智能化時代音樂教育面臨的挑戰與對策

陳勝國 孔家星

摘要：科學技術不斷進步，人工智能技術逐漸應用于音樂教育，推動音樂教育步入智能化時代。音樂教育智能化目前已有一定的發展成果，主要體現在軟件應用、智慧教室和音樂機器人等幾個方面;同時存在發展瓶頸，在意識準備、相關人工智能技術及已有技術的推廣應用上面臨挑戰。應對以上挑戰的對策包括三方面：一是重塑音樂教師的教育觀念;二是推動相關人工智能技術的變革;三是優化音樂教育智能化的發展環境。

關鍵詞：人工智能? ?音樂教育? ?挑戰? ?對策

中圖分類號：J60-05? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1008-3359（2020）15-0102-03

一、音樂教育智能化的發展現狀

從我國互聯網大浪潮——20世紀末21世紀初開始，互聯網給人們的生活帶來巨大改變。實行科教興國戰略以來，多媒體教學逐漸推廣和普及，革新包含音樂學科在內的各學科教學方式。人工智能技術20世紀60年代已初步引入音樂課堂，以簡單的音樂合成器為代表，它儲存了多種樂器的音色并能隨時進行演奏。伴隨互聯網的快速發展和移動客戶端的普及，智能化技術發展到今天，技術上已有所升級，由這門技術引申出的“產品”相比以前多了許多。

首先，近年來，人工智能技術已被運用于開發相當數量的軟件應用，均體現“智能化”“人性化”等特點，滿足音樂教學與互動的需求。以下介紹幾款較有代表性的應用。

Interactive Scores（互動比分）：這款應用能夠在音樂課堂中對學生的課堂表現（諸如演奏、演唱）做基本的評判并給出建議。同時，學生和學生之間還能進行互動，以“賽”的形式激起學生的音樂學習愿望。Computer Accompaniment（計算機伴奏）：來自卡內基？梅隆大學的應用，具有強大的伴奏功能，適用于鋼琴演奏教學和即興伴奏課程。即便僅給出簡單的高聲部旋律，也會呈現出完整的悅耳的和聲旋律，基礎一般的同學在演奏中也會充滿樂趣，不會有任何障礙，以此增強學生的音樂體驗和創造力。Orb Composer：首款運用人工智能技術的音樂智能作曲軟件，它包含六種基本模板，可以幫助創作者預選好音樂環境。包含了管樂、弦樂、鋼琴、電子、Pop-Rock和Ambient。通過選擇速度、節奏、和弦，樂曲、選擇自動生成等幾個步驟，就能夠即時生成指定風格的作品，略懂基礎的創作小白也能輕松地完成音樂創作的夢想，同時，還給予有一定創作能力的創作者不同程度的啟發，使作品質量優化，更具個人風格。The One智能鋼琴：一種新的鋼琴教學模式，含有大量國內外的優質學習資源，提供了優秀的彈奏示范，連接互聯網實現線上觀摩，還可以進行線上比賽，通過記錄使用者的演奏全過程進行打分評價。對于兒童學習者來說，是十分具有樂趣的應用軟件，有利于鋼琴教育的啟蒙和推廣。

其次，人工智能發展到一定高度后，出現了聯合多種科技的智慧音樂教室，作為音樂教育的平臺，音樂教育的形式產生巨變，可以最大幅度地豐富學生感官體驗、增加互動性，從而提升音樂教學效果，普遍提高音樂教學質量。

智慧教室，是在物聯網技術、云計算技術和多種智能技術發展的基礎上而構建的一種新型教室，是典型的智慧學習環境的物化形態。它包含了“SMART”概念模型——內容呈現（Showing）、環境管理（Manageable）、資源獲取（Accessible）、及時互動（Real-time interactive）、情境感知（Testing）5個維度。[1]智慧教室是科學技術的綜合運用，作為立體綜合教學場，給學生提供視聽一致、虛實結合的學習環境。同時智慧教室有利于師生之間、生生之間的高效互動，使學科之間的交流與融合成為可能。在未來，啟用智慧教室的課堂將會和傳統的課堂大相徑庭。以音樂課堂為例，通過資源獲取技術，突破空間限制，篩選出國內外相關演奏演唱和專題講座的視頻，實現真正意義上的資源共享;通過內容呈現技術，模擬出音樂廳級別的場景，實現3D的震撼效果，使學生如同置身于音樂廳;通過情境感知技術，對學生在音樂課堂的表現進行實時反饋，對于學生音準、節奏的表現做出精確的判斷。智慧教室在音樂課堂的運用符合音樂教學的特點，與藝術教育中強調審美體驗的觀點相一致，使音樂教學效果最大化。智慧教室在國內的發展已有了初步成果。例如中央音樂學院智慧教室，通過裸眼3D、人臉識別、ZigBee物聯網、高清錄播等高新技術與音樂教育的結合，實現科技與藝術的融合，以現代化手段無縫切入學校教學和管理過程，將各個分離的設備、功能和信息等集成到相互關聯的、統一和協調的系統之中，使資源達到充分共享。除了少數一流音樂院校外，各地普通學校、培訓班紛紛投入到建設音樂智慧教室的隊伍中，音樂智慧教室具有很大的發展空間，將會在不久的將來遍布各地。

