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
本系列文章：
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