科学文艺作为一种独立的体裁出现，虽然为时不长，但是把科学和文学结合起来却有久远的历史。在古代，许多科学家就是文学家，文学家也是科学家，科学和文学没有明显的界限。相传著名史诗《伊利亚特》和《奥德赛》为古希腊盲诗人荷马（约公元前9至8世纪）所作。读了这两本书，可以得知荷马时代全部的科学发展情况，科学和文学好像一对姊妹老早就并排走着了。有人认为《旧约圣经》中，《以西结书》讲到的公元前6世纪犹太先知以西结所谈空中飞轮的故事，是人类最早的关于飞碟的传说。罗马著名诗人卢克莱修（公元前99？～公元前55？），将诗、哲学、科学融为一体，写出了长诗《物性论》6卷，这是一部规模宏伟的哲理诗，用朴素的唯物主义观点和生动的比喻，描述宇宙万物和人类的起源，用字母与词的关系去比喻原子与物的关系，形象地解释了原子说。马克思称他为“朝气蓬勃、叱咤世界的大胆诗人”。公元2世纪，罗马帝国时期的希腊语作家卢奇安（亦译琉善135～200，？）写的海上旅行记《一个真实的故事》，也可以说是一部科幻小说。它描写一阵巨风把正在海上航行的水手卷上了月球。虽然情节荒诞，但其想象是很可贵的。到了中世纪，意大利著名诗人但丁（1265～1321）的巨著《神曲》，通过他与地狱、炼狱、天堂中遇到的许多名人的谈话，反映了中古文化领域的成就和许多重大问题，无怪人们把它看作欧洲中古的“百科全书”。文艺复兴时期，法国人文主义作家拉伯雷（约1494～1553）的小说《巨人传》中的一些章节，也带有科学幻想的色彩。英国的哲学家和自然科学研究者弗兰西斯培根（1561～1626）所写的《新大西洲》类似一部科幻小说，它描绘了一个大西洋中已经沉没了的小岛——阿特兰提斯岛，曾出现过的科学理想国及种种科学奇迹。培根时代的一位天文学家德国的开普勒（1571～1603）也写过一本科幻小说《梦》，这是一个幻想登上月球的故事，主人公是被一个助人为乐的魔鬼带上月球的，在月球上他还见到了那里奇异的居民。18世纪，德国的歌德（1749～1832）既是科学家，又是著名诗人，他的代表作《浮士德》磅礴着科学的创造精神，关于“人造人”的幻想情节脍灸人口。至于俄国的罗蒙诺索夫（1711～1765）不但是俄国科学的创始人，也是俄国文学的创始人。他用诗的形式描绘哥白尼的体系，讲述瓷的生产、北极光以及太阳的构造等问题。
在我国，科学和文学的结合也由来已久。我国最早的一部诗歌总集——《诗经》，就有许多关于动植物、天文、地理等方面的知识。在《诗经》中提到的植物有132种，动物也有一二百种。书中还记载了公元前780年的西周三川地震，公元前771年发生日食等自然现象。伟大诗人屈原诘问苍天的《天问》，是文学史上的一篇奇文。诗人用四言诗句提出了有关天地万物、古往今来的170多个问题，把科学家的怀疑、批判精神和诗人豪放雄浑的气魄融为一体，启示和激励人们不断地探索大自然的奥秘。战国时记录成文、秦汉期间又加以增补的《山海经》和北魏郦道元的《水经注》，实际上都是富于神话色彩的古代地理书。北宋著名科学家沈括的《梦溪笔谈》，总结记录了我国古代多方面的科学成就，也是一部文辞优美的科学散文。明代李时珍的《本草纲目》，既是一部药典，也是一部文学书，清新流畅，颇有文采。至于明代小说《西游记》中的“龙宫探宝”、孙悟空上天入地的故事，自然更带有科学幻想的色彩。