最后，人工智能技術與機器人技術、計算機技術相結合，產生了最能體現人工智能特性的科技產品——音樂機器人。運用于音樂課堂輔助教學，將進一步推動音樂教育的變革。近年來不乏技術上的更新換代，分化種類舉不勝舉。在音樂教育質量得到提升的基礎上，極大地豐富了音樂課堂，促成了科技與音樂藝術、音樂教育的最大融合。

音樂機器人是通過程序輸入而實現自動演奏音樂的仿真機器。[2]音樂機器人的發展經歷了漫長演變的過程。音樂自動機，作為音樂機器人的始祖，由最開始簡單的八音盒、水力自動風琴、自動排鐘，再到我們熟知的自動演奏鋼琴，德彪西、拉赫等著名作曲家都曾為這種演奏樂器作過曲。后來，出現了類人機器人、智能機器人這種更加高級形態的音樂機器人。1984年，日本早稻田大學成功研制出音樂機器人“早稻田2號”（WABOT-1），標志著智能機器人時代的到來，它具有與人相似的外表及結構，通過攝像頭識讀樂譜，勝任一定難度的樂曲演奏，根據人聲智能調整節奏，做到有“表情”地演奏。21世紀以來，機器人技術取得突破性進展，具有代表性的音樂機器人以以下幾個為例：能夠演奏蘇格蘭風笛的Mcblare機器人;具有高度類人仿真水平的豐田小提琴機器人，能夠“感性”地演奏小提琴;Shimon馬林巴機器人具有即興演奏的功能，實現了與人類演奏者的合作;還有不僅用于實驗室，還更多地用于娛樂休閑的Shimi舞蹈機器人。[3]音樂機器人是機器人的一個小的分支，隨著人工智能技術的不斷發展與革新，音樂機器人有一天走入音樂課堂不無可能。未來，它會使音樂課堂呈現出全新的面貌。

二、音樂教育智能化面臨的挑戰

（一）音樂教育智能化在觀念上面臨挑戰

21世紀以來，人工智能漸漸進入大眾的視野，作為一種新鮮事物出現在社會各個領域，它代替人類做一些機械重復的工作，從而大大提升了生產力，給人們的生活帶來了諸多便利，但在日常的音樂教學中尚未普遍出現。首先，傳統音樂教育觀根深蒂固，音樂教師善于多媒體教學，對于人工智能這一新出現的事物是持有懷疑態度、忽視態度，或者產生畏難情緒的，尤其體現在多數年齡偏大的音樂教師上。觀念是行動的先導，如果在思想認識上不接受人工智能的加入，那么很難有進一步行動上的改變，教學方式實則是難以適應的。其次，對于學生而言，人工智能是否能成功地融入音樂課堂也取決于學生的態度，以及學生是否能夠適應音樂教學方式的大幅度轉變。再次，對于音樂學科而言，目前人工智能與音樂教育的交流融合并不十分密切，在看待人工智能的教育價值的觀點上，業界難以達成統一，尤其在我國部分的中部、西部等欠發達的地區，人工智能這一概念甚至是十分陌生的。因此，人工智能在音樂教育領域意識上的融入還有漫長的路要走。

（二）音樂教育智能化在相關人工智能技術上面臨挑戰

音樂教育業務復雜多樣，加大了通用人工智能技術“嫁接”教育的難度。[4]人工智能在音樂教育領域的發展需要借助自然語言處理技術、情感感知與計算技術和學習分析技術等的發展，此類技術正處于不斷發展和完善的階段，技術不斷更新，還存在一些不穩定因素。受技術成熟度的制約，其與音樂教育的全面融合存在障礙。由于音樂教育的特殊性加大了人工智能應用易樂教育的困難，人工智能全面應用于音樂教學還存在諸多問題。音樂教育的本質特征是情感性。由于音樂直接抒發了人的內心情感世界，這種情感活動靈活、準確、細膩，是主觀情感的審美體驗。音樂教育的突出特征是情感性，而非技藝性。[5]人工智能在輔助音樂教師傳授音樂基礎知識和基本技能方面的確有所作用，但涉及到音樂內容的理解和情感表達這類情感層面的問題時，以目前的技術水平來看，它無能為力，業界對于人工智能能否真正理解音樂內容還存疑。因此，人工智能真正融入音樂教育還需要各方面技術的努力以支撐。

