人工智能技術(shù)在音樂教學(xué)中的應(yīng)用研究

冉童欣

［摘 要］ 互聯(lián)網(wǎng)的時代大幕之下，人工智能技術(shù)快速發(fā)展，在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。音樂教育作為藝術(shù)教育的重要組成部分，也可以借助人工智能的力量實現(xiàn)更高效、個性化的教學(xué)。中北大學(xué)作為一所音樂教育資源豐富的高校，積極探索人工智能在音樂教學(xué)中的應(yīng)用，為受教育者提供更好的學(xué)習(xí)體驗和成長機(jī)會。本研究旨在探索人工智能技術(shù)在音樂教學(xué)中的應(yīng)用，以中北大學(xué)為例進(jìn)行深入研究。通過分析現(xiàn)有的音樂教學(xué)模式和存在的問題，結(jié)合人工智能技術(shù)的特點和優(yōu)勢，分析人工智能技術(shù)應(yīng)用于中北大學(xué)音樂教學(xué)所產(chǎn)生的影響。

［關(guān)鍵詞］ 音樂教學(xué)；人工智能技術(shù)；中北大學(xué)；應(yīng)用研究

［中圖分類號］ J60-05? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1007-2233（２０２4）01-0034-03

經(jīng)濟(jì)與科技的飛速發(fā)展，給人類社會帶來了巨大變化，教育領(lǐng)域緊隨潮流，在教學(xué)中引入人工智能技術(shù)，音樂教學(xué)更是緊抓機(jī)遇，甩去古時的“口口相傳”。人工智能技術(shù)作為新型的教學(xué)輔助手段，正在被越來越多的音樂教育工作者重視并積極運(yùn)用。［1］

一、音樂教學(xué)的現(xiàn)狀與問題

（一）傳統(tǒng)音樂教學(xué)模式

傳統(tǒng)音樂教學(xué)模式以面對面的班級教學(xué)為主，即教師在課堂上通過講解、示范和受教育者的模仿來傳授音樂知識和技能。其主要特點包括：1.教師作為教育花壇的“統(tǒng)治階級”，進(jìn)行“填鴨式”教學(xué)。教師在教學(xué)過程中起主導(dǎo)作用，受教育者被動接受教師的指導(dǎo)和教育。如此，音樂教育更像是音樂匠人的培養(yǎng)方式。2.重視理論知識和技巧訓(xùn)練的傳授。傳統(tǒng)音樂教學(xué)注重受教育者對理論知識的學(xué)習(xí)和技巧的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識和技能的掌握，一定程度上忽視對受教育者音樂興趣愛好的培養(yǎng)，阻礙受教育者的音樂創(chuàng)造能力與音樂審美能力的提升。3.以演唱或演奏為主要形式。傳統(tǒng)音樂教學(xué)較為重視升學(xué)、考試或比賽結(jié)果，注重受教育者的演奏技能和表演能力的培養(yǎng)，易導(dǎo)致受教育者藝術(shù)理念過于狹隘，從而忽視音樂作品的情感表達(dá)。

（二）音樂教學(xué)中存在的問題和挑戰(zhàn)

在當(dāng)下音樂教學(xué)的過程中，存在許多問題與挑戰(zhàn)，例如：1.受教育者個體差異。受教育者在音樂學(xué)習(xí)方面的起點、興趣、天賦等各方面各不相同，傳統(tǒng)教學(xué)模式難以滿足個性化需求，易導(dǎo)致受教育者學(xué)習(xí)動力不足或?qū)W習(xí)效果不佳。2.教學(xué)資源不足。音樂教學(xué)需要大量的教學(xué)資源，如樂器、場地、樂譜、錄音設(shè)備等，傳統(tǒng)教學(xué)模式受資源有限性的制約，難以滿足受教育者的實際需求。3.評估方式單一。傳統(tǒng)音樂教學(xué)主要以考試、演唱或演奏等藝術(shù)理論與藝術(shù)技巧評估為主，忽視了對受教育者音樂綜合素養(yǎng)的全面評價，無法準(zhǔn)確反映受教育者的實際水平和潛力。4.教師專業(yè)發(fā)展。教師在音樂教學(xué)中面臨教學(xué)方法的更新、教學(xué)內(nèi)容的潤色、教學(xué)資源的獲取和應(yīng)用、個人專業(yè)能力的提升等挑戰(zhàn)，需要更多的支持和培訓(xùn)。5.培養(yǎng)目標(biāo)不清晰、教育體系不完善、受教育者實踐經(jīng)歷較少等，導(dǎo)致學(xué)生的綜合能力與教育目標(biāo)要求存在差距，普遍缺乏足夠的競爭力。