儿童科学文艺的科学性，指儿童科学文艺以科学实验为依据，揭示事物的本质，并符合事物之间相互作用之规律的特性。它要介绍科学知识，向孩子们传播普通的科学道理，以培养他们对科学的兴趣，使他们认识科学对人类生活的作用，认识人类征服自然、掌握科学的艰难过程和伟大力量，为他们今后叩开科学的大门、走进科学的殿堂作准备。因此，儿童科学文艺涉及到的科学知识要准确无误。而严格的科学性，也就成了儿童科学文艺最显著的特点。即使是科幻小说，也是如此。因为严格的科学性不仅是儿童科幻小说艺术真实的保证，也是对它与一般幻想小说、荒诞小说进行界定的基准。就此而言，严格的科学性是科学文艺的灵魂。如果一篇儿童科学文艺的知识内容是错误的，就必然会带来极坏的影响。
儿童科学文艺既然进入文学之林，就要具有文学艺术的特征。文学性是宣传科学知识的良好手段，它帮助作者将科学本身的奇妙和动人之处展示在小读者面前，或者将一些抽象的概念变成具体的形象，将一些枯燥呆板的事物说得生动有趣，将一些深奥难懂的道理说得浅显明白，让小读者在乐趣中获得知识，激发其探求世界奥秘的兴致。高士其说：“科学文艺……失去了文艺性就失去了它的吸引力。”他十分重视作品的艺术表现。有人以吃菜作比喻：我们为了取得营养而去吃一盘菜，如果这盘菜看上去颜色鲜美，闻一闻，气味芬芳，吃起来，味道可口，那当然就更能刺激食欲，促进消化了。
科学是人类意志和智慧的结晶，描写科学的现在和未来，必然表现出科学家的高贵品质、思想倾向和科学造福于人类的种种奇迹，从而赋于作品以深刻的思想意义。它或者表现一种哲理（如科学童话《小蝌蚪找妈妈》），或者赞扬一种事物（如科学小品《祝螳螂南行》），或者颂扬一种精神（如科幻小说《和平的梦》）。正如伊林在《论儿童科学读物》中所说的那样：“我们对儿童科学读物提出的第一个问题，应该是：它的教育意义是什么？是吸引小读者关心科学，还是使小读者厌弃科学？它是否能够帮助他们建立人生观？是否能教会他们思考和工作？总之，它是否能促进少年读者的成长和发展。”
文艺形式是多种多样的，它与科学“杂交”而形成的科学文艺，形式也是多种多样的。儿童科学文艺作为一种特殊的儿童文学种类，当它与其它儿童文学体裁相交叉，便形成了种类繁多的体裁形式。主要有科学童话、儿童科学幻想小说、儿童科学诗、科学小品、科学故事、科学相声、科学漫画，此外还有科学寓言、儿童科教影视、科学谜语等等。下面分别加以简要介绍。
一、科学童话
科学童话又称知识童话或自然童话，是一种以童话形式来介绍科学知识的体裁。科学童话的主要阅读对象是学龄前期和学龄初期的儿童。因此，它的知识内容比较浅显，情节结构也较为单纯、明了。例如，比安基的著名作品《尾巴》，写苍蝇想要条尾巴，先后向鱼、虾、啄木鸟、鹿和狐狸去要，都没有得到，后又和牛纠缠，被牛尾巴一下抽死了。这篇科学童话通过故事，向小读者介绍了各种动物尾巴的功能。
幻想是童话的基本特征，没有幻想便没有童话。夸张、拟人等是童话常用的艺术表现手法。科学童话遵循童话创作规律，不是科学知识的图解，不能简单地把科学内容填入童话的格式中。它也要张开幻想的翅膀，调动夸张、拟人等艺术手法，运用优美的文学语言，去构思富有趣味的幻想情节，创造动人的童话意境和童话形象，使孩子们在幻想的迷人世界中，获得一定的、准确实在的科学知识。只是在科学童话中，幻想和夸张、拟人等不仅植根于现实生活，而且要有科学的依据，同时，又都必须为表达科学内容服务。