基于音樂核心素養的中學古琴創客課程設計與開發

朱皓斌 薛耀鋒 楊金朋

摘 ?要 闡述中學音樂核心素養的基本內容，以創客教育理論為指導，設計和開發面向音樂核心素養的中學古琴創客課程。運用3D建模技術設計古琴三維模型，采用3D打印技術和工業雕刻機對古琴實物模型進行制作和雕刻，應用開源硬件實現古琴的演奏功能，開發古琴創客課程輔助學習平臺系統并開展教學實踐活動。

關鍵詞 創客教育;音樂核心素養;古琴;創客課程;3D建模;學習平臺

中圖分類號：G633.951 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）21-0067-02

1 引言

當前，隨著創客教育逐漸步入中小學教育中，創客課程與創客平臺的融合發展起著至關重要的作用[1]。核心素養是培養自我價值實現與社會價值實現高素質公民的重要基礎[2]。基礎教育是培養公民核心素養的重要階段，中學生音樂核心素養是指中學生在學習音樂過程中形成的一系列與音樂相關的能力與態度，并基于此適應當前和未來社會挑戰的需要[3]。音樂核心素養不僅包含學生的音樂審美觀、審美意識等，還影響著學生音樂情感的豐富性和道德品質的高尚性[4]。

本文基于創客教育及學生個性化自主探究理論，以音樂素養為導向，以古琴教學為實踐，提出在中學開展信息化背景下的古琴創客課程。在該創客課程中，借助3D建模軟件為古琴建模，并基于3D打印技術檢測完善古琴模型，之后運用工業雕刻機在木材上完成古琴雕刻。最后，基于開源硬件和iOS系統，開發輔助古琴創客課程的學習平臺系統。

2 面向音樂核心素養的古琴創客課程設計和開發

古琴的設計與制作教學環節 ?琴藝，在該文中特指古琴，即“七弦琴”。古琴的背景故事、流傳詩句和圖作不勝枚舉，就是古琴本身的造型也相當講究。一張古琴包羅了天地、五行、陰陽等中國傳統文化。古琴歷史悠久、流傳廣泛，然而在近現代的古琴教育及學習中，古琴虛高的價格、佶屈聱牙的減字譜成為古琴教育普及化的障礙。筆者試圖打破傳統的古琴教習方式，以創客教育理念為基礎，借助信息化技術和工具揭開古琴制作和教學的神秘面紗。

在設計和制作古琴過程中，在沿用原始古琴制作工藝的基礎上，添加了一些信息化技術元素。同時，在古琴中安裝了單片機和LED等相關電子元件，將古琴所彈奏的不同音色可視化呈現出來。古琴創作具體可分為四個步驟。

1）古琴的三維建模。古琴的琴體是由兩塊木板結合而成，所以只要分別做出兩塊木板的模型，就可以進行后期加工和處理。本文選用仲尼式古琴原型進行三維繪制，由于是實驗，因此并沒有制作出整個古琴模型，而只是制作了琴面的弧度，并將冠角和岳山一并制作進去。

2）3D打印古琴模型。嘗試用3D打印進行模擬古琴制作，由于直接上木材斫琴成本高昂，因此，筆者運用3D打印機打印模型，打印出塑料模型以后，查看其弧度和光滑程度是否符合傳統古琴的標準，在確認無誤后進行下一步操作。

3）運用工業技術完成古琴雕刻。運用工業雕刻機在木材上進行3D雕刻。雕刻機的出現代替了手工斫琴，使得斫琴的成本得以下降。

4）安裝電子元件。在制作出傳統古琴的琴面后，安裝單片機和LED提示燈等相關電子元件。這里選用20顆RGB LED作為徽位和弦位的提示燈，其中，徽位的提示燈用來提示泛音位置（一般泛音都產生在徽位的位置）;弦位提示燈用來提示右手撥弦。再用七條RGB LED STRIP 60來顯示每根弦上的不同按音。這些燈帶放置在每根弦的下方，每條由60個LED組成，總長度為100 mm。圖1為數字化古琴示意圖。

