虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校音樂教學(xué)中的應(yīng)用

呂繼勇

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校音樂教學(xué)中的應(yīng)用，主要是指通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)造擬真的音樂學(xué)習(xí)環(huán)境，并讓學(xué)生通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)從視覺、聽覺、觸覺等多感官來看見、聽見、觸摸到音樂。同時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)所具備的高交互性和沉浸性，可以使學(xué)生與模擬對象進行對話并沉浸其中，進而提高學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性。虛擬技術(shù)可以作為一種新的音樂學(xué)習(xí)工具，一方面，學(xué)生可以通過它體驗到在現(xiàn)實世界中不可能體驗到的感受，將從前只能依靠想象的畫面釋放出來，為學(xué)生提供一種全新的學(xué)習(xí)感受。另一方面，在信息技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下，新的教學(xué)工具層出不窮，音樂教師需要根據(jù)新的時代需求，改變傳統(tǒng)的音樂教學(xué)思考方式，豐富音樂教學(xué)模式，只有這樣，才能更有效地開展音樂教學(xué)，提高音樂教學(xué)質(zhì)量。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征

虛擬現(xiàn)實作為一個科學(xué)概念，最早由學(xué)者Aron Lasier在1980年提出，經(jīng)過不斷地發(fā)展，主要是指計算機技術(shù)、傳感器、圖像技術(shù)、模擬技術(shù)和各種電子技術(shù)相結(jié)合的虛擬世界計算機模擬系統(tǒng)。現(xiàn)在，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)、娛樂、教育等領(lǐng)域的實踐應(yīng)用都已經(jīng)取得了不小的成績，成為當(dāng)前多領(lǐng)域改革與創(chuàng)新發(fā)展不可或缺的新技術(shù)。

一般來說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是我們所熟知的“VR”，具有“沉浸性”“交互性”“想象性”三個主要技術(shù)特征。

（一）沉浸性

沉浸性是指虛擬現(xiàn)實技術(shù)所創(chuàng)造的生動逼真、身臨其境的感覺。通過專用的虛擬控制裝置，用戶在虛擬現(xiàn)實技術(shù)所模擬的數(shù)字環(huán)境中可以體驗到多種感受，進而模糊數(shù)字世界和現(xiàn)實世界的界限。

（二）交互性

交互性是指用戶與模擬環(huán)境之間的交互過程。虛擬現(xiàn)實交互是通過傳感器進行實時傳輸?shù)模脩艨梢栽谔摂M環(huán)境中通過身體感官實現(xiàn)任何自身與模擬環(huán)境的交互，如佩戴VR眼鏡進行的虛擬蹦極、沖浪、過山車等。

（三）想象性（也稱為創(chuàng)造性）

人的想象中存在許多現(xiàn)實世界中不存在的場景，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將人腦中的很多場景按照個人意愿迅速呈現(xiàn)。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在音樂教學(xué)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)開始慢慢出現(xiàn)。眾所周知，教學(xué)工具和教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)人才等是相輔相成的。即便擁有優(yōu)質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容，配備優(yōu)秀的教師隊伍，更新教學(xué)工具也是必要的。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種具備巨大優(yōu)勢的新型教學(xué)工具，其對教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)力和傳播力不容忽視。相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式，教師在課程上對學(xué)生單方面“灌輸”，不可避免地存在著非主動、弱互動的瓶頸，而引進虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教學(xué)模式更側(cè)重于強調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生能夠自主體驗、自發(fā)思考與學(xué)習(xí)，增加教學(xué)的實踐性和真實性，滿足師生對教學(xué)內(nèi)容3D展示的趣味性和創(chuàng)新性的需求。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的高沉浸性和互動性，可以促進教師和學(xué)生之間的互動，讓學(xué)生更容易接受和理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（一）虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于音樂教學(xué)的理論基礎(chǔ)

1.認知主義

認知學(xué)習(xí)理論認為，學(xué)習(xí)是一個內(nèi)在的發(fā)展過程，是一個同化和適應(yīng)交替作用的循環(huán)過程。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與教學(xué)的結(jié)合從學(xué)生的認知心理出發(fā)，關(guān)注學(xué)生對學(xué)習(xí)過程的具體體驗和理解，最終完成新舊知識的同化，建立自己的認知結(jié)構(gòu)。

2.建構(gòu)主義

建構(gòu)主義為虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)實踐中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸感可以在一定程度上消除學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)工具之間的界限，為個體創(chuàng)造一種新的認識世界的體驗，進而促進學(xué)習(xí)材料的轉(zhuǎn)化。