冯振文的《非洲的魔术师》就是一篇有趣的科学童话，它通过“魔术师”——避役先生和蝉大哥、凤蝶、蜗牛等的活动，介绍了一些生物的形态和习性，阐明了生物学上的一条重要原理：生物的机体、习性与其生存的环境是统一的。避役表演的魔术是变换皮肤的颜色和形体的大小而造成的，它真实而生动地表现了生长在非洲的生物怎样适应各种环境避免危险来保存自己所具有的本领。看演出的其他森林居民有“高声广播”的蝉，总是打扮得最漂亮的凤蝶，外穿一件短马褂、里套丝织长袍子的蠼螋，屁股上藏着一根长枪的胡蜂，提着灯笼的萤火虫，带着两把凿子的蝼蛄，背着房子移动、胆小笨拙的蜗牛以及满身臭气的臭娘等等，作者把它们描绘得十分恰当，使孩子们很快了解了这些小生命的外貌、习性、动作等特点。
综上所述，可以明显看出科学童话创作的特殊性在于它把科学内涵与童话构思结合起来，即把科学的理性概念化作幻想的感性形象，把对知识的解释与虚构的故事糅合在一起。丰富的幻想、拟人化的手法、普及科学知识这三个特点，是科学童话必备的。
二、儿童科学幻想小说
儿童科学幻想小说，顾名思义，就是运用幻想这一浪漫主义的艺术手法描绘未来科学发展远景和人类探索大自然奥秘的小说。
与科学密切相关的幻想构思是儿童科学幻想小说的核心，也是这种体裁最明显的特点。这种科学幻想构思，或从已知的科学原理去推测已消逝的时代曾发生过的事，或立足于当今的科学事实去探索身边的未知领域，更多的是根据现代科学的发展趋向，去预想未来科学的新发现。总之，科学幻想小说中所展现的种种景象是现实世界中并不存在的，但决非毫无根据的想入非非，也不同于一般文学作品的幻想。科学幻想要以科学为前提，符合科学发展规律，不悖常理。叶永烈的《小灵通漫游未来》，通过小记者小灵通幻游未来市的见闻和感受，向小读者展示了未来的人们在衣、食、住、行等许多方面科技发展的远景。最后，小灵通在信中说：
“我的这些见闻，是在科学家的帮助下获得的。
未来市，不仅在现在的中国地图上找不到这座城市，就是在现在的宇宙地图上也没有这座城市。但是，在将来，不仅在中国地图上到处可以看到这样的城市，而且在宇宙地图上也能找到这样的城市。
未来的城市，靠谁去建设，靠什么去建设？靠这本书的小读者——我们祖国未来的建设者们，用智慧和劳动去创造和建设。”
小灵通的这些话，从某种意义上，说出了科学幻想的涵义。科学幻想小说就是用小说形式，具体、生动、形象地描述“将来会出现”的那些从来没有被人们设想过的种种事业。它可以激发少年读者改变现实、创造未来的强烈愿望。
儿童科学幻想应该新颖、大胆。事实上，科学幻想小说常常是科学未来的预告书。在上一世纪，凡尔纳写《海底两万里》时，世界上还没有潜水艇，而读者已经随着他的作品乘着潜水艇漫游绮丽的海底世界了。他的《从地球到月球》描绘了宇宙飞行的种种奇迹，包括宇宙飞行中人体失重的现象，事实上那时世界上还没有任何人离开过地球。而现在，那些非凡的幻想都已完全成为现实。今天，科学上的许多新发现和所取得的成就，是前人所不能想象的，而明天科学上的突破和将要达到的高度，又会大大超过今天最大胆的幻想。因此，只要不违背人类已知的科学原理，作者完全可以超越过去、现在和未来的界限，使自己的幻想自由大胆地驰骋。
