編程學習在各地校內、校外教育日趨重視,美術學科不能缺席,美術生寫代碼也是建構「共通能力」的體現。(Shutterstock)

 現代編程學習強調基於生活感受,應用圖像、代碼,以一種運算/換算思維,讓計算機去驅動周邊配件或遙控應用。這種編程學習的本質和表現形式,轉移到現代美術教育的課程和教學創新,可以有很多應用範疇和教材設計。

作者﹕林桂光 (2020年10月24日於《灼見名家》發表)

在過去兩篇有關現代編程科技演化沿流,以及不同地區在推動編程學習的規劃情況介紹,讀者可以理解到現代編程教父,西摩·帕柏特(Seymour Papert)及米切爾·雷斯尼克(Mitchel Resnick)等人的初心。主要想利用數學的邏輯特性,以一種圖像化表現形式,方便學生通過運算思維,重新建構及表現個人對感興趣問題的了解、深層概念的探索及應用方案的創見。其實這種理念的本質和藝術學習的宗旨和表現形式高度契合。即是將單一或相關性概念,以一種視覺影像呈現,去傳遞一種創見性信息。在電腦美術未盛行初期,已有一些科學家及數學家,嘗試將數學關係或方程式,利用電腦語言及視屏展示。1952年美國Ben F. Laposky使用示波器作出一個抽象的圖像〈Oscillons〉,被視為電腦藝術的開始。其後不少工程師與藝術家對於透過數學演算、系統概念與程式邏輯的電腦繪圖功能、影像介面與互動控制之可能性模式產生極大的興趣,並進行創作研究與發表,開始叫做「電腦藝術」(Computer Art),亦稱為「電腦衍生藝術」(Computer Generated Art)、「數理運算藝術」(Algorithmic Art)等。歷史記載的第一個電腦藝術展則是1965年2月Georg Nees於德國斯圖加特科技大學畫廊(Studiengalerie der Technischen Hochschule Stuttgart)的展覽。

較出名以純數學程式進行電腦藝術創作,要算是一位伊朗數學藝術家Hamid Naderi Yeganeh 哈米德·納德里·耶加內。而剛獲頒諾貝爾物理學獎其中的英國科學家Roger Penrose(彭羅斯),原來還是當過藝術家、哲學家、文學家的數學家。最著名就是他的「不可能圖形」理論,也就是說有些圖形只會存在於二維世界,而不會客觀存在于現實世界中,例如他創建的「彭羅斯三角」和「彭羅斯貼磚」理論。後者是一類「非周期性」貼磚,它們由若干塊組成一套,可以嚴絲合縫地鋪滿無窮大的平面,而構成的圖案又不會重複。這有賴於彭羅斯將傳統用二、三、四、六條對稱軸的圖形構想思路,轉向具有五條對稱軸的正五邊形,靠它來構建自己的無重複圖案。這些五、六十年來的編程藝術創作試驗,都沒有在中小學美術課堂出現過。

早期利用LOGO語言命令,以海龜(Turtle)機器人畫出圖形的編程模式,以及現在少兒編程廣泛應用的Scratch平台,可以說是簡化版的數學編程工具。現在很多科技硬件或附加設備都需要用電腦程式驅動,其中涉及不少高級編程語言。在全球都關注編程素養的發展規劃形勢下,校內、校外的基礎教育有需要建立一種編程認知和學習的成長階梯,當然最現成是套用那種軟、硬件扣連的技術操學習模式,特別在內地有比較長時期推動創客教育的背景。所以前文提及中國編程教育的特色是「行業引領」,技能主導。無論是將編程學習配送到機甲運行、玩具反應設置、小配件驅動;以至3D打印、機械人、無人機的調控,多會以編程學習的應用套件出現,被學者戲稱「菜譜型編程」(Cookbook Coding)。

不過在學習服務的互相競爭環境下,也有一些供應商和企業,將課程和教學設計優化,回歸如何讓學生理解和掌握編程背後的邏輯概念,獲得將電腦編程的核心原理和可遷移的思維方式,用來開展更多的研究和解決生活中更為複雜的問題。例如眾多的Scratch平台,和某類開放式圖形化編程平台,都是鼓勵學生自主探究的工具。而不少學習進程都是從圖像、動畫、遊戲的設計入手,所以對美術老師的課程及教學創新可以提供便利,不妨考慮將這些平台作為學生探究藝術編程的牆洞實驗,打做獨一無二,個性化創作,改變嚴重落後的形勢。

