編程教學(xué)在藝術(shù)教育中的實踐研究

陳天翼

摘 要：在藝術(shù)院校的教學(xué)中，引入工程學(xué)科課程是非常有意義的工作。編程教育是藝術(shù)學(xué)生工程類教育中比較常見的內(nèi)容，互動藝術(shù)及裝置的作品很大程度上依賴于編程和可實現(xiàn)的能力。通過教學(xué)實踐，運用合適的教學(xué)工具及良好的課程設(shè)計，可以幫助藝術(shù)學(xué)生更好地學(xué)習編程課程，解放他們的思想，提高他們作品的交互性。

關(guān)鍵詞：圖形編程;藝術(shù)教育

計算機作為工具出現(xiàn)后，人們的生活和工作方式發(fā)生了很大改變。進入智能手機時代后，大家適應(yīng)了把它作為感官的延伸。云、大數(shù)據(jù)及人工智能等技術(shù)的發(fā)展讓我們更對未來數(shù)字生活產(chǎn)生了極大的向往。

如今的藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)作幾乎已離不開計算機軟硬件的支持，圖形圖像工具軟件、矢量繪圖創(chuàng)作軟件等計算機工具的應(yīng)用，極大發(fā)揮了藝術(shù)家和設(shè)計師的想象力，提高了作品的質(zhì)量和產(chǎn)生作品的速度。因而隨著計算機的普及，藝術(shù)教育也已大量結(jié)合了信息化教育的內(nèi)容。

近年來，一些藝術(shù)家和設(shè)計師漸漸不再滿足于藝術(shù)作品的靜態(tài)表達，越來越多的互動藝術(shù)作品在計算機技術(shù)的幫助下得到了實現(xiàn)。互動藝術(shù)作品可以讓參觀者參與到作品的呈現(xiàn)中去。由于不同參觀者的介入，作品呈現(xiàn)出更多變化的形式，從而讓參觀者更多感受到藝術(shù)家的思想表達。

由于藝術(shù)與工程的跨學(xué)科，很多復(fù)雜的互動藝術(shù)作品從設(shè)計到實現(xiàn)，既需要藝術(shù)家的創(chuàng)意，也需要工程師的支持才能完成。因此完整的互動藝術(shù)作品的實現(xiàn)通常需要多人協(xié)作。為了更好地實現(xiàn)自己的創(chuàng)意，越來越多的互動藝術(shù)家都發(fā)現(xiàn)，了解和學(xué)習工程技術(shù)，可以更好地與工程師溝通，甚至自己獨立即可完成創(chuàng)作。

在藝術(shù)院校的教學(xué)中，引入工程學(xué)科課程是非常有意義的工作。當前的藝術(shù)類學(xué)生自中學(xué)以來在理科方向的訓(xùn)練較少，如何在短期內(nèi)讓他們能理解和掌握基本的工程知識，并能運用到自己的創(chuàng)作中去，對教學(xué)是很大的挑戰(zhàn)。

編程教育是現(xiàn)在針對藝術(shù)學(xué)生的工程類教育中比較常見的內(nèi)容，互動藝術(shù)及裝置的作品很大程度上依賴于編程和可實現(xiàn)的能力。通過教學(xué)實踐，運用合適的教學(xué)工具及良好的課程設(shè)計，可以幫助藝術(shù)學(xué)生更好地學(xué)習編程課程，解放他們的思想，提高他們作品的交互性。

1 藝術(shù)編程教育

程序開發(fā)離不開各種語言，為了掌握一門計算機語言，需要花費大量的時間去理解、練習和掌握其語法和規(guī)則，以及復(fù)雜的調(diào)試方法。

無論C/C++、Java等高級計算機語言，或Python、Javascript等腳本類語言，在教學(xué)的過程中，老師需要講解開發(fā)基礎(chǔ)知識、語法規(guī)則和應(yīng)用技巧。由于美院課程體系及學(xué)習過程和一般綜合性院校不同，需要在兩三周內(nèi)完成其他院校跨度為一學(xué)期的課程內(nèi)容，加之大部分藝術(shù)學(xué)生沒有很好的理科學(xué)習背景，長期接受藝科訓(xùn)練，對計算機程序語言有著較多畏懼的心理，因此在編程課程學(xué)習過程中表規(guī)出來的障礙遠大于理工科學(xué)生。

