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1、关于计算思维在艺术专业运用的几点思考摘要：文章通过对计算思维概念的研究，分析了信息时代计算思维对艺术专业的影响，提出艺术院校学生掌握计算思维能力的必要性。对计算思维在艺术院校落地过程中可能出现的一些问题及困难进行了思考和分析，指出在教学过程中对计算思维认识上的一些误区，并根据艺术院校自身的特点，提出如何在教学中融入计算思维的几点见解。关键词：计算思维；艺术院校；计算思维；落地计算思维是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维的概念最早是由麻省理工学院的eymourPapert教授在1996年提出的，而美国的卡内基梅隆大学
2、的周以真教授则清晰系统地阐述了计算思维，并将这一概念提到前台，使其广受关注。如今，计算思维概念在我国得到进一步的发展，计算思维的正逐步得到认同，大学生计算思维能力的培养也得到国内教育界的广泛重视。1计算思维的概念周以真教授对计算思维的定义是：计算思维是运用计算机科学的基本概念进行问题求解、设计系统和理解人类的行为，其中涵盖了计算机科学之广度的一系列思维活动。再进一步来说，计算思维就是通过嵌入、约简、转化、仿真等方法，把一个看起来困难无从下手的问题重新阐释成一个人们知道如何解决的问题。周以真教授同时指出，计算思维是每个人具备的基本技能，绝不仅仅属于计算机科学家。我们在对学生进行解析能力的培养时不
3、仅需要让他们掌握算术、阅读、写作等技巧，还要让他们学会计算思维。她还认为，计算和计算机是促进计算思维传播的有效途径，计算思维在不久的将来会成为每个人所具备的技能组合，而不仅仅适用于科学家。计算思维主要具有6个特征：（1）计算思维是一个概念，而不是单指程序。计算思维要求能够像计算机科学家那样在抽象的多个层次上进行思维，而非仅仅只要求做到计算机编程。（2）计算思维是根本的技能，而非刻板的技能。计算思维是每一个人为了能够在社会中做出贡献、发挥职能所必须掌握的，而并非简单的机械重复。（3）计算思维是人的思维，而不是计算机的思维。计算思维是人类解决问题采用的某种方式，它并非要求计算机代替人类思考，也并非
4、要求人类像计算机那样思考。（4）计算思维是数学和工程思维的互补与融合。计算机学科从本质上既源于数学思维也源于工程思维，而数学和工程思维的互补与融合又很好地体现在理论、抽象、设计这3个学科形态层面上。（5）计算思维是一种、思维的方式，而不是人造物理实体。计算思维与人造的计算机设备不同，它看不见、摸不着，却以一种概念的形式影响人们求解问题、交流互动、管理日常的方式。（6）计算思维面向所有人，适用于所有领域。计算思维是一种普遍适用的思维方式，可以成为所有人解决问题的工具，融入各种人类活动。2计算机艺术与计算思维现如今，计算机艺术作为科学与艺术相结合的一门新兴的交叉学科正被越来越多的人接受，众多艺术家
5、也逐渐开始尝试使用计算机来进行艺术创作。计算机艺术的领域很宽泛，包括计算机绘画、书法模拟、计算机音乐创作、影视、舞蹈、广告设计、服装设计、图形设计、动画设计、工业产品和建筑造型设计等。目前，在计算机艺术中发展最活跃的当属计算机美术。计算机技术可以在美术设计的众多方面加以运用，例如在基础图案创作中的运用，在色彩调配中的运用，在立体设计中的运用等。计算机能够为传统美术提供更新颖的技术手段，绘画的技法和色彩的调配均可以借助计算机强有力的交互性操作完成；计算机音乐使得声音可以进行数字化处理，特殊的技术极大地提高了音效保真度，丰富了音乐表现力，使得音乐的质量和构造能力有了巨大的飞跃，配合计算机使用的软、
6、硬件合成器可以生成各种仿真音效，使作曲者能够打破传统的创作思维模式，运用前所未有的创作方法编写出更为新颖、奇特的音乐作品；计算机技术对影视领域产生了巨大的影响，原始影片经过计算机数字化处理与加工，可以大大增强画面质量，增加丰富的数字特效，带来原始影片所不具备的视觉冲击，数字化的影像技术由正逐渐取代传统的影视制作。3计算思维在艺术院校存在的困难及认识上的误区3.1计算思维对艺术类人才培养的重要性没有引起足够重视3.2对计算思维融入教学存在认识上的误区计算思维的重要性逐渐被各大高校接受，部分高校甚至把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务，然而由于经验不足，对计算思维在教学上的应用只能
7、是摸着石头过河，也存在着一些认识上的误区，这些误区在艺术高校也普遍存在。例如：没有认识到计算思维是已存在的思维活动，是每个人都具备的一种技能，错认为只有计算机专业的学生要着重培养计算思维能力；没有认识到计算思维能力培养是一个长期的、潜移默化的过程，认为几节课就能够实现培养计算思维能力的目标；将计算思维能力培养的方式、方法看得太过简单，认为只要在计算机基础课程中使用了某种计算机编程语言，或是在课程中添加了有关程序设计、数据结构及算法实现等内容，就是计算思维；对计算思维认识不够深，研究不够充分，认为要实现计算思维能力的培养，就必须要开设程序设计类课程，也只能通过这一种方法，忽视了其他的学习途径。3