儿童科学幻想小说一般来说，要遵循小说创作的规律，即借助艺术构思，组织安排生动的情节，刻画典型环境里的典型人物形象。例如，童恩正的《珊瑚岛上的死光》是一部描写激光的威力的作品，曾在读者中引起强烈的反响。人们喜欢这部作品，并不在于它的科学幻想，严格地说，它的科学幻想的启示作用是不够的，而重要原因之一还在于它描写了一系列激烈而惊险的场面——赵教授被暗杀、“晨星号”飞机失事、无名岛上青年科学家陈天虹与马太博士的奇遇、马太博士之死、死光复仇等等，情节跌宕起伏，紧扣人心。作品中人物刻画也有一定深度——赵教授宁可毁掉原子电池资料，牺牲自己，也不让歹徒抢走资料的爱国主义情感；马太博士为了研究激光，忍受着狐独，在无名岛上战斗了10年，最后又不顾个人生命危险，倾注整个力量按动电钮击毁敌人军舰，给人留下很深的印象。
创作儿童科学幻想小说，既要进行科学幻想的构思，也要进行文学的构思。科学幻想构思，指科学方面幻想的内容。文学构思指情节、人物的设计、典型形象的刻画等等。一篇好的儿童科学幻想小说，要求新颖、严密的科学幻想构思和巧妙、诱人的文学构思紧密结合、水乳交融，成为一个和谐的统一体。
儿童科学幻想小说能为读者提供某些科学知识，但它的功能更在于提出富有启发性的科学预想、启迪智慧、促进科学思维、传播科学的人生观和宇宙观、鼓舞儿童对未来世界进行科学探索，有些作品甚至成为科学发明的前导。儿童科幻小说还往往具有思想性和社会性，对于启发小读者思考社会和人生问题具有明显作用。
三、儿童科学诗
儿童科学诗的特点是把科学知识和诗歌结合起来，用优美凝练的诗句来描写科学、表现科学。
儿童科学诗以准确地介绍某种科学知识为基本任务，所涉及的科学知识、科学原理应正确无误，具有高度的科学性。那种单纯借科学题材抒发情感、展开幻想，或是歌颂某一科学成就、歌颂科学工作者献身科学、鼓舞人们向科学进军的诗歌，是否归属科学诗的范畴，至今仍有争议，尚待探讨。
儿童科学诗必须遵循儿童诗歌创作的一般规律，要求有浓郁的诗情、优美的意境、精炼的语言，并且讲求节奏和韵律，读来感到有诗味。它不仅应当形象地讲述科学，而且要由此把儿童引入诗一样瑰丽的科学世界和美好的意境，使儿童既得到艺术的享受，又在科学知识上有所增益，培养儿童热爱科学、志在科学的情操。
高士其是我国儿童科学诗创作最有造诣的作家，是我国儿童科学诗发展历程中功绩卓著的开拓者。他擅长于运用形象思维，使作品富有感染力。其代表作品《我们的土壤妈妈》就是一首优秀的科学诗。
优秀的儿童科学诗不仅可供阅读，而且可以朗诵。它情理并茂，富有美感，可以陶冶情操、增进审美意识，是值得提倡、发展的科学文艺品种。
四、科学小品
数量最多、最为常见的科学文艺作品是科学小品。科学小品又称知识小品、自然小品。它是指只写科学知识的某一个方面或科学发展的某一个侧面，内容精当、结构自由、篇幅短小的科学散文，即简捷明快地介绍科学知识、传播科学思想和科学方法的小文章。如高士其的《细菌是怎样发现的》，全文1200字，生动地讲述了荷兰一个看门老工人发现了细菌的事。这类作品言简意赅，能够迅速及时地反映科学上的新事物、新思想、新动态，被称作科学文艺中的轻骑兵。它的读者对象不限于少年儿童，有不少科学小品是供成年人阅读的。