對于大部分藝術(shù)類學(xué)生而言，他們更多把編程當作創(chuàng)作工具使用，而并不需要專業(yè)程序員一樣精通開發(fā)語言。因此在短時間的教學(xué)過程中，可以弱化開發(fā)語言的語法規(guī)則技巧，注重讓學(xué)生了解基本的概念，理解程序開發(fā)的本質(zhì)，熟練運用現(xiàn)有工具及資源，以便逐步在后續(xù)其他課程的創(chuàng)意創(chuàng)作中結(jié)合使用開發(fā)工具，從而不斷提高編程開發(fā)的能力。

2 教學(xué)過程中的應(yīng)用

雖然藝術(shù)類學(xué)生沒有學(xué)習過程序開發(fā)，但他們學(xué)習了使用Photoshop繪制出炫彩的圖像，用Maya設(shè)計出優(yōu)美的造型，用Premiere創(chuàng)作出恢宏的影片，而這些都離不開對操作流程的理解記憶和應(yīng)用。他們通過學(xué)習易于操作的工具軟件的應(yīng)用，對于程序化操作已經(jīng)非常適應(yīng)。從廣義來說，這些也需要對程序理念的支持。因而通過選擇合適的編程教學(xué)工具，簡化程序開發(fā)的流程，可以實現(xiàn)讓學(xué)生在掌握編程原理的基礎(chǔ)上創(chuàng)作出優(yōu)秀的交互作品，既提高了學(xué)生對編程學(xué)習的興趣，同時也更好地對藝術(shù)創(chuàng)作形式有更多的理解，更進一步可以降低對軟件開發(fā)的畏懼心理，掌握一定的編程基本技能，為他們未來的工作和學(xué)習打下很好的基礎(chǔ)。

在教學(xué)過程中，使用了可視化圖形開發(fā)工具和Processing兩種不同的藝術(shù)編程工具作為開發(fā)環(huán)境指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習編程應(yīng)用。

目前流行的可視化圖形開發(fā)工具有兩種，一種是以LabView為代表的流程框圖式的圖形化編程工具，典型應(yīng)用是LEGO Mindstorms EV3編程環(huán)境和Google的Project Bloks編程環(huán)境，另一種是文字模塊拼圖式的編程工具，如Google Blockly和MIT的Scratch開發(fā)工具。它們共同的特點是編程過程如同積木拼圖，無須再記憶語句，不必關(guān)注語法是否正確，只需要從菜單中選擇模塊，連接或拼接到一起即可實現(xiàn)程序功能。這對于只需掌握入門編程能力的學(xué)生來說，是快速學(xué)習的極好工具。

在實際教學(xué)中，結(jié)合學(xué)生學(xué)習的專業(yè)內(nèi)容，讓學(xué)生有更大的創(chuàng)作選擇，使用Mind+（0.96c版）為開發(fā)工具，學(xué)習Arduino智能硬件知識。Mind+是一款與LabView編程環(huán)境相似的開發(fā)工具，學(xué)生只需要從菜單中選擇模塊，設(shè)定參數(shù)，連接Arduino，即可實現(xiàn)創(chuàng)意裝置。如圖1是Mind+的編程環(huán)境。