傳統(tǒng)的音樂教學(xué)模式，在一定程度上推動了音樂教育的發(fā)展。現(xiàn)如今，傳統(tǒng)的音樂教學(xué)模式已不再完全適合于新時代音樂課程的教學(xué)，也不再能滿足新時代音樂學(xué)習(xí)者的需求。［2］

（三）中北大學(xué)音樂教學(xué)的現(xiàn)狀與需求分析

中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院作為一所具有豐富藝術(shù)教學(xué)資源和優(yōu)秀師資力量的高校，在音樂教學(xué)方面面臨以下現(xiàn)狀和需求：1.受教育者個體差異大。中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院擁有眾多受教育者，但其在音樂學(xué)習(xí)的起點與興趣方面存在差異，需要個性化的教學(xué)方法和資源支持。2.教學(xué)資源有限。中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的音樂教學(xué)資源有限，如樂器設(shè)備、錄音設(shè)備等，需要通過創(chuàng)新手段提高資源利用效率和受教育者的實踐能力。3.評估方式需要多樣化。傳統(tǒng)的考試及演唱、演奏評估方式無法全面評價受教育者的音樂綜合素養(yǎng)，中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院需要探索更加多樣化的評估方式，注重受教育者的創(chuàng)造性、表達(dá)能力和音樂理論的應(yīng)用能力。4.教師專業(yè)與素養(yǎng)發(fā)展。中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的音樂教師需要更加精進(jìn)自身的教學(xué)能力和專業(yè)素養(yǎng)，積極探索與創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)資源，以適應(yīng)音樂教育的發(fā)展需求。部分課堂仍然以傳統(tǒng)的授課模式為主，老師們運(yùn)用部分技術(shù)，但更多是局限在將其作為教學(xué)工具，而不能將現(xiàn)有技術(shù)和音樂學(xué)科進(jìn)行深度融合。5.受教育者音樂實踐經(jīng)歷較少，需要不斷創(chuàng)設(shè)真實情境，增強(qiáng)受教育者參與性與實踐性，增強(qiáng)其臨場應(yīng)變能力。

綜上所述，傳統(tǒng)音樂教學(xué)模式存在的問題和挑戰(zhàn)對于中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的音樂教學(xué)同樣存在。因此，中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的音樂教學(xué)需要借助新的教育技術(shù)和教學(xué)模式，以滿足受教育者個性化需求、提高教學(xué)效果，培養(yǎng)受教育者的創(chuàng)造力及綜合素養(yǎng)等。

