傳承演算法：將科學的嚴謹性與藝術設計的無限可能融合
介紹
在 2020 年代，「美國大熔爐」這一種民主模式被換成了「開源」，這代表著不同文化之間的混合、分享和協作能夠建立人與人之間的橋樑，而非產生分歧。我們的傳承演算法研究旨在構建這樣的橋樑。我們開發了數位工具，以教導學生有關不同文化的藝術、建築和設計實踐中的複雜數學序列和模式。透過結合計算思維和文化創造實踐，我們的工作為在種族、階級或性別等方面不成比例地被排除在 STEM 職業之外的學生提供了一個入門點。即使是那些對方程式和抽象感到熟悉自如的人也可以從縮小藝術與科學之間的鴻溝中受益。
什麼是傳承演算法？
傳統的 STEM 課程通常將科學視為一個你要攀爬的階梯。例如，你可能會被告知數學始於計數，然後是代數，再到微積分等等。但我們的研究發現，全球科學史更像一棵樹叢：每個文化都有自己的分支發現。其中一些發現提供了與數學定理證實方法或生物學假設實驗方法不同的觀點。從製造者的角度理解創造文化模式所使用的規則和技巧，可以幫助彌合知識分支之間的差距。我們將這些計算和文化的混合體稱為傳承演算法，而這種演算法無處不在。
將傳承演算法帶入課堂
傳承演算法給學生提供了一種將數學的抽象嚴謹性、文化的根植系統和藝術的無限可能性融合在一起的方式。為了將這些演算法帶入課堂，我們建立了可以互動的電腦程式和模擬，我們稱之為「文化情境設計工具」（CSDTs）。每個 CSDT 都是與土著長者、街頭藝術家、傳統工匠等人進行合作建立的。在獲得創作者許可的情況下，我們將他們對模式創造的知識轉化為學生喜歡使用和教師喜歡納入他們的教案的數位工具中。重要的是，每個 CSDT 都要反映這些工匠對文化實踐的思考方式。例如，對於一種以線條 y=x 為特徵的納瓦荷毯，該線條與水平軸之間形成一個 30 度的角度。然而當納瓦霍織工使用這種「上一個，向右一個」的圖案時，斜率更接近 30 度的角度。這是因為他們將紗線水平織過比紗線更粗的垂直繩索。所以我們確保在我們建立的編織模擬中保留了這個特點。
傳承演算法的應用
傳承演算法和 CSDTs 為學生提供了一個強大的起點，以提高他們的計算能力和信心。這些工具甚至為各種職業（從建築到環境工程）提供了基礎。最近，傳承演算法的應用已經超越了學習環境，擴充套件到當代藝術領域。藝術家們正在使用「民族計算」這一文化視角來生成大膽的創作風格。你可以在視覺藝術家 Tendai Mupita 的作品中找到嵌入非洲分形圖案、Rashaad Newsome 的作品中融合的曲紋髮模擬、Nettrice Gaskins 將非洲散居地區與技術融合、以及 Tosin Oshinowo 和 Chrissy Amuah 兩人的創意作品中看到對傳承演算法的新詮釋。一個在紐約市、英國和洛杉磯展出的展覽探索的是那些受到亞拉巴馬州吉斯本德非裔美國人織毯傳統啟發的藝術家們的紡織技法。
傳承演算法的哲學
我們的傳承演算法研究在某種程度上受到一種哲學上的驅使，該哲學希望以每個種族和身份的悅己源泉為基礎來重新定義 STEM。受到激進女權主義詞彙「正向性別主義」的啟發，我們有時將我們的觀點稱為「正向種族設計」，試圖將種族思考從純粹的壓迫性詞語轉化為豐富的創造力源泉，一種為了好奇心和科學探究而擁有自由思考心態的解放。這種哲學立場還具有實際的一面：有統計顯著的改進了受到排斥的學生在 STEM 領域的成績。許多教師已經意識到傳承演算法對於讓學生投入到 STEM 中的潛力。一位使用塗鴉工具的老師告訴我們，這是學生第一次要求在課後留在數學課上。另一位老師說，如果沒有織布 CSDT，她將永遠不會再教負數了。傳承演算法，在課堂內外，開啟了人文和技術知識之間的雙向橋樑。它們提供一個空間，讓每個人-教師和學生，年輕人和老年人，科技迷和藝術家-可以學習，分享和合作。
原文來自techxplore.com
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