創意編程教學設計

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摘要：本文闡述了在藝術類專業開設《創意編程》課程的教學設計，首先對《創意編程》課程和藝術類學生的特點進行了分析，然后結合藝術類專業的特點討論了編程語言的選擇，進而從教學目標、教學內容、教學方法、課堂實驗、課程考核五個方面討論了教學設計，最后對教學效果進行了分析總結。

關鍵詞：創意；編程；教學；設計

計算機、互聯網與藝術的高度融合，派生出了很多新的藝術類型和方向，如：數字游戲、數字出版物、數字視頻、網頁設計等，在此背景之下，教育部將“數字媒體藝術”、“藝術與科技”納入到了最新的學科專業目錄之中，這為培養藝術與技術相結合的人才提供了根本保證。當前，計算機圖形圖像處理軟件、動畫軟件、視頻處理軟件已經成為藝術設計各專業要求的基本技能，作為“數字媒體藝術”專業的本科學生，在計算機的技能上，僅僅還停留在設計應用軟件上是不夠的。為此，我校在“數字媒體藝術”專業開設了《創意編程》課程，作為該專業的專業基礎課程。

一、課程與學生的特點分析

計算機編程語言是以邏輯和數學為基礎的，其中的條件比較、循環等知識內容直接包含了邏輯運算，在變量的定義、變量的類、函數、對象等的學習中均需要較好的抽象思維，在編程中永遠離不開運算，尤其是數學函數的學習，更是直接需要較好的數學基礎。總之，要學好編程，需具有嚴謹的態度、清晰的邏輯和良好的數學基礎。由于這些特點，編程語言課程一般在理工科類專業開設。“數字媒體藝術”是藝術學學科下的專業，在招生上按照藝術類學生的要求選拔，也就是綜合高考成績和藝術考試專業成績綜合錄取，除極少數名校外，藝術生要求的高考成績都在二本線以下很多，大多在300多分（750總分）的范圍，因此，衡量其邏輯能力和數學能力的數理化成績普遍較差。另外，在經過考前的繪畫專業訓練之后，學生的感性思維得到強化，而理性思維受到壓抑。從上面的分析可以看出：學習計算機編程語言課程的要求和藝術類學生具有的知識背景和思維方式存在一定的差異。因此，在語言的選擇和教學設計上，不能照搬理工科專業的一些辦法，必須充分考慮“數字媒體藝術”的專業特點和學生的知識背景、思維方式來進行課程的教學設計。

二、創意編程的語言選擇

常見的編程語言中，C語言、Java語言是用得較多的，但這兩種語言的優勢主要在科學計算和數據與事物的處理方面，在藝術相關的圖形圖像、動畫、視頻、交互等方面沒有優勢，不適合作為創意編程課程的教學語言。目前，與“數字媒體藝術”專業相關的語言有三種：一是動畫軟件Flash的腳本語言ActionScriopt，這種語言可以編寫出很好的交互效果，曾經風靡互聯網，可以制作網絡游戲、交互網絡廣告、全Flash交互網站等，但由于需要插件這個致命弱點，在H5出現之后，Flash就退出了互聯網的舞臺；二是制作網頁特效的JavaScript語言，該語言也是一種腳本語言，需要嵌入到HTML中，由瀏覽器解釋執行，這就極大的限制了該語言的應用領域；三是在藝術領域比較流行的Processing語言，該語言由美國麻省理工學院媒體實驗室（MIT）旗下的美學與計算小組成員CaseyReas與BenFry創建，是專門為藝術家創建的編程語言，其語法相對簡單，代碼簡潔，在圖形創作、動畫制作、交互實現、聲音處理等方面都有很好的表現，更難得的是該語言一直是開源的，在互聯網上有很好的學習和交流平臺，也是國外藝術院校選擇最多的編程教學語言。基于這些原因，我校“數字媒體藝術”專業的《創意編程》課程選擇Processing作為編程的教學語言。

三、教學設計

1.教學目標設計

根據教學大綱的要求，該課程的教學目標為：通過該課程的教學，讓學生了解計算機編程藝術的發展及應用現狀，掌握圖形繪制命令、條件比較、循環、交互響應等的代碼編寫及應用，具備設計制作簡單圖形鼠標交互、鍵盤交互的互動體驗作品的能力，培養學生用邏輯思維的方式來進行藝術設計的習慣，激發學生用程序代碼編寫來進行互動藝術創作的興趣與積極性，開闊眼界，拓展想象空間。