二、人工智能在音樂教學(xué)中的應(yīng)用

——以中北大學(xué)為例

（一）人工智能技術(shù)在音樂教育領(lǐng)域的應(yīng)用概況

音樂作為一種傳情達(dá)意的精神載體與分享審美趣味的藝術(shù)形式，其教學(xué)與人工智能技術(shù)之間的融合比其他專業(yè)與人工智能技術(shù)整合更加自然，而人工智能技術(shù)在音樂教育領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐漸展開，為音樂教學(xué)帶來了更加嶄新的可能性和機(jī)遇。如，人工智能技術(shù)可為教學(xué)雙方提供高效的智能推薦系統(tǒng)，提高與音樂的互動性?；?qū)⑵渥鳛橐魳穭?chuàng)作的輔助工具，通過分析大量的音樂數(shù)據(jù)和模式，生成不同的和聲進(jìn)行、旋律段落、節(jié)奏模式或填補(bǔ)歌詞的空白部分，為教學(xué)雙方提供音樂創(chuàng)作靈感或是創(chuàng)作起點。人工智能還可以提供音樂創(chuàng)作的技巧和指導(dǎo)，例如如何構(gòu)建和聲、創(chuàng)造曲調(diào)和進(jìn)行曲式安排。［3］此外，人工智能技術(shù)還可以模仿特定風(fēng)格或特定藝術(shù)家的音樂，幫助教學(xué)雙方探索不同的音樂風(fēng)格?；谌斯ぶ悄艿膫€性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)，可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點和進(jìn)度，提供個性化的學(xué)習(xí)材料和個性化的教學(xué)方案。利用學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和模式進(jìn)行分析，了解他們的強(qiáng)項和薄弱點，并為每個學(xué)生設(shè)計定制化的學(xué)習(xí)計劃。還可以作為虛擬音樂教師或輔助工具，提供個別化的指導(dǎo)與練習(xí)支持。定制化學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生的能力和興趣提供有針對性的練習(xí)、音樂理論知識和技巧訓(xùn)練，以促進(jìn)學(xué)生的個人成長和進(jìn)步。這些工具可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)和音頻分析算法，實時分析學(xué)生的演奏或歌唱，檢測錯誤和改進(jìn)的空間。虛擬指導(dǎo)工具可以提供技巧糾正、藝術(shù)性指導(dǎo)和表演建議，幫助受教育者改善演唱或演奏技能及音樂表現(xiàn)能力。［4］通過與受教育者的互動，根據(jù)其進(jìn)展實時調(diào)整指導(dǎo)內(nèi)容，提供個性化的學(xué)習(xí)路徑和挑戰(zhàn)。人工智能技術(shù)的發(fā)展，為音樂教學(xué)的教學(xué)理念、教學(xué)方式、教學(xué)手段、教學(xué)模式的創(chuàng)新帶來了全新思路并提供以技術(shù)支持。

簡言之，人工智能技術(shù)作為先進(jìn)的科技手段，在音樂創(chuàng)作、數(shù)據(jù)預(yù)測及數(shù)據(jù)分析與處理等方面有著傳統(tǒng)技術(shù)所無法替代的優(yōu)勢和特色，作為音樂教輔工具的使用，給傳統(tǒng)音樂教學(xué)手段的改革帶來了巨大的便利與深遠(yuǎn)的影響。科技進(jìn)步讓人工智能技術(shù)不斷更新與完善，相應(yīng)，技術(shù)的應(yīng)用技能要求也隨之提升，施教主體應(yīng)積極主動學(xué)習(xí)，盡量熟練掌握嶄新的教學(xué)技術(shù)。［5］

（二）人工智能在中北大學(xué)音樂教學(xué)中的具體應(yīng)用

中北大學(xué)現(xiàn)有人工智能與計算機(jī)視覺研究所、大數(shù)據(jù)與視覺計算研究所、大數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)安全研究所，從事大數(shù)據(jù)、人工智能方向的研究。其中，人工智能與計算機(jī)視覺研究所，起源于1998年成立的多媒體仿真研究室，2005年院系改制后更名為虛擬仿真與可視化研究所，2014年依托研究所的虛擬仿真研究成果獲批計算機(jī)及應(yīng)用國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心。隨著研究內(nèi)涵的不斷延展，2020年更名為人工智能與計算機(jī)視覺研究所。

中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院也早于2019年在校園瑾瑜國際會議中心，邀請開南大學(xué)黃志方老師與北京和弦佳佳人工智能科技有限公司總經(jīng)理周家浩分別做“人工智能音樂科技”和“人工智能與優(yōu)質(zhì)音樂教育產(chǎn)業(yè)的實際應(yīng)用”的講座。講座之中，黃老師講述了人工智能音樂科技四部曲，包括：智能自動作曲的應(yīng)用、世界通用虛擬樂器應(yīng)用、虛擬歌手影像與歌聲合成、音樂治療相關(guān)應(yīng)用。內(nèi)容涵蓋了人工智能自動作曲基本原理與自動作曲架構(gòu)、人工智能自動作曲系統(tǒng)的作品、人工智能自動作曲的發(fā)展前景和未來的發(fā)展方向等方面。在研討會的現(xiàn)場，黃老師還特意播放了由AI作詞與自動作曲整合技術(shù)而成的歌曲《夢中追尋》。周經(jīng)理介紹了人工智能在音樂教育中的實際應(yīng)用，通過軟件music++的開發(fā)，構(gòu)建“人工智能音樂教育4.0”平臺，基于人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)來分析音樂演奏中所存在的問題，通過AR、多維度視頻、互動樂譜、可視化作品分析、可視化演奏分析、音樂教育平臺4.0等方面來分析學(xué)生問題，一方面可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率，另一方面可以讓老師和家長更好地了解學(xué)生并解決學(xué)業(yè)問題。［6］

