褚寧琳（南京藝術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210013）

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藝術(shù)類大學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的探究①

褚寧琳（南京藝術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210013）

［摘 要］本文首先介紹了計(jì)算思維的概念及提出的意義，分析了藝術(shù)類大學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的必要性，從實(shí)際出發(fā)，探討了在藝術(shù)教育中進(jìn)行計(jì)算思維能力培養(yǎng)的方式和方法。

［關(guān)鍵詞］計(jì)算思維；藝術(shù)教育；能力培養(yǎng)

大學(xué)生群體是一個(gè)思維活躍、汲取知識(shí)能力強(qiáng)的群體，大學(xué)時(shí)期是專業(yè)學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的最佳時(shí)期，大學(xué)階段也是人生發(fā)展的一個(gè)十分重要和關(guān)鍵的階段。如何在這一階段提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，成為復(fù)合型專業(yè)人才是大學(xué)生培養(yǎng)值得重視的一個(gè)問(wèn)題。學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的提高，離不開(kāi)科學(xué)的思維，“迄今為止，人類所有的創(chuàng)新史都是思維的創(chuàng)新史，人類文明進(jìn)步的重大飛躍總是伴隨著思維科學(xué)的進(jìn)步?！保?］

藝術(shù)院校的大學(xué)生，由于其專業(yè)的特殊性，其自身也有其獨(dú)特的性格特質(zhì)和思維特點(diǎn)。如何將計(jì)算思維融入到藝術(shù)類大學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)作實(shí)踐中，培養(yǎng)其計(jì)算思維能力，是值得信息時(shí)代藝術(shù)院校師生不斷探究的一個(gè)問(wèn)題。

一、計(jì)算思維的提出及其意義

2006年，周以真教授在美國(guó)計(jì)算機(jī)權(quán)威期刊《Communications of the ACM》雜志上提出：計(jì)算思維是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)，其本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化。計(jì)算思維能力的培養(yǎng)已成為計(jì)算機(jī)學(xué)者和教育家共同關(guān)心的問(wèn)題，也成為高校教育研究的重要課題。隨著國(guó)外對(duì)計(jì)算思維相關(guān)主題的討論與探索，國(guó)內(nèi)對(duì)計(jì)算思維的研究也取得了一定的進(jìn)展：2007年，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所王飛躍研究員將周以真的計(jì)算思維引入我國(guó)，并提出“計(jì)算文化”的概念；2009年，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所李國(guó)杰院士明確提出要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力；2011年，深圳大學(xué)陳國(guó)良院士專門(mén)作了報(bào)告，力推將計(jì)算思維上升為國(guó)家教育戰(zhàn)略。大學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)被提到一個(gè)新的高度。

計(jì)算思維的提出再次引發(fā)人們對(duì)人類科學(xué)思維活動(dòng)的思考和研究，作為新概念的計(jì)算思維其實(shí)是一個(gè)固有的存在。人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界的三種基本的思維特征分別是邏輯思維（以數(shù)學(xué)學(xué)科為代表）、實(shí)證思維（以物理學(xué)科為代表）、計(jì)算思維（以計(jì)算機(jī)學(xué)科為代表）。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的飛速發(fā)展和越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，計(jì)算思維的意義和作用已得到進(jìn)一步的強(qiáng)化，對(duì)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)被認(rèn)為是創(chuàng)新人才的基本要求和專業(yè)素養(yǎng)。

二、藝術(shù)類大學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的必要性

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，對(duì)高等教育及大學(xué)生培養(yǎng)也提出了新的要求，大學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)變得尤為必要和重要。

1.信息時(shí)代的需要

信息時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)+、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊等新概念和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，使得社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人文科學(xué)、自然科學(xué)等眾多領(lǐng)域發(fā)生了革命性的突破，對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的顛覆程度及變化速度不斷超越人們的想象，對(duì)傳統(tǒng)媒體也形成巨大的沖擊，互聯(lián)網(wǎng)+的興起成為新一輪媒體轉(zhuǎn)型的外在動(dòng)力和必要途徑，各行各業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程進(jìn)一步加強(qiáng)。信息時(shí)代不斷發(fā)展的新技術(shù)，不但改變了人們傳統(tǒng)的工作與生活方式，也改變了人們傳統(tǒng)的思維模式，涉及各領(lǐng)域的計(jì)算思維已不僅僅是科學(xué)家或計(jì)算機(jī)從業(yè)者的思維，計(jì)算思維能力也成為人們認(rèn)識(shí)問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本能力之一。

