起，把人类送上太空探索。从此世界拉近了距离，从此地球更加鲜活。这是你——神奇的无线电波……”。在“电磁波谱”教学活动中，诗歌《电磁波谱》让学生对电磁波的分类及波谱明了在心：“变化的电场生磁场，变化的磁场生电场，生出连体的电磁场，电磁场以光速行，形成奇妙的电磁波，电磁波是大家庭，波长最长数电波，频率最高是伽马，七色君子是一家，还有伦琴紫红外。”
3.教学内容艺术化
无线电通信兴趣小组的教学内容主要包括无线电知识、技术，以及各种无线电台通信方式的应用。我在教学内容的设计上进行了一些调整，让无线电通信与英语、地理、哲学、美学和影视欣赏等艺术内容结合。
把教学内容与英语学习相结合。因为短波通信是全球通信，我们通联的对象可能是世界上任何一个国家或地区的人。所以，在教学内容上，设计通信英语的学习，并设计有针对性的活动环节。比如，对讲机通信实践活动中，抄报和发报的内容全部设计成日常交际英语，在锻炼学生口语的同时，训练学生的英语听力。
把教学内容和美学教育相结合。教学过程中注重启发学生用科学的眼光和强烈的美感欣赏我们的学科和知识，把美学教育渗透到每一个教学活动中。无线电课堂可以在很多方面给学生以美的启示。比如，磁铁正负极的对称美，电与磁的和谐统一美，学生绘制电路图及作品的创作美，科学家进行科学研究的精神美等。教学过程中，还让学生随时用照相机拍摄自己眼中的无线电科技，比如在“认识天线”活动中，让学生走出教室拍摄市区各种各样的天线，拍摄完后，针对照片展开教学活动，引导学生欣赏天线本身的形状美和摄影的艺术美。使学生在获取科学知识的同时，提高他们的审美能力。
把教学内容和影视欣赏相结合。安排学生进行与无线电通信相关的影视作品欣赏活动。比如，《永不消失的电波》、《潜伏》、《风语者》、《黑洞频率》、《情迷步话机》、《樱桃小丸子也爱无线电》等，成为无线电通信教学活动的重要内容。通过故事情节了解无线电科技的魅力，通过真实的色彩激发学生的好奇心，在光影互动中培养学生的感受力，通过长镜头画面给想象插上翅膀。
把教学内容和哲学教育相结合。这里所指的哲学主要指价值观和科学精神。科学的价值观要实现真、善、美的和谐与统一，科学精神则是一种勇于探索的求真、求实、富于创造的精神状态。在学习科学知识的同时，还要注重不断渗透，比如在测量某电路的电流时，用有意的误导让学生明白求实的重要，用连续的疑问引导学生求真。这些细节的培养，就像春雨润物，在潜移默化中培养学生健康的人格特征和积极的创新精神。
4.学习成果艺术化
学习成果包括学生的实物作品、实验结果还有掌握的科学知识。对于无线电科学知识的学习内容，不只是要求识记、理解，还要求学生用表格、小论文、演示文稿、科幻画等多种形式呈现给大家。对于无线电制作内容，每个学生制作的作品，我都要求学生做简单的修饰和包装，适逢节日还可以作为礼物表达情感。比如，“摩尔斯电码项链”制作活动安排在母亲节，让学生用亲手制作的项链表达对母亲的感谢之情。对于无线电通联内容，通联成功的标志是自己设计的卡片，他们自己布局、自己绘画、自己覆膜处理，让飞向电波另一端的不再仅仅是一个问候，更是一件精美的艺术品。
通过在教学情趣、教学手段、教学内容和学习成果中渗透艺术教育，在教学过程中把科技教育与适合青少年的艺术形式完美结合起来，取得良好的效果，激发了学生学习无线电的兴趣，陶冶了艺术情操，是培养学生的创新能力的良好探索。
四、结论
在无线电教学中带入艺术元素，追求艺术效果，不是对教学活动的点缀，而是培养和激发青少年科学兴趣和创新思维的努力尝试。培养青少年的创新能力是“科学素质纲要”提出的要求，作为培养青少年创新能力的重要阵地，青少年的科技教育肩负着重要的责任。我愿和所有的科技教育工作者们一路，共同努力，相互交流，为培养具有创新精神的一代青少年作出应有的贡献。