現代美術教育的編程科技轉移

前文提及,現代編程學習(Coding)強調基於生活感受,應用圖像、代碼,以一種運算/換算思維,讓計算機去驅動周邊配件或遙控應用;從靜態到動態,從數學到物理,反覆試錯,去解決預設「任務」。這種編程學習的本質和表現形式,轉移到現代美術教育的課程和教學創新,可以有很多應用範疇和教材設計。

初階式編程的Scratch圖形化學習當然可以是切入點,讓學生認識和掌握不同造型設定、動態設計原理,馬上成為一門動畫創作美術課。中階式Python編程,結合大數據內容,又可以創作各式各樣的可視化美術圖案設計課。目前已有公司利用大數據的相關圖像及文字,用編程按特定主題拼合海報。假如編程連上GPS定位系統,追蹤某個遙感裝置,例如踩動的單車,成為可以生成預設「地圖塗鴉」的網絡藝術(Web Art)。而目前普遍將編程結合硬件的模式,也可作多種美術創作形式的嘗試,例如以科技結合藝術的LED Art正逐漸普及。幾年前市面有一種初階多媒體動感裝置,用發光幕牆連繫光與聲的DIVOOMAuraBox發售,可以配合藍牙喇叭用預載app去驅動每個有100粒LED燈的小立方,展現變幻燈飾的Multi-media Art。

從創客或STEM教育出發,將編程綁定機械人、機械臂、無人機、3D打印等,可以轉移成為素描、繪畫、美術設計、光塗鴉、動畫、雕塑、多媒體動感裝置等等數碼藝術學習和創作表現。近日便在「新媒體藝術平台(MANA)」上,看到一個「全球17件不可錯過的機械臂創意應用作品」的介紹,可見用編程驅動硬件,已成為科技賦能現代美術創作的普及形式。美術老師也應該思考一些低成本、低技術配置的創新美術教學。和學校的相關科系或老師合作研發,更可以促進跨學科綜合學習的成效。

編程藝術創作媒介的開發

編程學習在各地校內、校外教育日趨重視,美術學科不能缺席,美術生寫代碼也是建構「共通能力」的體現。但老師們要注意,在綜合學習的教學規劃上,特別是目前的STEM+教育,要改變常見的偏差,避免美術學科只成為當中藝術或創意成分的點綴,必須探求自身獨立的學習目標和學科本位的創作表現。

筆者去年開始關注編程教育,便發現一如上述,在學習本質上和美術教育目標高度契合;在表現形式上兩者有很大程度的交叉;在技術轉移上有相當大的可行性;在教材發展上足夠進行學科為本的延伸,所以一直思考建構編程藝術(Coding in Art)這個創新美術教育課程。

關於一項創新課程如何規劃、如何拓展?其中的路徑和流程在以前的STEM+教育專題文稿,以及本系列4月18日刊出的《科技賦能現代美術教育的路徑》一文已有介紹。但無論是以個人形式,或學科團隊形式開發,具備變革的意願,以及嘗試的心態都是必須的。一如學校和老師面對STEM+教育的推動,首先要消除對技術和硬件掌握的心理障礙,編程學習這方面更好辦。試想想連幼兒都可以入門的Scratch圖形化編程,或micro:bit開源硬件,對老師應該不會有技術難度,況且網上已有眾多免費平台及學習視頻,只差你開歩嘗試。應付初小以下學段也毋須太複雜技術,簡單的圖形建立及動態表現,已可作為很多美術設計的元素/元件。利用供應商現成的硬件及基本驅動說明也很夠用,引導學生嘗試定格動畫創作亦是有趣的教材。若探究綁定美術工具,例如畫筆、顏料、LED燈泡,甚至攝像頭,已可讓學生自主進行多元實驗性創作。高小或初中,可以學習Python編程,研習數據運算和可視化表現,以打好創作複雜數碼圖像的基礎。鼓勵學生將已掌握的圖像設計、硬件驅動和數據編程混搭應用,更可以組合大量的學習內容。利用團隊協作學習,針對生活主題進行個性化表達,更是融合編程素養的教學策略。高中教師能引導利用micro:bit、掌控板(mPython)、Arduino、樹莓派等開源硬件去創建各種生活應用方案或美術創作當然很好,但重視e世代對科技探究的熱情,提供自主研發的動力,為青少年提供研發資源及創意空間,更是現代教師轉型的重點。

牆洞實驗的啟示,在編程藝術課程研發,仍然深具實際意義。

現代美術教育的「編程」科技學習(下)——亞太創藝談之19

 

作者的其他文章