信息時(shí)代的另一顯著特征是新技術(shù)引發(fā)的新工具的使用，產(chǎn)生了著名的“工具影響思維”論。正如1972年，圖靈獎(jiǎng)得主Edsger Dijkstra 所說(shuō) ：“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習(xí)慣，從而也將深刻地影響著我們的思維能力”［2］。計(jì)算機(jī)正逐漸成為各領(lǐng)域的新工具，其中就包括藝術(shù)領(lǐng)域，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)字媒體等。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)必將推動(dòng)計(jì)算思維的研究及大學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。

2.藝術(shù)教育發(fā)展的需要

信息時(shí)代也引發(fā)了藝術(shù)教育的變革。這種變革不僅是藝術(shù)教育方式的變革，也是藝術(shù)教育內(nèi)容的變革?，F(xiàn)代化教育技術(shù)已進(jìn)入到藝術(shù)教育課堂。信息技術(shù)不斷為傳統(tǒng)的教學(xué)模式增添新的技術(shù)手段，MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂等網(wǎng)絡(luò)課程也得到越來(lái)越廣泛的運(yùn)用，藝術(shù)教育內(nèi)容與藝術(shù)表現(xiàn)形式都不斷增加。藝術(shù)教育的對(duì)象對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊等現(xiàn)代科技的接納和依賴為計(jì)算思維的培養(yǎng)提供了切入的途徑。藝術(shù)教育長(zhǎng)期的歷史積淀及社會(huì)的發(fā)展使得當(dāng)代藝術(shù)教育內(nèi)容正走向綜合。藝術(shù)資源的數(shù)字化采集與共享，為藝術(shù)教育提供了極大的方便。藝術(shù)教育強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新性思維能力的培養(yǎng)，同時(shí)也對(duì)藝術(shù)類大學(xué)生的計(jì)算思維能力提出了新的要求。

3.藝術(shù)學(xué)科發(fā)展的需要

在將藝術(shù)提升為獨(dú)立學(xué)科門(mén)類以后，藝術(shù)學(xué)科的發(fā)展方向不是越來(lái)越狹窄，而是越來(lái)越寬泛，藝術(shù)學(xué)理論、音樂(lè)與舞蹈學(xué)、戲劇與影視學(xué)、美術(shù)學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)等五個(gè)一級(jí)學(xué)科的發(fā)展在信息時(shí)代也呈現(xiàn)出綜合性和交叉性等特點(diǎn)，很多藝術(shù)專業(yè)如數(shù)字媒體專業(yè)，不僅是美術(shù)學(xué)、藝術(shù)學(xué)、傳播學(xué)等專業(yè)的交叉融合，也是數(shù)學(xué)、工學(xué)、心理學(xué)等專業(yè)的交叉融合。學(xué)科發(fā)展既需要專業(yè)的融合，同時(shí)也需要藝術(shù)類大學(xué)生思維方式的融合。

4.藝術(shù)創(chuàng)作與實(shí)踐的需要

藝術(shù)創(chuàng)作與實(shí)踐既處于藝術(shù)教育的過(guò)程中，也是藝術(shù)教育階段性成果的體現(xiàn)。很多新技術(shù)新設(shè)備的應(yīng)用，常常始于藝術(shù)創(chuàng)作與實(shí)踐。信息時(shí)代的藝術(shù)創(chuàng)作與實(shí)踐已在傳統(tǒng)藝術(shù)創(chuàng)作與實(shí)踐的基礎(chǔ)上得到極大發(fā)展，藝術(shù)的創(chuàng)作方法、實(shí)踐手段以及藝術(shù)作品呈現(xiàn)的形式更加多樣化和現(xiàn)代化。傳統(tǒng)的手工藝術(shù)經(jīng)常借助于科學(xué)的手段，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式也融入了計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代元素?？茖W(xué)的融合勢(shì)必對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提出要求，信息化背景下的計(jì)算思維能力也成為藝術(shù)創(chuàng)作與實(shí)踐的必要能力之一。