参考文献
[1]全民科学素质行动纲要（2006—2010—2020）.人民出版社，2006.4
[2]赵子夫，唐利.科技创造与艺术创造的融汇统一.科学对社会的影响，2001
[3]王惠琴，姚春序，张信群.艺术教育与科技教育有机结合的探讨.浙江工程学院学报，1999（6）
[4]試论科学教育与艺术教育的整合.http：//www.biyelww.com，2011
[5]钱学敏.钱学森关于科学艺术与创新思维的基本观点.西安交通大学学报，2009（11）
关键词：科技教育 艺术教育 创新思维 创新能力
钱学森说：“一个有科学创新能力的人不但要有科学知识，还要有文化艺术修养。培养创新人才，要走科技和艺术结合之路。因为创新是科技和艺术共同的灵魂。”作为一名科技教育工作者，应该深入学习钱老的教育思想，在实际的教育教学工作中，践行钱老的刨新理念，探索培养青少年创新思維和创新能力的教育模式。
一、科学思维、艺术思维与创新思维
科学思维，也称逻辑思维方式，主要是通过运用概念进行判断、推理等抽象的思维形式，能动地反映现实的认识过程。因此，逻辑思维可以用语言、符号、数字等工具，比较准确地表达出来。逻辑思维方式是线形的、一维的。
艺术思维，也称形象思维方式，其实至今没有明确的表达方式。钱老把直感归为形象思维之中，并把灵感（顿悟）思维作为形象思维的特例。钱老这样猜想艺术思维的特点：“艺术思维常常连一点来龙去脉都搞不清楚。所以我似乎觉得它是面形的、二维的。”
创新思维，也称灵感思维，是科学思维、艺术思维的有机组合，是理性因素与非理性因素有机的复合体。关于科学思维与艺术思维，以及基于科学思维和艺术思维的创新思维，钱老有如下精辟的分析：“从思维科学角度看，科学工作总是从一个猜想开始的，然后才是科学论证。换言之，科学工作是源于形象思维，终于逻辑思维。形象思维是源于艺术，所以科学工作是先艺术，后才是科学。相反，艺术工作必须对事物有个科学的认识，然后才是艺术创作。在过去，人们总是只看到后一半，所以把科学和艺术分了家，而其实是分不了家的；科学需要艺术，艺术也需要科学。”
二、科技、艺术与创新
科学和艺术作为人类文明的两大主要形态，他们之间所具有的内在联系是不容置疑的。科学与艺术就像一个硬币的两面，它们源于人类活动最高尚的部分，都追求着深刻性、普遍性，以及永恒和富有意义。
自人类文明以来，有很多大师都是集艺术家和科学家于一身的。比如，提出相对论的爱因斯坦钟情哲学每天拉小提琴，还弹得一手好钢琴；达·芬奇在绘画、音乐、医学、建筑、物理、数学、天文、机械等领域都有非常卓越的成就；撰写《物种起源》的达尔文喜爱音乐、绘画和文学；“中国航天之父”钱学森在音乐、绘画、摄影、文学等方面都有较高造诣，且都是他的终身爱好；摩尔斯电码的发明者是摩尔斯原本是个画家；为原子弹、氢弹作出重大贡献的科学家汪德熙是一位钢琴家；竺可桢、苏步青、李四光、高士其、李政道等人都不仅有广博的科学知识，还都具备深厚的艺术修养。
许多事实表明，在科学家的科学研究和科学创新的过程中，艺术都在起着不可替代的巨大的启迪作用。
科技教育是素质教育的重要内容，如何在科技教育中，注重青少年的艺术素质的培养，并引导青少年，培养他们的创新思维和创新能力，将是科技教育工作者需要认真思索的问题。
三、无线电兴趣小组教学的艺术性与创新思维的培养
同其他科技类兴趣小组一样，无线电兴趣小组教学的一个重要指导思想就是如何培养学生的兴趣，并在此基础上，让学生学到一定的知识和技能，培养学生的综合能力。艺术能够引发想象和联想，是激发和促迸人的非理性因素发展的有效手段。把艺术形式和艺术教育的内容带入科技教育，二者有机结合，势必对培养青少年的创新思维和创新能力起到促进作用。校外无线电兴趣小组教学与艺术教育结合主要包括以下4个方面。