科学小品的特征是：（1）题材的广泛性。科学小品题材十分广泛，不拘一格。自然科学和社会科学的各门学科、各种内容都可以不同程度地通过它来表现；它还适于论证科学的思维方法，探讨科学与各方面的关系等等。（2）立意的新颖性。作品没有幻想或虚构的成分，没有曲折动人的情节，也不刻画人物形象，然而它雅俗共赏，具有巨大的魅力。其艺术表现的独到之处就在于题旨的新和构思的妙。这里科学小品的题目一定要富有新意、别开生面，既标新立异，又切合主题。（3）文辞的精美性。这类作品以小见大，以一当十，大都是“千字文”，必然要求文辞的优美和语句的精湛。例如，高士其在《灰尘的旅行》中，抓住灰尘在大气中的运行及其与人类的关系这个环节来写，给人以新的感受。顾均正的《北京来到我们面前》，用火车到站、上车站去接朋友这样日常生活的事例作引子，通过两个老朋友有趣的辩论，深刻地讲述了物理学上相对论这个重要科学原理。这些作品都深深地吸引了小读者。
五、儿童科学相声
相声与科学相结合，便产生了科学相声。儿童科学相声是我国独有的一种艺术形式。它是指以科学技术及有关科学的宣传教育为内容的相声作品。它运用我国传统相声这一艺术形式，把科学技术寓于幽默的诙谐之中，使少年儿童在欢笑声中愉快地获得科学知识，用相声术语来说，就是甩“包袱”的手法。科学相声的开头一段垫话好比是先铺好一块包袱布，科学知识是内容，好比一件件东西，都装进“包袱”里，再把它系上，然后出其不意地把东西全都甩出来，使“包袱”打响，逗得听众哄堂大笑。
儿童科学相声的主要特征是充分发掘科学知识本身的生动内蕴，采用一逗一捧的特殊对话方式予以巧妙地揭示和夸张，使知识性与愉悦性相统一。
儿童科学相声既可供儿童阅读，也可供他们表演。通过表演，使作品进一步形象化，具有更强的感染力。
六、儿童科学故事
儿童科学故事是把科学技术中的种种情况描写得有头有尾、有人物有情节，娓娓动听，趣味盎然。即用故事的形式讲述科学技术方面的种种知识。儿童科学故事的史实必须准确，知识必须正确。如萧建亨的《影子的故事》，讲述影子怎样帮助人类确定时间、判断历史、测量月球、制造现代化的精巧零件以及为孩子们演影子戏等等，十分新颖动人。儿童科学故事的内容多种多样，并且取材于现实科学，包括科学技术上的发现、发明、发展，以及常见的自然现象中的科学道理、动植物的生活习性、科学史等等。可繁可简，可长可短，形式很活泼。
爱听故事是孩子的天性，儿童科学故事是最常见的儿童科学文艺样式之一。
七、科学寓言
科学寓言是科学文艺百花园中的一朵小花。它是指运用寓言的形式，概括地、生动地表现科学知识的内容，并由此表达一定的教诲、训诫意义的作品，也称知识寓言。它的特征是严谨的科学性、生动的形象性与深邃的哲理性的高度统一。如叶永烈的《钟表店里的争吵》，既形象地介绍了最新式的电子表的优点，又告诉读者，不能用旧框框衡量新事物。
八、科学谜语
科学谜语指谜底是属于科学知识范围中某一种科学现象、科学器械、科研成果的儿童谜语。儿童通过思考、推断的猜谜过程，对某一种科学现象的形成，对某一类科学器械的性能，对某一项科研成果的作用，有了更多的了解，使他们从多方面掌握和积累科学知识，并锻炼他们判断事物的能力，引起他们学科学的兴趣。科学谜语的主要特征就是知识性与形象性、逻辑性与启发性同时存在。
九、儿童科教电影
儿童科教电影是科学文艺中“有声有色”的形式。儿童科教片中最有影响的是根据《十万个为什么》改编的《知识老人》，曾获第二届电影“百花奖”最佳儿童科教片奖。另一部优秀之作是《一支铅笔》，通过有趣的故事说明每支铅笔来之不易，教育小观众懂得爱惜铅笔。
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