藝術生計算思維的培養

王婷

摘 要 計算思維是大學計算機通識教育的改革方向。藝術專業學生感性思維強，個性鮮明。有針對性的課程群構建和靈活的教學手段，有助于建立藝術生的計算思維，提升學生解決問題的能力。

關鍵詞 計算思維 計算機教育 藝術生

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.10.020

Abstract： Computational thinking is the trend of the reform for computer general education in University. art students have their own way of sensible thinking， saying and doing everything. It is helpful to build up the computational thinking of art students and to improve their ability to solve problems by means of targeted curriculum group and flexible teaching methods.

Keywords： computational thinking； computer education； art students

計算機技術讓藝術類學科的很多方向都有了革命性的變化，藝術與計算機學科的交叉越來越多。無論是平面設計、動畫設計還是攝影編導，都需要大量地使用各種計算機軟件，甚至需要編寫程序或進行二次開發。這對藝術生的計算機能力提出了更高的要求。

1 培養計算思維的重要性

由于計算機在日常生活中的廣泛使用和中學階段計算機教育的普及，學生的計算機基本知識和軟、硬件操作技巧有了很大的進步，早期對非計算機專業大學生開設的計算機公共課程已經不再適應培養要求。教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會在2013年明確提出了面向計算思維的改革方向。

科學思維能力是創新能力的基礎。科學的思維可以更精確地表達出個人思維的內容和推理過程，使得對思維成果的學習、探討和應用轉化更加高效。以目前的認識，在科學思維的譜系中，真正具備了系統和完善的表達體系的思維模式只有三個，分別是實證思維、邏輯思維和計算思維。

計算思維讓人以計算機的邏輯去分析問題、收集數據、建立模型，并通過算法和程序來實現問題的批量化自動解決。它不僅能深化計算機類課程的學習，也能幫助學生建立起一種科學的、批判性的思維方法。

對于藝術生來說，幾乎所有的設計過程都可以借助計算思維模式來簡化問題。設計目標的特征提取，讓素材和案例的收集更有針對性；大數據和搜索技術，讓素材的利用更加精準，成果更符合客戶需要；一些常規化的藝術設計，比如網站的視覺效果，甚至可以在制訂規則、提供素材庫后，實現半自動化的構造和更新。這種提取特征、搜索分析數據和提煉制訂規則的能力，正是計算思維培養的重點。

2 藝術生的特點

隨著高校的擴招和人才市場需求的變化，普通高校的藝術生人數逐漸增加。藝術生相對于其它學生而言，特點非常鮮明，主要表現在以下幾個方面：

（1）個性強，課堂管理難度大。藝術學科的特點及其教學方法都注重個性和創意，隨意性相對較大。很多藝術生在這種長期的專業氛圍浸淫下，想法偏向非主流，傳統的教學方法很難引起他們的興趣。

（2）文化課基礎相對薄弱。由于在中學階段，精力就分散到專業學習，藝術生的文化課程整體水平偏低，其中的英語基礎直接影響到計算機學習。不少學生看到計算機教材上的英語單詞，就開始對課程失去信心，甚至軟件都必須漢化使用。

（3）感性強而邏輯思維相對較弱。藝術之美要通過感官接觸來調動感覺情緒，其思維方式以感性思維為基礎。雖然藝術的表現形式上會采用一些理性的手段，但多數時間，藝術生更習慣于感性思考。

（4）富有活力和創造性，思維跳躍度大，樂于嘗試新事物。相比其它專業的學生，藝術生的課堂明顯較活躍，思維很發散，回答問題的角度有時很有啟發性。藝術生的作業中，計算機技巧可能應用的并不是特別多，但新生事物和時尚流行元素經常被巧妙地糅合在一起，使得作品表現力更強。

由于以上這些特點，常規的教學模式對藝術生來說效率相對較低，尤其是理工科類課程，學生普遍反應難度大。要想充分發揮藝術生的優勢，在課程設置和教學方法的選擇上，就需要更加有針對性。

3 課程群的構建

思維的培養需要長期、系統的訓練。多門計算機課程組成一個連貫性的課程群，更有利于計算思維的養成，能讓學生形成習慣，自覺地使用這種思維方式來解決實際問題。

3.1 課程體系設計

藝術專業可大致歸納為設計、表演和文化服務三大類，部分專業和其它非工科專業一樣，對程序設計的要求并不高，能理解算法即可。涉及動畫等數字媒體設計的專業，則要求能熟練運用腳本語言，因此在課程設置上不宜采取一刀切的方法。綜合考慮計算思維的基礎理論和計算機技術在藝術學科中的實際應用，課程體系設置如表1所示。