由此可見，人工智能技術(shù)的應(yīng)用可為中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的音樂教學(xué)提供嶄新的教學(xué)思路與諸多便利。通過music++相關(guān)類型軟件的開發(fā)所構(gòu)建的“人工智能音樂教育4.0”平臺，可對受教育者的音樂學(xué)習(xí)進(jìn)行多維度實時智能評估與反饋，明晰受教育者的學(xué)習(xí)強(qiáng)項與學(xué)習(xí)薄弱點，有的放矢，在有效增強(qiáng)課堂教學(xué)針對性的基礎(chǔ)之上，為受教育者的課后溫習(xí)指明方向。在音樂創(chuàng)作與編曲方面，人工智能技術(shù)中的多種數(shù)字音頻技術(shù)與軟件可在創(chuàng)作過程之中，任意選擇伴奏樂器，并輔助音樂創(chuàng)作者進(jìn)行作曲和創(chuàng)作，且創(chuàng)作者所創(chuàng)作的旋律可通過視覺和聽覺進(jìn)行直觀呈現(xiàn)，使平面教學(xué)內(nèi)容立體化。這樣的輔助工具可以幫助創(chuàng)作者拓展創(chuàng)作思路和表達(dá)方式。音樂創(chuàng)作維度的擴(kuò)充，激發(fā)創(chuàng)作者的創(chuàng)造力及其創(chuàng)新能力，提升其創(chuàng)作積極性。其虛擬現(xiàn)實與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)更為中北大學(xué)音樂教學(xué)提供虛擬樂器與演奏環(huán)境的模擬，受教育者可以通過與虛擬樂團(tuán)或是虛擬歌唱家、虛擬演奏家的互動，提高演唱演奏技巧、音樂表達(dá)能力和協(xié)作能力。如中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院2023年的“藝工融合”，引進(jìn)了鋼琴遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)，實現(xiàn)高科技異地現(xiàn)場同步教學(xué)，師生通過聯(lián)網(wǎng)的自動演奏鋼琴“實時直播”鍵盤和踏板的動作，清晰交流基本功的練習(xí)和樂曲彈奏的處理。實現(xiàn)遠(yuǎn)程現(xiàn)場同步鋼琴實時教學(xué)這種虛擬演奏和合奏的體驗，可以為受教育者提供更多的演奏機(jī)會和表現(xiàn)舞臺，增強(qiáng)其演出的經(jīng)驗積累，拓寬他們的音樂視野，提升表演能力。

三、人工智能技術(shù)的應(yīng)用對中北大學(xué)音樂教學(xué)的影響

人工智能技術(shù)的應(yīng)用使得中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的音樂教學(xué)面貌煥然一新。例如，在音樂創(chuàng)作方面，人工智能音樂技術(shù)的發(fā)展極大拓寬了作曲人的樂思，賦予了音樂創(chuàng)作無窮的可能性；人工智能音樂系統(tǒng)可以帶給我們更多的音色、可以讓枯燥的音樂理論知識更加生動有趣；人工智能音樂技術(shù)減輕施教主體的固定工作量，幫助施教主體更加準(zhǔn)確地表達(dá)音樂，為多媒體課件制作和教學(xué)提供更多更新的素材、為受教育者提供更多的演唱或演奏機(jī)會和舞臺以增強(qiáng)其經(jīng)驗積累……

雖然人工智能在音樂教學(xué)中具有許多應(yīng)用潛力，但它并不能完全取代音樂教師的角色，音樂教育仍然需要人性化與情感交流。音樂教師在音樂教育中仍然起著至關(guān)重要的作用，他們能夠為受教育者提供人性化的指導(dǎo)、情感支持以及藝術(shù)性的培養(yǎng)。人工智能技術(shù)應(yīng)該始終作為教師的輔助工具，與傳統(tǒng)的音樂教學(xué)方法相結(jié)合，共同為學(xué)生提供豐富多樣的學(xué)習(xí)體驗和支持。

