艺术生计算思维的培养
中图分类号：G642 文献标识码：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
计算机技术让艺术类学科的很多方向都有了革命性的变化，艺术与计算机学科的交叉越来越多。无论是平面设计、动画设计还是摄影编导，都需要大量地使用各种计算机软件，甚至需要编写程序或进行二次开发。这对艺术生的计算机能力提出了更高的要求。
1 培养计算思维的重要性
由于计算机在日常生活中的广泛使用和中学阶段计算机教育的普及，学生的计算机基本知识和软、硬件操作技巧有了很大的进步，早期对非计算机专业大学生开设的计算机公共课程已经不再适应培养要求。教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会在2013年明确提出了面向计算思维的改革方向。
科学思维能力是创新能力的基础。科学的思维可以更精确地表达出个人思维的内容和推理过程，使得对思维成果的学习、探讨和应用转化更加高效。以目前的认识，在科学思维的谱系中，真正具备了系统和完善的表达体系的思维模式只有三个，分别是实证思维、逻辑思维和计算思维。
计算思维让人以计算机的逻辑去分析问题、收集数据、建立模型，并通过算法和程序来实现问题的批量化自动解决。它不仅能深化计算机类课程的学习，也能帮助学生建立起一种科学的、批判性的思维方法。
对于艺术生来说，几乎所有的设计过程都可以借助计算思维模式来简化问题。设计目标的特征提取，让素材和案例的收集更有针对性；大数据和搜索技术，让素材的利用更加精准，成果更符合客户需要；一些常规化的艺术设计，比如网站的视觉效果，甚至可以在制订规则、提供素材库后，实现半自动化的构造和更新。这种提取特征、搜索分析数据和提炼制订规则的能力，正是计算思维培养的重点。
2 艺术生的特点
随着高校的扩招和人才市场需求的变化，普通高校的艺术生人数逐渐增加。艺术生相对于其它学生而言，特点非常鲜明，主要表现在以下几个方面：
（1）个性强，课堂管理难度大。艺术学科的特点及其教学方法都注重个性和创意，随意性相对较大。很多艺术生在这种长期的专业氛围浸淫下，想法偏向非主流，传统的教学方法很难引起他们的兴趣。
（2）文化课基础相对薄弱。由于在中学阶段，精力就分散到专业学习，艺术生的文化课程整体水平偏低，其中的英语基础直接影响到计算机学习。不少学生看到计算机教材上的英语单词，就开始对课程失去信心，甚至软件都必须汉化使用。
（3）感性强而逻辑思维相对较弱。艺术之美要通过感官接触来调动感觉情绪，其思维方式以感性思维为基础。虽然艺术的表现形式上会采用一些理性的手段，但多数时间，艺术生更习惯于感性思考。
（4）富有活力和创造性，思维跳跃度大，乐于尝试新事物。相比其它专业的学生，艺术生的课堂明显较活跃，思维很发散，回答问题的角度有时很有启发性。艺术生的作业中，计算机技巧可能应用的并不是特别多，但新生事物和时尚流行元素经常被巧妙地糅合在一起，使得作品表现力更强。
由于以上这些特点，常规的教学模式对艺术生来说效率相对较低，尤其是理工科类课程，学生普遍反应难度大。要想充分发挥艺术生的优势，在课程设置和教学方法的选择上，就需要更加有针对性。
3 课程群的构建
思维的培养需要长期、系统的训练。多门计算机课程组成一个连贯性的课程群，更有利于计算思维的养成，能让学生形成习惯，自觉地使用这种思维方式来解决实际问题。
3.1 课程体系设计
艺术专业可大致归纳为设计、表演和文化服务三大类，部分专业和其它非工科专业一样，对程序设计的要求并不高，能理解算法即可。涉及动画等数字媒体设计的专业，则要求能熟练运用脚本语言，因此在课程设置上不宜采取一刀切的方法。综合考虑计算思维的基础理论和计算机技术在艺术学科中的实际应用，课程体系设置如表1所示。
3.2 教学重点