3.2 教學重點

（1）大學計算機基礎。計算機基礎課的知識單元可以大致分為計算機概述、計算機軟件、計算機網絡和數據庫四個部分。要著重講解計算機系統的運算過程，即組成原理部分，這是理解計算思維的基礎。通過學習可以讓學生了解軟硬件分工協作、硬件部分的配合與協調、資源的擴充與性價比平衡的各種思路，有助于進一步理解編程和批量解決問題的概念。在硬件講解時就可以引入云計算的思想，自然地過渡到網絡部分的學習中。數據庫部分的重心也在概念部分，要使學生理解數據庫的構造方法，了解數據挖掘、大數據的相關理論。

（2）程序語言。程序設計對于藝術生來說是一個難點，也是思維轉變的一個關鍵點。教學不應拘泥于某種編程語言的語法細節，重點是對程序設計方法和算法的理解和應用；對函數、遞歸、對象的構造和使用；對效率、空間、算法復雜性之間的平衡與選擇。函數和指針等部分內容可以結合計算機基礎課中的硬件存儲部分講解。

（3）動畫制作。動畫制作課的實踐性很強，單純模仿操作步驟，不加以分析和理解，不能舉一反三，對解決實際問題基本沒有幫助，更談不上建立計算思維。教師應更多地引導學生分析需求、設計動畫，加強對圖層和元件的練習，從而加深對計算思維中分解、嵌入、遞歸等概念的理解。

（4）網頁設計。網頁設計分為前臺交互界面和后臺數據庫兩部分，通常后臺會交給計算機專業來處理，對于藝術專業學生來說，主要學習布局和一些腳本交互功能。

Html、css和div都是必修內容。在教學中，割裂性地細講標簽效率較低，可以直接先講布局，然后填充內容并加大量優秀實例擴展學生思路。實驗應與課堂教學保持同步，從申請站點、設計頁面到實現，完成一個完整的作品。腳本編程部分內容最好安排在程序語言先修課之后，否則在有限的時間里，很難讓學生融會貫通。

（5）數字媒體技術。數字媒體技術包括圖像、音頻、視頻、動畫、游戲和流媒體等。大量操作性的內容可以借助翻轉課堂，放手交給學生自行練習。理論方面的編碼、壓縮和產品設計思路、開發流程等對于計算思維形成有幫助的部分應著重講解。

4 教學方法

目前的公共基礎課教學普遍面臨著課時壓縮和教學內容不斷擴充的矛盾，引入計算思維的概念后，更加深了教學內容的深度和廣度，這要求教師能夠靈活利用多種先進教學手段和教學方法來提高效率，吸引學生的注意力。其中，項目驅動式、翻轉課堂和移動學習的方法相對新穎，藝術生的接受度較高，可以引入到計算思維的教學過程中來。

4.1 項目驅動式

項目驅動式教學法以某個實際的任務或項目為主線串聯起知識點，學生在完成任務的過程中自主建構知識體系，對知識點的理解和記憶都相對比較深刻。藝術生的自我展示熱情很高，設計好合適的任務，并適時展示優秀學生作品，很容易激發學生的興趣和熱情。在設計項目時，應盡量多的覆蓋知識單元，如表2所示。

在項目驅動式的教學過程中，學生可以比較直觀地體驗到計算思維中分解任務、解決局部問題并將階段性結果有機結合在一起的思路，有助于理解軟件工程和函數的一些概念。

4.2 翻轉課堂和移動學習

很多學生在進入大學前對計算機的基本操作已經比較熟練，在大班教學中難以統一學習進度。引入翻轉課堂概念，鼓勵學生在課前預習，課上教師集中講解難點和答疑，是一種比較好的解決辦法。

翻轉課堂的學習可以利用各種計算機設備，隨著智能手機的普及和流量資費的降低，使用手機app已經成為了大學生的首選。

課程組可自制網站或app，內容以小視頻為主，為了便于手機瀏覽，應適當優化網站結構。理論部分的動畫演示和實際操作的錄像都很受學生歡迎。學生可以根據自身的水平選擇相應內容觀看。

智能手機本身就是一種計算機，使用這種平臺進行學習，也有助于學生加深對計算思維中自動化、批量化處理事件的理解。

5 總結

計算思維的形成可以直接影響到學生的工作學習效率和完成事情的精準度，對于藝術生的抽象思維來說是一種很有益的補充。在計算機公共課中，針對藝術專業設立專門的培養方案，能讓整個學習過程更加順暢高效。從教學實踐來看，經過三到四個學期左右的系統學習，學生發現問題的能力明顯提高，解決問題的思路也更加開闊，充分體現了計算思維的價值。

參考文獻

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