5. 學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的需要

科學(xué)與藝術(shù)的融合，不但催生了新的藝術(shù)形式，也催生了新的思維理念。培養(yǎng)新時(shí)代的大學(xué)生，讓他們走在時(shí)代的前列，不但要具備創(chuàng)新能力，也要具備跨學(xué)科跨專業(yè)的綜合應(yīng)用能力及多種素質(zhì)能力。從人才培養(yǎng)角度來(lái)說(shuō)，很多新興專業(yè)既要培養(yǎng)學(xué)生的藝術(shù)表達(dá)力，也要培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力；培養(yǎng)出既具備良好的科學(xué)素養(yǎng)也具備藝術(shù)審美能力，既懂技術(shù)又懂藝術(shù)的復(fù)合型創(chuàng)新人才。計(jì)算思維能力應(yīng)該通識(shí)化、普識(shí)化、常識(shí)化，這已經(jīng)成為共識(shí)［3］。每個(gè)學(xué)生都應(yīng)該具備計(jì)算思維能力，這既是綜合能力培養(yǎng)的需要，也為提升創(chuàng)新思維、提高創(chuàng)新能力奠定必要的基礎(chǔ)。

三、藝術(shù)類大學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的實(shí)踐思路

計(jì)算思維的提出具有重大意義，計(jì)算思維能力也是每一個(gè)大學(xué)生必須具備的基本能力之一，如何培養(yǎng)藝術(shù)類大學(xué)生的計(jì)算思維能力，是藝術(shù)院校的師生都必須思考和解決的問(wèn)題。

1.思想上高度重視，充分認(rèn)識(shí)計(jì)算思維能力是大學(xué)生的普適能力

計(jì)算思維作為信息時(shí)代一種本質(zhì)的、所有人都必備的思維方式，是每個(gè)大學(xué)生必備的一種基本素質(zhì)，其意義和作用被提到了前所未有的高度，必須從思想上高度重視。計(jì)算思維不僅是改造世界的手段，也是認(rèn)識(shí)世界的手段，它無(wú)處不在，人人都必須掌握。由于對(duì)計(jì)算思維概念的誤解，一些人認(rèn)為，計(jì)算思維是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的專利，藝術(shù)類大學(xué)生不需要計(jì)算思維能力；還有一些人認(rèn)為，藝術(shù)類大學(xué)生只需要注重形象思維能力培養(yǎng)，具有科學(xué)特征的計(jì)算思維能力與專業(yè)無(wú)關(guān)；有些人將計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)編程混淆，甚至認(rèn)為，計(jì)算思維就是計(jì)算機(jī)的思維方式等等。有些文化基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的同學(xué)更是對(duì)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)產(chǎn)生畏難情緒。所有這些認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)都可能導(dǎo)致計(jì)算思維能力培養(yǎng)的缺失。

2.開(kāi)展以計(jì)算思維為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)踐

教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和高等學(xué)校文科計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)在《關(guān)于申報(bào)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革項(xiàng)目的通知》中指出：大學(xué)計(jì)算機(jī)的教學(xué)總體目標(biāo)要求是“普及計(jì)算機(jī)文化，培養(yǎng)專業(yè)應(yīng)用能力，訓(xùn)練計(jì)算思維能力”［4］。計(jì)算思維能力的培養(yǎng)是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的最高層次，這為開(kāi)展以計(jì)算思維為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)踐確定了方向。因此，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)踐中必須圍繞計(jì)算思維這個(gè)目標(biāo)，滿足素質(zhì)培養(yǎng)的需求、專業(yè)培養(yǎng)的需求和能力培養(yǎng)的需求。