圖2是中國美術(shù)學(xué)院上海設(shè)計學(xué)院同學(xué)在課程中設(shè)計并結(jié)合使用Mind+軟件編程自行實現(xiàn)的Arduino裝置，該裝置作品有7個帶有不同形狀的章（圓形的公章、方形的私人章、企業(yè)章、橢圓形的票務(wù)章等），利用電磁鐵不間斷地蓋在各種不同材質(zhì)的A4紙上，而這些紙上保留有不同的文件信息。震耳欲聾的蓋章聲與音樂節(jié)奏結(jié)合，試圖展現(xiàn)持章者的輕蔑和求章者的卑微。

課程中使用可視化圖形編程環(huán)境的教學(xué)，可以讓學(xué)生從零基礎(chǔ)迅速導(dǎo)入編程理念，掌握快速編程的能力，并在課程中把更多時間精力放在創(chuàng)作上，同時又鍛煉了編程能力。

由于可視化圖形編程環(huán)境在藝術(shù)編程中的可選擇性較少，在其他課程中，主要采用了Processing作為開發(fā)工具進行教學(xué)。Processing是由美國麻省理工學(xué)院媒體實驗室（M.I.T. Media Laboratory）的美學(xué)與運算小組（Aesthetics & Computation Group）兩位成員Casey Reas與Ben Fry為面向藝術(shù)家和設(shè)計師而開發(fā)的程序語言。Processing現(xiàn)已被國際上眾多著名藝術(shù)學(xué)院作為必修編程語言，現(xiàn)也已在中國美術(shù)學(xué)院部分專業(yè)被設(shè)定為必修專業(yè)課程。

Processing通過對Java語言進行封裝，提供了大量易于使用的繪圖和工具庫，為學(xué)習者大大縮短了語言的學(xué)習曲線。由于Processing的開源性，在社區(qū)中受到極大歡迎，其框架模塊現(xiàn)已被移植到JavaScript語言（被命名為p5.js）和Python語言（被命名為py.processing）。由于不同專業(yè)側(cè)重點不同，有些專業(yè)需要實現(xiàn)與Arduino或Kinect等設(shè)備交互，有些專業(yè)需要在網(wǎng)站發(fā)布作品，因此在授課時分別使用了Java版、p5.js和Python版Processing進行教學(xué)，均取得了很好的教學(xué)效果。大部分同學(xué)在后續(xù)藝術(shù)設(shè)計課程中，能自發(fā)通過編程實現(xiàn)自己的創(chuàng)意，取得了意想不到的效果。

圖3是中國美術(shù)學(xué)院上海設(shè)計學(xué)院同學(xué)在編程課程中完成的交互作品。

3 展望

國內(nèi)外各藝術(shù)院校都已開始把藝術(shù)編程教育安排在專業(yè)學(xué)習課程中。中國美術(shù)學(xué)院創(chuàng)新設(shè)計學(xué)院突破了以往的藝術(shù)類課程教學(xué)模式，把計算機編程作為數(shù)字基礎(chǔ)課程的內(nèi)容之一，參考工科類院校的教學(xué)方式，貫穿整個學(xué)年教學(xué)，并結(jié)合各階段藝術(shù)類課程教學(xué)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生從藝術(shù)和邏輯兩個不同的角度觀察思考和實踐。

對藝術(shù)專業(yè)學(xué)生進行編程教育，已初步展示了藝術(shù)學(xué)生跨界后的多元創(chuàng)作能力。通過更全面地設(shè)計課程，引導(dǎo)學(xué)生綜合學(xué)習科學(xué)和藝術(shù)專業(yè)知識，可以更好地讓藝術(shù)生進行科融合，培養(yǎng)出更多符合時代發(fā)展的復(fù)合型藝術(shù)家和設(shè)計師。

參考文獻：

[1] 薄一航.用另一種方式去繪畫? 藝術(shù)類學(xué)生初觸計算機編程的教學(xué)探索[J].北京電影學(xué)院學(xué)報，2017（02）：154-160.

[2] 李學(xué)明.程序設(shè)計對于數(shù)字媒體藝術(shù)學(xué)科尤其重要[J].藝術(shù)教育，2018（04）：10.