艺术类大学生计算思维能力培养的探究①

褚宁琳（南京艺术学院，江苏 南京 210013）



艺术类大学生计算思维能力培养的探究①

褚宁琳（南京艺术学院，江苏 南京 210013）

［摘 要］本文首先介绍了计算思维的概念及提出的意义，分析了艺术类大学生计算思维能力培养的必要性，从实际出发，探讨了在艺术教育中进行计算思维能力培养的方式和方法。

［关键词］计算思维；艺术教育；能力培养

大学生群体是一个思维活跃、汲取知识能力强的群体，大学时期是专业学习和能力培养的最佳时期，大学阶段也是人生发展的一个十分重要和关键的阶段。如何在这一阶段提高大学生的学习和创新能力，成为复合型专业人才是大学生培养值得重视的一个问题。学习和创新能力的提高，离不开科学的思维，“迄今为止，人类所有的创新史都是思维的创新史，人类文明进步的重大飞跃总是伴随着思维科学的进步。”［1］

艺术院校的大学生，由于其专业的特殊性，其自身也有其独特的性格特质和思维特点。如何将计算思维融入到艺术类大学生的学习和创作实践中，培养其计算思维能力，是值得信息时代艺术院校师生不断探究的一个问题。

一、计算思维的提出及其意义

2006年，周以真教授在美国计算机权威期刊《Communications of the ACM》杂志上提出：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，其本质是抽象和自动化。计算思维能力的培养已成为计算机学者和教育家共同关心的问题，也成为高校教育研究的重要课题。随着国外对计算思维相关主题的讨论与探索，国内对计算思维的研究也取得了一定的进展：2007年，中国科学院自动化研究所王飞跃研究员将周以真的计算思维引入我国，并提出“计算文化”的概念；2009年，中国科学院计算技术研究所李国杰院士明确提出要培养学生的计算思维能力；2011年，深圳大学陈国良院士专门作了报告，力推将计算思维上升为国家教育战略。大学生计算思维能力的培养被提到一个新的高度。

计算思维的提出再次引发人们对人类科学思维活动的思考和研究，作为新概念的计算思维其实是一个固有的存在。人们认识世界和改造世界的三种基本的思维特征分别是逻辑思维（以数学学科为代表）、实证思维（以物理学科为代表）、计算思维（以计算机学科为代表）。随着计算机技术日新月异的飞速发展和越来越广泛的应用，计算思维的意义和作用已得到进一步的强化，对计算思维能力的培养被认为是创新人才的基本要求和专业素养。

二、艺术类大学生计算思维能力培养的必要性

随着信息技术的高速发展，特别是互联网的出现，对高等教育及大学生培养也提出了新的要求，大学生计算思维能力培养变得尤为必要和重要。

1.信息时代的需要

信息时代互联网+、云计算、大数据、物联网、移动通讯等新概念和新技术的不断涌现，使得社会经济、人文科学、自然科学等众多领域发生了革命性的突破，对传统行业的颠覆程度及变化速度不断超越人们的想象，对传统媒体也形成巨大的冲击，互联网+的兴起成为新一轮媒体转型的外在动力和必要途径，各行各业的数字化进程进一步加强。信息时代不断发展的新技术，不但改变了人们传统的工作与生活方式，也改变了人们传统的思维模式，涉及各领域的计算思维已不仅仅是科学家或计算机从业者的思维，计算思维能力也成为人们认识问题和解决问题的基本能力之一。

信息时代的另一显著特征是新技术引发的新工具的使用，产生了著名的“工具影响思维”论。正如1972年，图灵奖得主Edsger Dijkstra 所说 ：“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，从而也将深刻地影响着我们的思维能力”［2］。计算机正逐渐成为各领域的新工具，其中就包括艺术领域，如计算机辅助设计、数字媒体等。计算机的出现必将推动计算思维的研究及大学生计算思维能力的培养。

2.艺术教育发展的需要

信息时代也引发了艺术教育的变革。这种变革不仅是艺术教育方式的变革，也是艺术教育内容的变革。现代化教育技术已进入到艺术教育课堂。信息技术不断为传统的教学模式增添新的技术手段，MOOC、翻转课堂等网络课程也得到越来越广泛的运用，艺术教育内容与艺术表现形式都不断增加。艺术教育的对象对互联网、移动通讯等现代科技的接纳和依赖为计算思维的培养提供了切入的途径。艺术教育长期的历史积淀及社会的发展使得当代艺术教育内容正走向综合。艺术资源的数字化采集与共享，为艺术教育提供了极大的方便。艺术教育强调对学生创新性思维能力的培养，同时也对艺术类大学生的计算思维能力提出了新的要求。