2.教學內容設計

根據教學目標和學時數量，并從圖形、動畫、交互這一藝術創作循序漸進的規律，將教學內容一共分為8講，每講3學時。第一講為“概述”，主要講授編程藝術的發展、Processing的發展、Processing的作品欣賞，以及Processing的編程體驗。第二講為“變量、運算、條件、循環”，講授編程的基礎知識以及程序的基本結構。第三講為“坐標與繪圖”，講授屏幕坐標系以及圖形繪制、線型、顏色等命令。第四講為“坐標變換與動畫”，講授坐標變換的命令，并將其與動畫方式相關聯。第五講為“函數與偶發藝術”，講授數學函數、隨機函數、自定義函數，并重點講解如何利用隨機函數創作偶發藝術作品。第六講為“鼠標交互與鍵盤交互”，講授鼠標交互與鍵盤交互的相關命令、函數、常量。第七講為“圖像、視頻、文字”，講授圖像、視頻、文字相關的庫、變量類型，處理函數。第八講為“聲音與視覺化”，講授聲音相關的庫、變量、函數，以及如何利用聲音的參數進行視覺化表現。由于該課程的學習需要學生花費大量的課外時間進行思考和練習，在教學中沒有像其他專業基礎課那樣連續授課，而是將課時進行分散，每周只3學時，共8周來完成該課程的教學。

3.教學方法設計

在教學方法的設計上，必須充分考慮到藝術學生的知識基礎和思維特點，從前述的分析中得知，藝術學生數理知識普遍不好，在思維方式上以形象思維為主，根據這些特點，在教學方法設計上一是不求完備，但求夠用，例如：在變量的類型、變量命名規則的教學上，只要求學生掌握基本的變量類型和變量命名規則即可；二是變抽象為形象，在邏輯運算、條件比較、循環等的教學中，由于知識較為抽象，學生理解困難，在教學中通過講故事、打比方、繪制流程圖等方式，將抽象的知識形象化；三是理論為輔，實踐為主，在教學中盡量減少不必要的理論講授，更多的時間用于編寫生成藝術作品的程序代碼上，讓學生在實踐中加深對理論的理解；四是以算法為龍頭，以作品為目標，在每講的理論知識講授后，都設計有多個實驗來綜合運用這些知識，每個實驗的核心是一個算法，也就是生成藝術作品的規則，這也是創意編程中的“創意”二字的體現，也是教學中需要重點培養的能力，不同的算法決定了不同的作品，代碼是依據算法來編寫的，是算法的外在表現。

4.課堂實驗設計

《創意編程》是一門實踐性很強的課程，在本課程中，每堂課均安排3-5個課堂編程實驗。在實驗設計上，充分考慮到與藝術創作、藝術設計相結合，使每一個實驗都在創作或設計一個作品，作品也許簡單，但他要么體現了圖形創意，要么是一幅偶發繪畫，要么是一個交互動畫。在實驗過程中，讓同學們僅僅修改程序中的一些參數，觀察得到的作品變化，體驗編程藝術的魅力所在，同一套編碼，彈指一揮間便可演變出千姿百態的作品，這樣既能夠激發學生的學習興趣，也有利于加強對程序代碼的理解。

5.課程考核設計

考核是對學生學習效果的衡量，也是對教學是否達到目標的檢測，考核結果的有效性取決于考核方式的設計是否科學、合理。編程類課程的考核，在理工科專業的普遍考核方式是采用考試試卷，以考核編程語言基本知識的掌握和基本編程能力為主，考核的是對編程語言本身的掌握情況，而在《創意編程》課程中，我們需要重點考核的是利用編程語言來進行藝術創作和藝術設計的能力，因此采用編程作品的方式更加科學、合理。在本課程中，要求學生完成兩件編程作品，一是交互圖形作品，二是聲音視覺化作品，學生自行設計作品算法，在提交作品時要求提供算法設計和程序源代碼，并保證兩者的一致性，否則視為抄襲。

四、教學效果分析

按照上述教學設計，在我校的“數字媒體藝術”專業進行了教學實踐，取得了較好的教學效果，通過該課程的學習，同學們感受到了理性之美。在其它課程中，同學們依靠自己的感性思維進行作品創意，而在本課程中，同學們依靠具有嚴謹邏輯的算法來進行作品創意，同樣表現出了藝術之美，并且充滿了奇妙與神秘。雖然同學們完成的作品優秀的不多，但都學會了通過程序語言來進行藝術創作的基本方法，拓展了他們的藝術視野。

參考文獻：

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[2]武文馨孫衛國王建虎，項目學習在數字媒體藝術專業技能培訓中的實踐研究——《以網絡編程語言》課程教學改革為例，微型電腦應用，2017年33卷1期.

[3]徐冉.“算”出的平面藝術——淺析計算機編程在平面藝術創作中的應用，大眾文藝，2015.11.

作者：謝成開 單位：四川美術學院