8、.3艺术院校学生计算机基础薄弱由计算思维的概念可知，计算思维是一系列的思维活动，而这一系列的思维活动是以计算机科学的基础概念为依托的，因此，进行计算思维能力的培养，基础的计算机能力是必不可少的。然而，在艺术院校中，除了与计算机密切相关的专业外，大部分学生的计算机水平不高。笔者在本校从事计算机基础教学，教授过各个专业的学生，在此过程中发现，有些学生在高中时很少接触计算机，有些从未系统地学习过计算机，有些甚至连最基本的常规操作都难以进行。由于基本的计算机知识的缺失，让他们在大学算机基础课程的学习过程中感到困难重重，更不要说计算机编程、数据结构、多媒体等类型的课程。这种现状使得艺术类学生的计算思维能
9、力培养更难以进行。3.4缺乏合适的教学方法和手段在艺术院校中，大部分学校开设了计算机基础及相关课程，但这类课程往往局限于概念、技术与应用。基于这样的教学目的，在教学过程中，教师所采用的教学方法和手段也会只侧重于基础概念的讲授、软件的基本操作等，这样做或许可以帮助学生掌握某一种软件的使用方法，却忽视了思维的过程。以Photohop这门课为例，教师往往按照软件的菜单功能按部就班进行讲解，认为只要将所有功能的操作或概念介绍一遍就算完成了这门课程的教学任务。殊不知了解软件功能到利用软件设计出优秀的作品还有很大距离。现有的教学方法没有引导学生进行思考，无法帮助学生提高计算思维能力。4.1分层教学、多样化
10、教学计算思维能力的培养不可能一蹴而就，而是循序渐进的过程。艺术院校的学生通常计算机能力比较薄弱，更应该从基础着手，再逐步实现计算思维能力的培养。如果在授课的开始就直接给学生开设难度较大的程序设计、数据结构等课程显然是不合适的，学生难以理解课程内容，兴趣缺失，学习效果自然不好。计算机类课程的开设可按照几个层次逐渐展开：首先普及计算机文化、熟悉计算机基础概念；然后培养专业应用能力，帮助学生熟知计算机在各自学科中的应用；在前面两部分内容中融入计算思维能力的训练。而不同的专业也可以根据自身培养目标，科学制订本专业的计算机科目教学要求，做到层次递进，有所侧重，通过分层教学，让学生在潜移默化中掌握计算思维
11、的技能。4.2采用合适的教学方式方法和手段在计算思维能力的培养中，选择合适的教学方法也是至关重要的。大多数艺术院校的学生计算机理论基础比较薄弱，某些专业与计算机的相关性不大，如果直接向血色灌输枯燥的计算机理论知识，会让学生失去学习的兴趣和信心，因此，培养艺术院校学生的计算思维能力首先必须提高学生的学习兴趣，例如在教学过程中可以引入贴近学生日常生活的例子，通过合适的案例引导学生利用计算思维的思想去理解、分析专业问题；其次，为了使计算思维的学习能与学生自身专业融合，应当抽取出与所学专业相关而易于理解的问题，然后进行“简约”；同时，还可通过画出问题分析流程图的方式将问题进行细化，这样既可以帮助学生理
12、解也易于分析问题的本质。通过不同的教学方法和手段逐步加深学生对计算思维的认识和理解，进而实现艺术学科问题到计算学科问题的转换。以多媒体类课程为例，我校学生的社会实践活动非常丰富，为数不少的学生都参与过艺术表演活动或大型赛事的采编和播出工作。教师完全可以将这些案例引入课堂，让学生实际进行视频、音频录制，学习如何进行多媒体文件的压缩、类型转换以及多媒体软件的使用等，在具体操作过程中帮助学生掌握多媒体技术。同时，教师也可以准备一些水平较高的获奖作品，与学生自己制作的作品进行比对，分析学生作品的不足之处，引导学生自行思考：自己的作品和获奖作品的差距在哪里？如何改进自己的作品？为什么改进后会有更好的结果
13、？这种案例加启发思考式的教学方法既能够帮助学生更为扎实的掌握理论技术和软件的使用，也可以让学生在日后遇到新的多媒体应用问题时可以举一反三，运用计算思维能力解决实际问题。当然，在教学方法的选择上，以上列出的几种都不是唯一的可选项，只要能够突出实践能力、激发学生思维活动的教学方法和手段都值得尝试。通过教学方法的改革，加强对问题求解、设计与实现模型的学习与训练，向学生展现计算思维的魅力和基本思想方法。4.3艺术学科与计算机学科融合，在教学中引入跨学科的元素将计算思维能力的培养融入到教学中，现有的课程内容是需要进行革新的。但将教学的知识点进行大幅度更新，将所有教学内容全部推倒重来又是不现实的，同时也不
14、符合艺术院校的实际教学情况。比较合理的做法是保留原有的大部分课程教学知识点，但在教学过程中需要以计算思维为依托对知识点进行重组，对课程的内容进行结构上的调整，将艺术学科与计算机学科进行融合，在教学中引入跨学科的元素。以南京艺术学院的信息交互设计专业为例，此专业课程的特点是以信息的整合、信息的互动、信息的交流作为解决设计类问题的方法；再比如设计学院开设的参数化设计课程，借助计算机运算技术，量化了事物之间的参数化设计逻辑，建立变量与输出之间巧妙的关系，从而使设计有无限的可能性。在参数化设计的教学过程中，既要运用计算机软件，又要有明确的设计理念和判断，从而使计算思维能力的培养与艺术设计相辅相成、相得益彰。