（三）音樂教育智能化在已有技術的普及與應用上面臨挑戰

諸如上文中介紹的，人工智能在音樂教育領域已產生一些應用成果。人工智能技術不能僅限于使用在個別發達地區或少數一流大學，而應該融入到各地大小學校，真正地走入音樂課堂之中。在已有技術的基礎上，如何實現其在音樂教育中的普及與推廣成為十分重要且無法回避的問題。目前來看，各大中小學缺乏人工智能相關設備，沒有基本的物質基礎和硬件支撐，政策方面也未得到重視。同時，人工智能應用于音樂教育，對音樂教師的素質提出了新的要求和挑戰。人工智能是一件新鮮事物，它在教育中的操作和運用對教師來講并非易事，教師隊伍素質的提升亦是龐大的工程。值得一提的是，人工智能在音樂教育進一步的應用需要綜合學科的人才，譬如既精通計算機又熟知音樂教學的人才，在技術開發過程中，需要一線音樂教師的參與。

三、推進音樂教育智能化的對策

人工智能的發展方興未艾，雖已取得一定成績。但是，在整個智能化時代的進程中，人工智能全面應用于音樂教育還存在諸多困境，面臨不小的挑戰。基于此，筆者結合人工智能應用于音樂教育的現狀，提出以下幾條對策。

第一，重塑音樂教師的教育理念。人工智能融入音樂課堂不僅僅帶來的是教學形式上的變化，更是對教育的本質提出了挑戰。要適應智能化時代的要求，亟待革新音樂教師的教育理念，使其對人工智能技術及在音樂教育上的應用有更深的了解，將其培養成適應智能化時代的智能勞動者。這一時代，要擺脫技術理性主義的纏繞，學會與技術共存，人與機器和諧共處。[6]那么，以上即需要教育主管部門、各學校組織音樂教師進行相應的培訓，增強對人工智能技術的信任感，提高智能化教學能力。同時，音樂教師自身也應時刻保持終身學習的精神，適應智能化時代給音樂教育帶來的變化。

第二，推動教育人工智能技術的變革。單一的技術創新無法滿足智能化時代音樂教育的需求。在這一技術的開發過程中，除加大人工智能技術本身所涉及的專業學科的理論研究力度，例如與人工智能密切相關的控制論、神經科學等，還需要加大教育學、心理學、傳播學等相關學科研究力度。[7]另外，大量音樂教學實踐數據不可或缺，足量的高質量實踐數據才能使人工智能的價值得以發揮，人工智能系統得以完善和升級。另外，鑒于音樂學科具有強烈的學科特性，技術開發過程中亦離不開一線音樂教師的參與，在涉及音樂教學的實施細節時要給出專業的建議，提供有效信息。推動技術變革需要多領域、多專業協同助力。

第三，優化音樂教育智能化發展的生態環境。首先，教育部已印發《教育信息化2.0行動計劃》，強調發展智能教育，但關于如何推進教育智能化乃至音樂教育智能化，暫未出臺具體的政策，也未針對音樂智能化教育制定明確的標準。因此，從國家和政府層面，要高度重視人工智能應用音樂教育的發展，建立健全的保障體系，加大音樂教育智能化發展的資金扶持力度。其次，企業應加大音樂教育智能化產品的設計與開發力度，與學校，研究院合作，進一步提升服務質量。最后，學校及音樂教師應積極探索人工智能技術支持下的音樂教育教學模式，開設人工智能相關課程，使學生適應智能化時代音樂教育的變化。

四、結語

科技發展日新月異，智能化時代的號角已經吹響，人工智能以一定的速度融入社會生活的各個方面，與音樂教育的融合只是時間問題，在此過程中，無論作為研究者、管理者還是教師，都應對此做好充足準備，放遠眼光，提升素質，將智能化時代的挑戰轉化為機遇，推動實現與音樂教育的有機融合。

參考文獻：

[1]黃榮懷，胡永斌，楊俊鋒，等.智慧教室的概念及特征[J].開放教育研究，2012，（02）.

[2][3]付曉東.音樂機器人的發展歷史與技術成果[J].演藝科技，2015，（05）.

[4]楊現民，張昊，郭利明，等.教育人工智能的發展難題與突破路徑[J].現代遠程教育研究，2018，（03）.

[5]朱詠北，王北海.新編音樂教育學[M].北京：人民教育出版社，2005.

[6]徐曄.從“人工智能+教育”到“教育+人工智能”——人工智能與教育深度融合的路徑探析[J].湖南師范大學教育科學學報，2018，（05）.

[7]高偉，劉苗苗.人工智能時代教育人工智能研究與應用現狀、問題及對策[J].軟件導刊，2020，（01）.