3.多元智能理論

霍華德·加德納認為，多元智能理論是指人類至少擁有7種不同的智能和相應(yīng)的學(xué)習(xí)方式，即語言和性格智能、數(shù)字智能、藝術(shù)智能、身體智能、音樂智能、人際智能和自我智能。每一個智能領(lǐng)域都有不同的“智能”。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以充分激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的多種感官，豐富學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗，提高學(xué)習(xí)者對多元感官的參與，平衡多元感官的發(fā)展，提高學(xué)習(xí)效果，最終促進個體智能的發(fā)展。

（二）虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校教學(xué)實踐中的應(yīng)用

1.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在聲樂教學(xué)中的應(yīng)用

聲樂教學(xué)過程有兩種方式：心理想象誘導(dǎo)和生理機能解釋。心理想象誘導(dǎo)更注重心理感受過程，往往通過比喻等方式進而延伸到暗示學(xué)生的心理，讓他們在心理暗示以及思考的過程中做出相對應(yīng)的生理反應(yīng)，進而在技術(shù)上實現(xiàn)對聲音的調(diào)節(jié)。

例如，在課堂上解釋呼吸問題時，教師會使用“半打呵欠”和其他心理暗示來指導(dǎo)學(xué)生完成歌唱和呼吸技能的訓(xùn)練。當(dāng)學(xué)生接收到“半打哈欠”的信息后，學(xué)生可以通過心理暗示完成完全吸氣，擴張胸部，降低橫膈膜，擴張腰部和腹部的調(diào)整。在這個過程中，學(xué)生通過感知反應(yīng)可以滿足聲樂歌唱的聲音要求，但一般不好控制程度。“半打呵欠”的作用是打開喉嚨，但在這種生理反應(yīng)之后，喉嚨雖然會張開，聲帶也會分離，但不能很好地用于歌唱。此時，就需要解釋執(zhí)行以下部分生理機能。

生理機能解釋過程包括使用物理學(xué)、生理學(xué)和其他知識，使學(xué)生能夠從科學(xué)的角度理解聲音活動的過程。這樣，學(xué)生可以直觀地了解并訓(xùn)練身體器官的協(xié)調(diào)和運作；在練習(xí)過程中，學(xué)生可以自動控制身體器官的配合，合理使用身體進行必要的歌唱技術(shù)訓(xùn)練。例如，在用物理知識解釋聲音產(chǎn)生的過程時，要表明聲音是由人體聲帶的振動引起的，然后進一步解釋了聲帶在聲音產(chǎn)生過程中的作用，最后結(jié)合生理學(xué)的知識，讓學(xué)生知道人體的聲帶在人體的位置。由于生理機能的解釋是客觀且嚴肅的，學(xué)生必須還要了解解剖學(xué)等其他知識。上述這兩種方法在聲樂課上是有機結(jié)合的。心理想象誘導(dǎo)的過程更關(guān)注心理學(xué)，生理機能解釋更關(guān)注生理學(xué)，心理學(xué)和生理學(xué)需要互相補充、互相作用。在當(dāng)前高校聲樂課程中，教師一般通過PPT講解“聲帶擋氣，肺部吸開，橫膈膜支持”等知識。面對這種課堂內(nèi)容講解，學(xué)生一般會產(chǎn)生很多困惑和疑問：“聲帶在哪兒？”“怎么擋氣？”“氣是什么？”“肺怎么吸開？”“橫膈膜是什么？”等等。這時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以快速解答學(xué)生的種種疑問。教師可以使用計算機或其他信息設(shè)備，打開相關(guān)生理解剖學(xué)的三維立體圖形，并將其與圖片進行比較，以解釋聲帶、肺和橫膈膜的位置。在解釋聲帶震動時，打開虛擬動力學(xué)模型，用該模型解釋聲帶如何振動、阻力的形成、肺部如何呼吸以及橫膈膜如何支撐等問題。學(xué)生通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以直觀、高效地掌握聲樂課知識。