此外，人工智能在音樂教學(xué)中的應(yīng)用還面臨著一些挑戰(zhàn)和限制。例如，音樂教育中的情感和表達(dá)是至關(guān)重要的，而人工智能很難完全理解和模擬人類的情感和表達(dá)方式。音樂作品之中包含著人類豐富的主觀審美和表達(dá)，人工智能很難準(zhǔn)確理解和評估音樂作品的藝術(shù)性以及人類的創(chuàng)造力和解釋能力。因此，在情感交流和藝術(shù)性方面，人工智能仍然存在一定的局限性。另外，技術(shù)的依賴性和可訪問性也是一個問題，人工智能在音樂教育中的應(yīng)用通常需要先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和高速的互聯(lián)網(wǎng)連接。然而，這些技術(shù)在一些地區(qū)和學(xué)?？赡艽嬖谠L問困難或經(jīng)濟(jì)限制，無法提供先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和高速互聯(lián)網(wǎng)連接，導(dǎo)致學(xué)生無法充分利用人工智能在音樂教育中的優(yōu)勢。在師資方面，要求教師既要熟練運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)與各類設(shè)備，又要兼?zhèn)湟魳肺幕仞B(yǎng)，仍具備一定的挑戰(zhàn)。因此，在應(yīng)用人工智能技術(shù)時，需要綜合考慮教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生需求和可行性等因素，并不斷進(jìn)行師資力量的強(qiáng)化，以期實現(xiàn)更好的教學(xué)效果。

結(jié) 語

隨著人工智能等新興技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，推動了音樂教育領(lǐng)域新變革。依托國內(nèi)技術(shù)研發(fā)上的突破，智能教育也正式成為音樂教育行業(yè)發(fā)展的新亮點，中國音樂教育發(fā)展逐漸向“智能化”“數(shù)字化”“多元化”方向推進(jìn)。因此，在中北大學(xué)研發(fā)落實智能創(chuàng)作、智能樂器、人機(jī)交互式智能教輔系統(tǒng)、數(shù)字教學(xué)模式具有重要意義。同時，研究還需考慮人工智能技術(shù)對音樂藝術(shù)教育可能帶來的挑戰(zhàn)，如隱私保護(hù)、師資力量的強(qiáng)化等。

綜上所述，盡管互聯(lián)網(wǎng)和人工智能為音樂教育帶來了新的機(jī)遇，但傳統(tǒng)的面對面教學(xué)模式仍然是音樂教育的重要形式。在互聯(lián)網(wǎng)背景下，傳統(tǒng)音樂教學(xué)模式融合了在線學(xué)習(xí)平臺和資源，同時利用人工智能技術(shù)提供個性化的學(xué)習(xí)和輔助工具。然而，人工智能在音樂教育中仍需應(yīng)對情感交流、藝術(shù)性和技術(shù)依賴等挑戰(zhàn)。因此，傳統(tǒng)音樂教育和人工智能技術(shù)應(yīng)該相互結(jié)合，以更好地滿足學(xué)生的需求，提高音樂教育的質(zhì)量和效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 劉秉鈺.音樂專業(yè)課程“慕課+傳統(tǒng)”混合教學(xué)模式構(gòu)建研究［D］.新疆師范大學(xué)，2018.

［2］ 任哲徽.科技·AI技術(shù)在音樂教學(xué)中的應(yīng)用研究［D］.中央民族大學(xué)，2022.

［3］ 徐范宇.電腦音樂技術(shù)在中學(xué)音樂編創(chuàng)教學(xué)的實踐研究［D］.閩南師范大學(xué)，2022.

［4］ 楊柳.電腦音樂技術(shù)在中職音樂課教學(xué)中的應(yīng)用研究［D］.廣西師范大學(xué)，2022.

［5］ 焦嶠.數(shù)字音頻技術(shù)在音樂表演專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用研究［D］.浙江工業(yè)大學(xué)，2020.

［6］ 中北大學(xué).藝術(shù)學(xué)院舉辦全國人工智能音樂科技研討會-中北大學(xué)［EB/OL］.（2019-11-26）［2023-7-8］.

（責(zé)任編輯：莊? ?唯）