現(xiàn)在藝術(shù)類高校對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)主要依賴于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教育，評(píng)價(jià)體系也帶有明顯的應(yīng)試教育特征，比如用計(jì)算機(jī)等級(jí)考試成績(jī)來(lái)衡量學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平，而計(jì)算思維能力的培養(yǎng)則無(wú)從考核。由于藝術(shù)類大學(xué)生所學(xué)專業(yè)的特殊性，一些藝術(shù)院校甚至準(zhǔn)備不開(kāi)設(shè)或少開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，這使得從計(jì)算機(jī)學(xué)科角度入手的計(jì)算思維能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀更加不容樂(lè)觀。針對(duì)這種現(xiàn)狀，南京藝術(shù)學(xué)院嘗試結(jié)合計(jì)算思維理論及藝術(shù)類大學(xué)生的自身思維特點(diǎn)，對(duì)學(xué)校現(xiàn)有的藝術(shù)類計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教材進(jìn)行修訂，不但在其中融入計(jì)算思維的理念，還精挑細(xì)選相應(yīng)的案例。由于藝術(shù)類大學(xué)的專業(yè)特征明顯，不同的專業(yè)需要完全不同的專業(yè)技能和專業(yè)素養(yǎng)，因此，在教材編寫(xiě)和實(shí)際教學(xué)中采用分層次、分類別的方法，因材施教，使其更適合不同學(xué)科的藝術(shù)類大學(xué)生使用，滿足培養(yǎng)其計(jì)算思維能力的需求。

3.提高教師的信息化教學(xué)能力

學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)不僅是計(jì)算機(jī)教師的職能，也需要專業(yè)教師的配合。對(duì)學(xué)生藝術(shù)思維能力的培養(yǎng)必須貫穿于整個(gè)教學(xué)的始終。這就對(duì)承擔(dān)教學(xué)任務(wù)的老師的信息化教學(xué)能力提出了更高的要求。

由于藝術(shù)院校專業(yè)設(shè)置的特殊性，如表演和手工制作等專業(yè)教師接觸現(xiàn)代技術(shù)較少，特別是一些老教師更傾向于采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，對(duì)新技術(shù)的接受和使用產(chǎn)生畏難情緒，信息化教學(xué)能力較低，這些都對(duì)現(xiàn)代藝術(shù)教育產(chǎn)生阻礙。因此，要采取相應(yīng)措施，加強(qiáng)理論培訓(xùn)和實(shí)踐應(yīng)用，提高教師的信息化教學(xué)能力，使教師成為應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行藝術(shù)再創(chuàng)作的實(shí)踐者和示范者。

4.進(jìn)行融入計(jì)算思維的專業(yè)課程設(shè)計(jì)和教學(xué)

計(jì)算思維能力的培養(yǎng)是貫穿大學(xué)始終的完整體系，計(jì)算思維的教育除了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)外，還包括專業(yè)教學(xué)中的計(jì)算思維的融入：如將技術(shù)作為工具及手段的藝術(shù)專業(yè)教學(xué)、藝術(shù)品的數(shù)字化、利用計(jì)算思維產(chǎn)生的新型的藝術(shù)形式、藝術(shù)實(shí)踐及畢業(yè)創(chuàng)作中計(jì)算思維的綜合應(yīng)用。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以授課的形式將知識(shí)灌輸給學(xué)生，學(xué)生處在一個(gè)被動(dòng)接受和模仿的階段，而且藝術(shù)類學(xué)生主要以形象思維為主，抽象邏輯思維能力較弱，常常知其然不知其所以然，無(wú)法對(duì)實(shí)際遇到的問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)而有效的分析和解決，使得理論與實(shí)踐脫節(jié)。

因此，必須首先進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，將計(jì)算思維的理念融入進(jìn)藝術(shù)學(xué)科的專業(yè)教學(xué)中去，提高利用計(jì)算機(jī)或其他相關(guān)技術(shù)分析和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)啟發(fā)式和實(shí)驗(yàn)型教學(xué)，結(jié)合更加合理科學(xué)的測(cè)試考核辦法，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)和訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)如何為解決問(wèn)題去分析和找尋合適的方法與工具，對(duì)于同類問(wèn)題能夠做到歸納總結(jié)、舉一反三，構(gòu)建出求解問(wèn)題的基本模型和流程，較快地理清思路，引發(fā)學(xué)習(xí)積極性和主觀能動(dòng)性，為進(jìn)行各個(gè)藝術(shù)專業(yè)和領(lǐng)域的研究、將技術(shù)與藝術(shù)融合、提高綜合能力奠定基礎(chǔ)。