2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在器樂教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸性、交互性、多感知性、構(gòu)想性、自主性等特點。作為一種教學(xué)工具，其在應(yīng)用中的優(yōu)點是可以有效地克服單純線上課堂的問題。同時，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供真實的感知可以加深學(xué)生對音樂理論知識和音樂實踐經(jīng)驗的理解和記憶，從而增強學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在器樂教學(xué)中的應(yīng)用是多方面的。例如可以在器樂教室創(chuàng)建虛擬器樂教師，解決師資力量不足的問題。還可以模擬知名器樂大師的演奏現(xiàn)場，讓學(xué)生去感受藝術(shù)氣息。同時，還可以模擬場景設(shè)計呈現(xiàn)樂曲背后的故事，讓學(xué)生就像聽故事、看電影、玩游戲一樣實現(xiàn)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)。最普遍的應(yīng)用是器樂知識的立體、生動呈現(xiàn)，例如，在琵琶的授課中，可以將琵琶彈奏的正確坐姿、基礎(chǔ)手法、樂器怎樣抱持等細節(jié)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)全方位地呈現(xiàn)出來，同時，用顯示屏展示控制指法的暫停和放大。另外，學(xué)生可以及時提問，教師可以在虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬的場景中實現(xiàn)“面對面”的回答。總之，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以更大限度上實現(xiàn)器樂教學(xué)內(nèi)容的立體、生動呈現(xiàn)，無論是大的學(xué)習(xí)場景，還是小的學(xué)習(xí)細節(jié)都包括其中，有效銜接器樂教學(xué)中的各教學(xué)要素，把傳統(tǒng)教學(xué)中線性的“一對多灌輸”變成立體多維的“全員沉浸”，將課堂教學(xué)的各要素呈現(xiàn)出來。

另外，在器樂課程的樂曲故事設(shè)計中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬的場景可以讓學(xué)生進入無限延伸的知識空間。通過多維“沉浸式”的表現(xiàn)，在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的指導(dǎo)下，學(xué)生可以探索音樂背后的歷史故事，深入學(xué)習(xí)演奏需要的相關(guān)技巧，感知音符背后的人文情感，讓學(xué)生獨立發(fā)現(xiàn)問題的“答案”。也就是說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在器樂教育中的應(yīng)用，是為了讓學(xué)生找到自己必須追求的目標(biāo)，實現(xiàn)興趣培養(yǎng)的導(dǎo)向性。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在音樂教學(xué)中的應(yīng)用價值

進入21世紀(jì)以來，隨著各種新興技術(shù)的不斷發(fā)展，新技術(shù)逐漸改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式和觀念。借助互聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等手段，新技術(shù)不斷創(chuàng)造新的教學(xué)環(huán)境，有效提高教學(xué)質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為新的信息化教學(xué)工具，可以使人們沉浸在虛擬環(huán)境中，在虛擬環(huán)境中產(chǎn)生多維的信息相互作用。這樣一來，視覺上的沉浸和交互被創(chuàng)造出來，學(xué)生可以進入虛擬場景觀察、學(xué)習(xí)、操作。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在音樂教學(xué)中的具體應(yīng)用，不僅提高了課堂教學(xué)的有效性和趣味性，還降低了音樂教學(xué)客觀條件下的困難（例如空間有限、設(shè)備不足等），切實推進了音樂教學(xué)改革的步伐。與傳統(tǒng)的高校音樂教學(xué)相比，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以帶來全新的學(xué)習(xí)體驗，進而改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，其應(yīng)用價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）變革傳統(tǒng)教學(xué)方式，創(chuàng)造沉浸性學(xué)習(xí)情景

多媒體教學(xué)作為當(dāng)今高校音樂教學(xué)的主流，其信息系統(tǒng)只能在經(jīng)過編程之后在計算機上瀏覽和學(xué)習(xí)，這大大降低了學(xué)生參與學(xué)習(xí)的主動性和積極性，不可否認的是，其具有明顯的限制性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)造的模擬環(huán)境與現(xiàn)實世界相似。它可以創(chuàng)造一個無限接近真實的高沉浸性、可以自然且良好交互的學(xué)習(xí)場景，彌補傳統(tǒng)的多媒體技術(shù)在創(chuàng)造學(xué)習(xí)場景方面交互功能的不足，進而導(dǎo)致音樂教學(xué)的方法和手段受到限制。同時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，它不但可以創(chuàng)造擬真的學(xué)習(xí)環(huán)境，使教學(xué)內(nèi)容進一步可視化，突破課堂知識的重難點，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提高教學(xué)質(zhì)量。另外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以結(jié)合益智游戲、移動教學(xué)等手段，有效解決多媒體教學(xué)無法解決的問題，創(chuàng)造沉浸性學(xué)習(xí)情景，讓教學(xué)和娛樂相結(jié)合，進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)造學(xué)習(xí)情景，促進合作交流。因此，在音樂教室中利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)造虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境會產(chǎn)生良好的教學(xué)效果。