3.艺术学科发展的需要

在将艺术提升为独立学科门类以后，艺术学科的发展方向不是越来越狭窄，而是越来越宽泛，艺术学理论、音乐与舞蹈学、戏剧与影视学、美术学、设计学等五个一级学科的发展在信息时代也呈现出综合性和交叉性等特点，很多艺术专业如数字媒体专业，不仅是美术学、艺术学、传播学等专业的交叉融合，也是数学、工学、心理学等专业的交叉融合。学科发展既需要专业的融合，同时也需要艺术类大学生思维方式的融合。

4.艺术创作与实践的需要

艺术创作与实践既处于艺术教育的过程中，也是艺术教育阶段性成果的体现。很多新技术新设备的应用，常常始于艺术创作与实践。信息时代的艺术创作与实践已在传统艺术创作与实践的基础上得到极大发展，艺术的创作方法、实践手段以及艺术作品呈现的形式更加多样化和现代化。传统的手工艺术经常借助于科学的手段，传统的设计模式也融入了计算机等现代元素。科学的融合势必对学生的科学素养提出要求，信息化背景下的计算思维能力也成为艺术创作与实践的必要能力之一。

5. 学生综合能力培养的需要

科学与艺术的融合，不但催生了新的艺术形式，也催生了新的思维理念。培养新时代的大学生，让他们走在时代的前列，不但要具备创新能力，也要具备跨学科跨专业的综合应用能力及多种素质能力。从人才培养角度来说，很多新兴专业既要培养学生的艺术表达力，也要培养学生的技术应用能力；培养出既具备良好的科学素养也具备艺术审美能力，既懂技术又懂艺术的复合型创新人才。计算思维能力应该通识化、普识化、常识化，这已经成为共识［3］。每个学生都应该具备计算思维能力，这既是综合能力培养的需要，也为提升创新思维、提高创新能力奠定必要的基础。

三、艺术类大学生计算思维能力培养的实践思路

计算思维的提出具有重大意义，计算思维能力也是每一个大学生必须具备的基本能力之一，如何培养艺术类大学生的计算思维能力，是艺术院校的师生都必须思考和解决的问题。

1.思想上高度重视，充分认识计算思维能力是大学生的普适能力

计算思维作为信息时代一种本质的、所有人都必备的思维方式，是每个大学生必备的一种基本素质，其意义和作用被提到了前所未有的高度，必须从思想上高度重视。计算思维不仅是改造世界的手段，也是认识世界的手段，它无处不在，人人都必须掌握。由于对计算思维概念的误解，一些人认为，计算思维是计算机专业学生的专利，艺术类大学生不需要计算思维能力；还有一些人认为，艺术类大学生只需要注重形象思维能力培养，具有科学特征的计算思维能力与专业无关；有些人将计算思维与计算机编程混淆，甚至认为，计算思维就是计算机的思维方式等等。有些文化基础相对薄弱的同学更是对计算思维能力的培养产生畏难情绪。所有这些认识上的误区都可能导致计算思维能力培养的缺失。

2.开展以计算思维为导向的计算机基础教学实践

教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会和高等学校文科计算机基础教学指导委员会在《关于申报大学计算机课程改革项目的通知》中指出：大学计算机的教学总体目标要求是“普及计算机文化，培养专业应用能力，训练计算思维能力”［4］。计算思维能力的培养是计算机基础教学的最高层次，这为开展以计算思维为导向的计算机基础教学实践确定了方向。因此，在计算机基础教学实践中必须围绕计算思维这个目标，满足素质培养的需求、专业培养的需求和能力培养的需求。

现在艺术类高校对学生计算思维能力的培养主要依赖于计算机基础课程教育，评价体系也带有明显的应试教育特征，比如用计算机等级考试成绩来衡量学生的计算机应用水平，而计算思维能力的培养则无从考核。由于艺术类大学生所学专业的特殊性，一些艺术院校甚至准备不开设或少开设计算机基础课程，这使得从计算机学科角度入手的计算思维能力培养的现状更加不容乐观。针对这种现状，南京艺术学院尝试结合计算思维理论及艺术类大学生的自身思维特点，对学校现有的艺术类计算机基础课程教材进行修订，不但在其中融入计算思维的理念，还精挑细选相应的案例。由于艺术类大学的专业特征明显，不同的专业需要完全不同的专业技能和专业素养，因此，在教材编写和实际教学中采用分层次、分类别的方法，因材施教，使其更适合不同学科的艺术类大学生使用，满足培养其计算思维能力的需求。

3.提高教师的信息化教学能力

学生计算思维能力的培养不仅是计算机教师的职能，也需要专业教师的配合。对学生艺术思维能力的培养必须贯穿于整个教学的始终。这就对承担教学任务的老师的信息化教学能力提出了更高的要求。