5.在藝術(shù)創(chuàng)作與實(shí)踐中培養(yǎng)計(jì)算思維能力

科學(xué)技術(shù)對(duì)藝術(shù)創(chuàng)作與實(shí)踐的影響和作用是多方位的，可以是表現(xiàn)手法，也可以是藝術(shù)的呈現(xiàn)形態(tài)，它為藝術(shù)創(chuàng)作和實(shí)踐提供了新的資源，拓展了創(chuàng)作與實(shí)踐的空間。技術(shù)因素也對(duì)藝術(shù)作品面貌的形成及對(duì)藝術(shù)的理解產(chǎn)生巨大的影響，促使藝術(shù)程式隨時(shí)代而變，進(jìn)而推動(dòng)藝術(shù)內(nèi)涵的拓展［5］。抓住藝術(shù)創(chuàng)作與實(shí)踐環(huán)節(jié)，就要充分利用技術(shù)的作用，掌握技術(shù)因素對(duì)藝術(shù)產(chǎn)生的影響，有意識(shí)地在藝術(shù)創(chuàng)作與實(shí)踐中培養(yǎng)計(jì)算思維能力。

融入科技因素的藝術(shù)創(chuàng)作與實(shí)踐需要進(jìn)行專門(mén)人才的培養(yǎng)，即體現(xiàn)“人文為體、科技為用、藝術(shù)為法”等特點(diǎn)［6］。而這些特點(diǎn)的體現(xiàn)也離不開(kāi)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。

6.拓展技術(shù)與藝術(shù)高度融合的專業(yè)

技術(shù)與藝術(shù)的高度融合是現(xiàn)代藝術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，藝術(shù)融入科學(xué)技術(shù)元素，無(wú)論是形式還是內(nèi)容都將會(huì)產(chǎn)生令人期待的特殊效果。新型專業(yè)的創(chuàng)建和拓展，既可充分利用先進(jìn)技術(shù)的成果，又可加強(qiáng)藝術(shù)效果的呈現(xiàn)?，F(xiàn)在以參數(shù)設(shè)計(jì)為代表的新的藝術(shù)設(shè)計(jì)方法將數(shù)學(xué)、3D打印等完美結(jié)合。以數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)等交叉融合學(xué)科而產(chǎn)生的數(shù)字媒體藝術(shù)，也為我們呈現(xiàn)出勃勃的生機(jī)。技術(shù)與藝術(shù)并重、形象思維、抽象思維和計(jì)算思維融合的復(fù)合型人才必將在新的藝術(shù)專業(yè)如魚(yú)得水。

信息社會(huì)對(duì)藝術(shù)人才的培養(yǎng)提出了新的要求。在教學(xué)中融入計(jì)算思維的理念，培養(yǎng)藝術(shù)類大學(xué)生的計(jì)算思維能力，使他們能夠以這種全新的方式去思考、分析和解決問(wèn)題，并將這種能力用于藝術(shù)創(chuàng)作、生活、學(xué)習(xí)等方面是值得我們不斷探究的課題，也是我們所期望實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

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（責(zé)任編輯：梁 田）

［中圖分類號(hào)］J023

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A

［文章編號(hào)］1008-9675（2016）02-0128-03

收稿日期：20415-09-03

作者簡(jiǎn)介：褚寧琳（1964-），女，江蘇人，南京藝術(shù)學(xué)院高級(jí)工程師，研究方向：信息技術(shù)和信息化管理。

基金項(xiàng)目：①教育部高等學(xué)校文科計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)文科大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目 “藝術(shù)類大學(xué)生多元化思維能力培養(yǎng)的探究”（項(xiàng)目編號(hào)：2014-C006）研究成果之一。