（二）教學(xué)環(huán)境逼真，便于學(xué)生理解

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，知識（或信息）的傳輸通常依賴于二維形式，如文字或圖像，這些形式易于解釋簡單、易表達的知識，當(dāng)遇到復(fù)雜且抽象的知識時，文字或圖像的解釋功能較弱。與傳統(tǒng)教學(xué)知識的二維化呈現(xiàn)相比，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的呈現(xiàn)效果更生動、立體，可以輕易消除學(xué)生時間和空間上的認知障礙，為學(xué)生提供生動、有趣的教學(xué)環(huán)境。例如，看不見的音符可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)轉(zhuǎn)化成圖像或場景。使音樂由無形轉(zhuǎn)換成有形，而且可以滿足學(xué)生的個性化需求。例如，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，學(xué)生可以看到代表熱情的音樂旋律是紅色的、舒緩的音樂旋律是黃色的、跳躍活潑的音樂旋律是綠色的。不同顏色的音符交織在一起，通過視覺與聽覺的雙重感受，學(xué)生可以正確捕捉不同顏色的音符，明確音樂的特征，提高音樂鑒賞能力。虛擬現(xiàn)實技術(shù)和音樂教學(xué)的結(jié)合，目的是讓學(xué)生體驗各種各樣的知識構(gòu)筑場景，有效地加深學(xué)生對抽象知識的印象，使之深入理解抽象概念。隨著5G時代的到來，未來5G+VR，VR多人異地同虛擬場景教學(xué)是教育行業(yè)的大勢所趨。

（三）打破實踐限制，優(yōu)化教學(xué)環(huán)境

在高校的音樂教學(xué)中，實踐教學(xué)占有重要地位。對實踐教學(xué)而言，最大的障礙之一就是受空間、環(huán)境和設(shè)備等實踐條件的限制。特別是鋼琴的模擬練習(xí)、聲樂的練習(xí)、指揮的練習(xí)等，需要昂貴的設(shè)備和特定環(huán)境才能進行實踐訓(xùn)練，而諸如為“鋼琴大賽訓(xùn)練而建造一個真實音樂廳”的做法是不可取的。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校音樂教學(xué)中的最大優(yōu)勢是模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的開發(fā)，突破環(huán)境和設(shè)備的限制，為教師和學(xué)生提供理想的虛擬實踐教學(xué)環(huán)境。

（四）降低教學(xué)成本，規(guī)避資金風(fēng)險

對于高校音樂實踐教學(xué)而言，其能夠順利有效開展的基本前提是豐富的資金投入。訓(xùn)練場的建設(shè)和設(shè)備的持續(xù)性投入都需要充足的資金作為保證。一門專業(yè)有很多課程，根據(jù)各課程的相關(guān)訓(xùn)練條件進行建設(shè)，會給學(xué)校帶來巨大的經(jīng)濟負擔(dān)。現(xiàn)在，節(jié)約教學(xué)成本是高校的共識。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)的核心是計算機軟件，在不使用真實音樂器材的情況下，可以在同一場所實現(xiàn)各種訓(xùn)練和教學(xué)功能。例如，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬的數(shù)字教學(xué)場景中，音樂設(shè)備如鋼琴、小提琴、吉他等都可以是虛擬設(shè)備，這可以顯著降低教學(xué)成本。

四、結(jié)語

隨著現(xiàn)代計算機和智能手機等智能終端的普及，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將會得到廣泛應(yīng)用，也將進一步挑戰(zhàn)傳統(tǒng)音樂教學(xué)模式。因此，音樂教學(xué)中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用將會更加廣泛。如節(jié)奏技能訓(xùn)練，虛擬現(xiàn)實技術(shù)既可以模擬相關(guān)的音樂器材，也可以構(gòu)建相關(guān)的器材模擬訓(xùn)練。這樣，學(xué)生既可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)學(xué)習(xí)節(jié)奏，也可以在模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中按照特定的節(jié)奏進行練習(xí)。對于音樂這類需要想象力的學(xué)科，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以在三維空間內(nèi)明確地表現(xiàn)各種各樣的事物，可以模擬普通教室無法全方位實現(xiàn)的場景，可以很好地解決傳統(tǒng)高校教學(xué)中存在的問題，為學(xué)生提供立體、生動的學(xué)習(xí)場景，使學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法變得有趣，進一步豐富學(xué)習(xí)資源，減少實踐訓(xùn)練的難度，顯著降低教學(xué)成本，提高教學(xué)質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅能促進學(xué)生的全面學(xué)習(xí)，還可以引導(dǎo)專業(yè)知識的多渠道轉(zhuǎn)移，保證積極開展多種形式的教學(xué)模式，確保學(xué)生扎實學(xué)習(xí)和掌握本學(xué)科的基礎(chǔ)知識，不斷提高學(xué)生的學(xué)科能力，達到預(yù)期教學(xué)效果。而虛擬音樂教學(xué)是虛擬技術(shù)在音樂教學(xué)中的應(yīng)用，為音樂教學(xué)模式的革新提供了新的平臺和空間，實現(xiàn)了教學(xué)模式的革新。