由于艺术院校专业设置的特殊性，如表演和手工制作等专业教师接触现代技术较少，特别是一些老教师更倾向于采用传统的教学模式，对新技术的接受和使用产生畏难情绪，信息化教学能力较低，这些都对现代艺术教育产生阻碍。因此，要采取相应措施，加强理论培训和实践应用，提高教师的信息化教学能力，使教师成为应用现代技术进行艺术再创作的实践者和示范者。

4.进行融入计算思维的专业课程设计和教学

计算思维能力的培养是贯穿大学始终的完整体系，计算思维的教育除了计算机基础教学外，还包括专业教学中的计算思维的融入：如将技术作为工具及手段的艺术专业教学、艺术品的数字化、利用计算思维产生的新型的艺术形式、艺术实践及毕业创作中计算思维的综合应用。

传统的教学模式是以授课的形式将知识灌输给学生，学生处在一个被动接受和模仿的阶段，而且艺术类学生主要以形象思维为主，抽象逻辑思维能力较弱，常常知其然不知其所以然，无法对实际遇到的问题进行科学而有效的分析和解决，使得理论与实践脱节。

因此，必须首先进行课程设计，将计算思维的理念融入进艺术学科的专业教学中去，提高利用计算机或其他相关技术分析和解决问题的能力。通过启发式和实验型教学，结合更加合理科学的测试考核办法，加强对学生计算思维的培养和训练，引导学生学会如何为解决问题去分析和找寻合适的方法与工具，对于同类问题能够做到归纳总结、举一反三，构建出求解问题的基本模型和流程，较快地理清思路，引发学习积极性和主观能动性，为进行各个艺术专业和领域的研究、将技术与艺术融合、提高综合能力奠定基础。

5.在艺术创作与实践中培养计算思维能力

科学技术对艺术创作与实践的影响和作用是多方位的，可以是表现手法，也可以是艺术的呈现形态，它为艺术创作和实践提供了新的资源，拓展了创作与实践的空间。技术因素也对艺术作品面貌的形成及对艺术的理解产生巨大的影响，促使艺术程式随时代而变，进而推动艺术内涵的拓展［5］。抓住艺术创作与实践环节，就要充分利用技术的作用，掌握技术因素对艺术产生的影响，有意识地在艺术创作与实践中培养计算思维能力。

融入科技因素的艺术创作与实践需要进行专门人才的培养，即体现“人文为体、科技为用、艺术为法”等特点［6］。而这些特点的体现也离不开计算思维能力的培养。

6.拓展技术与艺术高度融合的专业

技术与艺术的高度融合是现代艺术发展的一个趋势，艺术融入科学技术元素，无论是形式还是内容都将会产生令人期待的特殊效果。新型专业的创建和拓展，既可充分利用先进技术的成果，又可加强艺术效果的呈现。现在以参数设计为代表的新的艺术设计方法将数学、3D打印等完美结合。以数字技术、网络技术、通讯技术等交叉融合学科而产生的数字媒体艺术，也为我们呈现出勃勃的生机。技术与艺术并重、形象思维、抽象思维和计算思维融合的复合型人才必将在新的艺术专业如鱼得水。

信息社会对艺术人才的培养提出了新的要求。在教学中融入计算思维的理念，培养艺术类大学生的计算思维能力，使他们能够以这种全新的方式去思考、分析和解决问题，并将这种能力用于艺术创作、生活、学习等方面是值得我们不断探究的课题，也是我们所期望实现的目标。

参考文献：

［1］教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会. 计算思维教学改革宣言［J］. 中国大学教学， 2013（7）:7

［2］纪福菲. 电大课程的移动学习资源建设研究［J］. 科技信息，2011（11）: 445-446

［3］卢湘鸿. 浅析大学计算机面向应用的分类教学与计算思维培养［J］. 工业和信息化教育， 2014（6）:7

［4］耿国华. 以计算思维为指导 提升大学文科计算机教学质量［J］ 中国大学教学， 2013（10）:13

［5］ 楚小庆. 技术进步对艺术创作表征的影响［J］ 艺术百家，2014（6）:52

［6］冯文博， 罗维亮. 数字媒体艺术专业“技术-艺术”培养体系研究［J］.现代装饰（理论），2011（6）:75.

（责任编辑：梁 田）

［中图分类号］J023

［文献标识码］A

［文章编号］1008-9675（2016）02-0128-03

收稿日期：20415-09-03

作者简介：褚宁琳（1964-），女，江苏人，南京艺术学院高级工程师，研究方向：信息技术和信息化管理。

基金项目：①教育部高等学校文科计算机基础教学指导分委员会文科大学计算机教学改革重点项目 “艺术类大学生多元化思维能力培养的探究”（项目编号：2014-C006）研究成果之一。