（1）大学计算机基础。计算机基础课的知识单元可以大致分为计算机概述、计算机软件、计算机网络和数据库四个部分。要着重讲解计算机系统的运算过程，即组成原理部分，这是理解计算思维的基础。通过学习可以让学生了解软硬件分工协作、硬件部分的配合与协调、资源的扩充与性价比平衡的各种思路，有助于进一步理解编程和批量解决问题的概念。在硬件讲解时就可以引入云计算的思想，自然地过渡到网络部分的学习中。数据库部分的重心也在概念部分，要使学生理解数据库的构造方法，了解数据挖掘、大数据的相关理论。 （2）程序语言。程序设计对于艺术生来说是一个难点，也是思维转变的一个关键点。教学不应拘泥于某种编程语言的语法细节，重点是对程序设计方法和算法的理解和应用；对函数、递归、对象的构造和使用；对效率、空间、算法复杂性之间的平衡与选择。函数和指针等部分内容可以结合计算机基础课中的硬件存储部分讲解。
（3）动画制作。动画制作课的实践性很强，单纯模仿操作步骤，不加以分析和理解，不能举一反三，对解决实际问题基本没有帮助，更谈不上建立计算思维。教师应更多地引导学生分析需求、设计动画，加强对图层和元件的练习，从而加深对计算思维中分解、嵌入、递归等概念的理解。
（4）网页设计。网页设计分为前台交互界面和后台数据库两部分，通常后台会交给计算机专业来处理，对于艺术专业学生来说，主要学习布局和一些脚本交互功能。
Html、css和div都是必修内容。在教学中，割裂性地细讲标签效率较低，可以直接先讲布局，然后填充内容并加大量优秀实例扩展学生思路。实验应与课堂教学保持同步，从申请站点、设计页面到实现，完成一个完整的作品。脚本编程部分内容最好安排在程序语言先修课之后，否则在有限的时间里，很难让学生融会贯通。
（5）数字媒体技术。数字媒体技术包括图像、音频、视频、动画、游戏和流媒体等。大量操作性的内容可以借助翻转课堂，放手交给学生自行练习。理论方面的编码、压缩和产品设计思路、开发流程等对于计算思维形成有帮助的部分应着重讲解。
4 教学方法
目前的公共基础课教学普遍面临着课时压缩和教学内容不断扩充的矛盾，引入计算思维的概念后，更加深了教学内容的深度和广度，这要求教师能够灵活利用多种先进教学手段和教学方法来提高效率，吸引学生的注意力。其中，项目驱动式、翻转课堂和移动学习的方法相对新颖，艺术生的接受度较高，可以引入到计算思维的教学过程中来。
4.1 项目驱动式
项目驱动式教学法以某个实际的任务或项目为主线串联起知识点，学生在完成任务的过程中自主建构知识体系，对知识点的理解和记忆都相对比较深刻。艺术生的自我展示热情很高，设计好合适的任务，并适时展示优秀学生作品，很容易激发学生的兴趣和热情。在设计项目时，应尽量多的覆盖知识单元，如表2所示。
在项目驱动式的教学过程中，学生可以比较直观地体验到计算思维中分解任务、解决局部问题并将阶段性结果有机结合在一起的思路，有助于理解软件工程和函数的一些概念。
4.2 翻转课堂和移动学习
很多学生在进入大学前对计算机的基本操作已经比较熟练，在大班教学中难以统一学习进度。引入翻转课堂概念，鼓励学生在课前预习，课上教师集中讲解难点和答疑，是一种比较好的解决办法。
翻转课堂的学习可以利用各种计算机设备，随着智能手机的普及和流量资费的降低，使用手机app已经成为了大学生的首选。
课程组可自制网站或app，内容以小视频为主，为了便于手机浏览，应适当优化网站结构。理论部分的动画演示和实际操作的录像都很受学生欢迎。学生可以根据自身的水平选择相应内容观看。
智能手机本身就是一种计算机，使用这种平台进行学习，也有助于学生加深对计算思维中自动化、批量化处理事件的理解。
5 总结
计算思维的形成可以直接影响到学生的工作学习效率和完成事情的精准度，对于艺术生的抽象思维来说是一种很有益的补充。在计算机公共课中，针对艺术专业设立专门的培养方案，能让整个学习过程更加顺畅高效。从教学实践来看，经过三到四个学期左右的系统学习，学生发现问题的能力明显提高，解决问题的思路也更加开阔，充分体现了计算思维的价值。