在古琴上，針對不同的音色使用不同的提示燈。

1）天音，即泛音，是弦樂器上特有的一種演奏技法。泛音通常產生于弦樂單弦等分處（如1/2、1/3、1/4），如果將等分處記做1/n，則該處產生的泛音音高為基礎音的頻率的n倍。例如，如果標準A音（古琴六弦）基礎音為440 Hz，則在其1/2處（即七徽）產生的泛音為880 Hz。有鑒于此，古琴的13個徽位正好處于從龍齦到岳山（有效弦長）的13個等分位（古琴七徽為1/2處）。在13個徽位上放置13個RGB LED，可以有效地提示泛音所處徽位。僅用這13個徽位的泛音可以演奏《流水》的泛音部分和《梅花三弄》的泛音部分，皆是泛音的練習曲目。

2）地音，即散音，是弦樂的基礎音，與弦長、弦直徑和松緊程度相關。古琴的正調自一弦起為C、D、F、G、A、C、D，以F調唱名為sol、la、do、re、mi、sol、la。空弦的散音，由處于一徽以右的七顆RGB LED來進行指示，放在該處是因為左手的按音一般到四徽而止，而左手的泛音最高也就到一徽，所以放在一徽以外不會影響到其他音域。使用散音進行練習的曲目有《笑傲江湖》、現代曲目《我和你》等。

3）人音，即按音。在三種音色中，唯獨人音是最為復雜的，正是由于按音的委婉多轉，才有了“人音”的別稱。按照現代古琴大師陳金龍先生的研究，可以將每根弦按照十二平均律劃分成兩個8度音程，即24個音。這兩個8度音程涵蓋了從龍齦到四徽位的弦長，弦的總長度約為842 mm（該長度由筆者手中仲尼式古琴測得）。每個徽位及每個半音階所在弦長，以一弦（C弦）為例，根據定制的RGB LEDSTRIP型號的規格是每米60個，平均每兩個LED的間距Δs=16.7 mm。測得每個音名所對應的徽位到龍齦的距離，可以得到該徽位所對應的LED的位置。

古琴輔助學習平臺設計與開發 ?古琴輔助學習平臺除了具備基本的用戶登錄等模塊以外，還需要具備兩大模塊：一是古琴響應模塊，實現對古琴內部電子元件的連接和控制;二是學習資源調控模塊，能夠對上傳的古琴學習資源（如樂譜等）進行調控。

下面對這兩個模塊應具備的功能進行具體闡釋。

1）古琴響應模塊。此模塊采用具有Raspbian系統的樹莓派主板和LED STRIP等開源硬件和電子器件開發而成。當輔助學習平臺播放古琴樂曲時，古琴響應模塊會給古琴發送相應的信號，古琴內部安裝的樹莓派主板會根據信號的指令調控LED燈的亮滅。而學習者在學習古琴譜的時候，能夠直觀地看到古琴上LED燈的指引，從而完成演奏。此模塊可以幫助學習者更加直觀地了解樂譜，從而使古琴學習更簡單有趣。

2）學習資源調控模塊。學習者不僅能夠根據這些學習資源，完成古琴的自學與實時練習，而且可以根據不同的學習進度、彈曲速度，運用調控模塊對樂譜等學習資源進行相應調控，可以設置其播放速度、播放樂器，并設置快進和快退按鈕來幫助練習某一個琴曲片段。

圖2為開發的古琴在線輔助學習平臺部分頁面，學習者可以在此平臺上找到不同曲目的古琴樂譜，并根據自己的學習情況設定樂曲彈奏速度、彈奏片段等，同時可以通過設置快進和快退等幫助練習某一個琴曲片段。

3 總結與展望

古琴創客課程設計和開發完成之后，在上海某中學開展了兩年多的實際教學應用，學生反饋效果良好。在之后的教學中，學生基于該課程開發的教學系統課前完成自主探索、學習，課堂上與教師之間相互溝通交流，學習氛圍較好。經教師觀察和課堂訪談，信息化與古琴教學相結合的創客教育方式，在一定程度上提高了學生的學習興趣，激發了學生的創新精神，提升了學生的音樂核心素養。

參考文獻

[1]王同聚.基于“創客空間”的創客教育推進策略與實踐：以“智創空間”開展中小學創客教育為例[J].中國電化教育，2016（6）：65-70，85.

[2]蔡清田.核心素養的學理基礎與教育培養[J].華東師范大學學報：教育科學版，2018，36（1）：42-54，161.

[3]許洪帥.中小學生音樂素養的內涵與培養[J].課程·教材·教法，2016（11）：71-77.

[4]馮巍巍.音樂核心素養的特征與培養[J].課程·教材·教法，2016，36（12）：9-13.