1.教学情境艺术化教学情境是指教师在教学过程中创设的情感氛围。第斯多惠说：“我们认为，教学的艺术不在于传授的本领，而在于激励、唤醒、鼓舞……”
首先，采用艺术化的语言，让严谨的科学课堂变得生动有趣。课堂上要用艺术化的语言创设某种情境，让学生随时展开想象的翅膀。比如，在“无线电通信发展史”一课中，这样形容几个重要科学家：麦克斯韦——创造光电磁理论和谐交响乐；马可尼——上帝创造何等奇迹；摩尔斯画笔描绘电码神奇。除了应用优美的文字表达科学，幽默也是科学教育的一条美丽风景线。比如，业余无线电爱好者的名字是“HAM”（英文直译是“火腿”），学生因为年龄小，就称呼他们“小火腿”。
其次，采用多媒体演示，让教学内容以最美的方式展示出来。在教学中，每次活动教学都以PPT演示文稿呈现，每张幻灯片的版面设计、文字、图片、动画、视频都是经过精挑细选的、字斟句酌的，辅助以声、光等多媒体手段，最终让教学内容以最美的方式展示给学生。多媒体教学点亮学生心灵的苍穹，燃起艺术的联想，激发创新的火花。
第三，教室环境布置要在体现学科性的同时，注重艺术熏陶。无线电通信活动室里设计了一面照片墙，张贴了学生的平时活动照片及无线电摄影作品。这些照片不仅是学生学习活动的记录，更是一个发现无线电科学之美的视窗。活动室里还有一个作品角，展示无线电创新作品。作品全部来自学生，而且都要经过教师在科学性和艺术性上进行班内点评，从而培养学生的艺术欣赏能力。
最后，精美的板书或板画，给予学生简洁明快的美。课堂上，重点内容用板书表达，说不清或难以说清的用板画，形象直观。成功的板书、板画是一种艺术的创造过程，它可以使教学锦上添花，给学生以激情和美的享受。此外，无线电通信小组特制的每页都带无线电通信知识和技术的小角标的随堂记录本和天线笔的使用，以及教师本人的得体着装，都会给学生以科学与艺术的感染力。
2.教学手段艺术化
无线电属于物理学科，是理性而枯燥的。打破传统的教学手段，把音乐、美术、文学等艺术形式引入课堂，一方面可以让无线电课堂变得生动，另一方面能够促进学生的大脑发展，为培养创新思维提供机会。 首先，每节无线电课都要有音乐。无线电课堂的每位学生，在每一个快乐的音符里感受音乐，发挥想象力。课堂上，我选用不同的音乐作为提示，比如，选择《Always with me》作为上课的预备提示，用《天空之城》作为上课提示，用《致爱丽斯》作下课提示；课间，欣赏中外名曲，比如，《高山流水》、《春江花月夜》、《A place nearby》和《Dreams》等。
其次，鼓励学生把所学知识用笔画出来。在“电路的认识”一课中，我不仅让学生绘出电路图，还让他们明白如何布局元器件才会让电路整体更美观。在“卫星通信”一课中，讲到卫星轨道，不仅是解释说明，还要让学生在黑板上画出各种轨道的立体图，让复杂的轨道简单明了地展现在大家面前。在讲到电磁波时，学生的作业是创作科幻画《魅力电波》。
最后，“诗歌使人巧慧”。歌德说过：“只有通过艺术，尤其是通过诗，想象力才能得到调节。”无线电课堂在我的精心设计下变得诗情画意。每学期第一次课，学生都会欣赏自由诗《无线电之歌》：“你飞越千山万河，你跨过平原，山坡。把无尽的信息聚在一起，把人类送上太空探索。从此世界拉近了距离，从此地球更加鲜活。这是你——神奇的无线电波……”。在“电磁波谱”教学活动中，诗歌《电磁波谱》让学生对电磁波的分类及波谱明了在心：“变化的电场生磁场，变化的磁场生电场，生出连体的电磁场，电磁场以光速行，形成奇妙的电磁波，电磁波是大家庭，波长最长数电波，频率最高是伽马，七色君子是一家，还有伦琴紫红外。”
3.教学内容艺术化
无线电通信兴趣小组的教学内容主要包括无线电知识、技术，以及各种无线电台通信方式的应用。我在教学内容的设计上进行了一些调整，让无线电通信与英语、地理、哲学、美学和影视欣赏等艺术内容结合。
把教学内容与英语学习相结合。因为短波通信是全球通信，我们通联的对象可能是世界上任何一个国家或地区的人。所以，在教学内容上，设计通信英语的学习，并设计有针对性的活动环节。比如，对讲机通信实践活动中，抄报和发报的内容全部设计成日常交际英语，在锻炼学生口语的同时，训练学生的英语听力。
把教学内容和美学教育相结合。教学过程中注重启发学生用科学的眼光和强烈的美感欣赏我们的学科和知识，把美学教育渗透到每一个教学活动中。无线电课堂可以在很多方面给学生以美的启示。比如，磁铁正负极的对称美，电与磁的和谐统一美，学生绘制电路图及作品的创作美，科学家进行科学研究的精神美等。教学过程中，还让学生随时用照相机拍摄自己眼中的无线电科技，比如在“认识天线”活动中，让学生走出教室拍摄市区各种各样的天线，拍摄完后，针对照片展开教学活动，引导学生欣赏天线本身的形状美和摄影的艺术美。使学生在获取科学知识的同时，提高他们的审美能力。
把教学内容和影视欣赏相结合。安排学生进行与无线电通信相关的影视作品欣赏活动。比如，《永不消失的电波》、《潜伏》、《风语者》、《黑洞频率》、《情迷步话机》、《樱桃小丸子也爱无线电》等，成为无线电通信教学活动的重要内容。通过故事情节了解无线电科技的魅力，通过真实的色彩激发学生的好奇心，在光影互动中培养学生的感受力，通过长镜头画面给想象插上翅膀。
把教学内容和哲学教育相结合。这里所指的哲学主要指价值观和科学精神。科学的价值观要实现真、善、美的和谐与统一，科学精神则是一种勇于探索的求真、求实、富于创造的精神状态。在学习科学知识的同时，还要注重不断渗透，比如在测量某电路的电流时，用有意的误导让学生明白求实的重要，用连续的疑问引导学生求真。这些细节的培养，就像春雨润物，在潜移默化中培养学生健康的人格特征和积极的创新精神。
4.学习成果艺术化
学习成果包括学生的实物作品、实验结果还有掌握的科学知识。对于无线电科学知识的学习内容，不只是要求识记、理解，还要求学生用表格、小论文、演示文稿、科幻画等多种形式呈现给大家。对于无线电制作内容，每个学生制作的作品，我都要求学生做简单的修饰和包装，适逢节日还可以作为礼物表达情感。比如，“摩尔斯电码项链”制作活动安排在母亲节，让学生用亲手制作的项链表达对母亲的感谢之情。对于无线电通联内容，通联成功的标志是自己设计的卡片，他们自己布局、自己绘画、自己覆膜处理，让飞向电波另一端的不再仅仅是一个问候，更是一件精美的艺术品。
通过在教学情趣、教学手段、教学内容和学习成果中渗透艺术教育，在教学过程中把科技教育与适合青少年的艺术形式完美结合起来，取得良好的效果，激发了学生学习无线电的兴趣，陶冶了艺术情操，是培养学生的创新能力的良好探索。
四、结论
在无线电教学中带入艺术元素，追求艺术效果，不是对教学活动的点缀，而是培养和激发青少年科学兴趣和创新思维的努力尝试。培养青少年的创新能力是“科学素质纲要”提出的要求，作为培养青少年创新能力的重要阵地，青少年的科技教育肩负着重要的责任。我愿和所有的科技教育工作者们一路，共同努力，相互交流，为培养具有创新精神的一代青少年作出应有的贡献。
参考文献
[1]全民科学素质行动纲要（2006—2010—2020）.人民出版社，2006.4
[2]赵子夫，唐利.科技创造与艺术创造的融汇统一.科学对社会的影响，2001
[3]王惠琴，姚春序，张信群.艺术教育与科技教育有机结合的探讨.浙江工程学院学报，1999（6）
[4]試论科学教育与艺术教育的整合.http：//www.biyelww.com，2011
[5]钱学敏.钱学森关于科学艺术与创新思维的基本观点.西安交通大学学报，2009（11）