智能化时代音乐教育面临的挑战与对策

陈胜国 孔家星

摘要：科学技术不断进步，人工智能技术逐渐应用于音乐教育，推动音乐教育步入智能化时代。音乐教育智能化目前已有一定的发展成果，主要体现在软件应用、智慧教室和音乐机器人等几个方面;同时存在发展瓶颈，在意识准备、相关人工智能技术及已有技术的推广应用上面临挑战。应对以上挑战的对策包括三方面：一是重塑音乐教师的教育观念;二是推动相关人工智能技术的变革;三是优化音乐教育智能化的发展环境。

关键词：人工智能   音乐教育   挑战   对策

中图分类号：J60-05                 文献标识码：A                   文章编号：1008-3359（2020）15-0102-03

一、音乐教育智能化的发展现状

从我国互联网大浪潮——20世纪末21世纪初开始，互联网给人们的生活带来巨大改变。实行科教兴国战略以来，多媒体教学逐渐推广和普及，革新包含音乐学科在内的各学科教学方式。人工智能技术20世纪60年代已初步引入音乐课堂，以简单的音乐合成器为代表，它储存了多种乐器的音色并能随时进行演奏。伴随互联网的快速发展和移动客户端的普及，智能化技术发展到今天，技术上已有所升级，由这门技术引申出的“产品”相比以前多了许多。

首先，近年来，人工智能技术已被运用于开发相当数量的软件应用，均体现“智能化”“人性化”等特点，满足音乐教学与互动的需求。以下介绍几款较有代表性的应用。

Interactive Scores（互动比分）：這款应用能够在音乐课堂中对学生的课堂表现（诸如演奏、演唱）做基本的评判并给出建议。同时，学生和学生之间还能进行互动，以“赛”的形式激起学生的音乐学习愿望。Computer Accompaniment（计算机伴奏）：来自卡内基？梅隆大学的应用，具有强大的伴奏功能，适用于钢琴演奏教学和即兴伴奏课程。即便仅给出简单的高声部旋律，也会呈现出完整的悦耳的和声旋律，基础一般的同学在演奏中也会充满乐趣，不会有任何障碍，以此增强学生的音乐体验和创造力。Orb Composer：首款运用人工智能技术的音乐智能作曲软件，它包含六种基本模板，可以帮助创作者预选好音乐环境。包含了管乐、弦乐、钢琴、电子、Pop-Rock和Ambient。通过选择速度、节奏、和弦，乐曲、选择自动生成等几个步骤，就能够即时生成指定风格的作品，略懂基础的创作小白也能轻松地完成音乐创作的梦想，同时，还给予有一定创作能力的创作者不同程度的启发，使作品质量优化，更具个人风格。The One智能钢琴：一种新的钢琴教学模式，含有大量国内外的优质学习资源，提供了优秀的弹奏示范，连接互联网实现线上观摩，还可以进行线上比赛，通过记录使用者的演奏全过程进行打分评价。对于儿童学习者来说，是十分具有乐趣的应用软件，有利于钢琴教育的启蒙和推广。

其次，人工智能发展到一定高度后，出现了联合多种科技的智慧音乐教室，作为音乐教育的平台，音乐教育的形式产生巨变，可以最大幅度地丰富学生感官体验、增加互动性，从而提升音乐教学效果，普遍提高音乐教学质量。

智慧教室，是在物联网技术、云计算技术和多种智能技术发展的基础上而构建的一种新型教室，是典型的智慧学习环境的物化形态。它包含了“SMART”概念模型——内容呈现（Showing）、环境管理（Manageable）、资源获取（Accessible）、及时互动（Real-time interactive）、情境感知（Testing）5个维度。[1]智慧教室是科学技术的综合运用，作为立体综合教学场，给学生提供视听一致、虚实结合的学习环境。同时智慧教室有利于师生之间、生生之间的高效互动，使学科之间的交流与融合成为可能。在未来，启用智慧教室的课堂将会和传统的课堂大相径庭。以音乐课堂为例，通过资源获取技术，突破空间限制，筛选出国内外相关演奏演唱和专题讲座的视频，实现真正意义上的资源共享;通过内容呈现技术，模拟出音乐厅级别的场景，实现3D的震撼效果，使学生如同置身于音乐厅;通过情境感知技术，对学生在音乐课堂的表现进行实时反馈，对于学生音准、节奏的表现做出精确的判断。智慧教室在音乐课堂的运用符合音乐教学的特点，与艺术教育中强调审美体验的观点相一致，使音乐教学效果最大化。智慧教室在国内的发展已有了初步成果。例如中央音乐学院智慧教室，通过裸眼3D、人脸识别、ZigBee物联网、高清录播等高新技术与音乐教育的结合，实现科技与艺术的融合，以现代化手段无缝切入学校教学和管理过程，将各个分离的设备、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，使资源达到充分共享。除了少数一流音乐院校外，各地普通学校、培训班纷纷投入到建设音乐智慧教室的队伍中，音乐智慧教室具有很大的发展空间，将会在不久的将来遍布各地。

最后，人工智能技术与机器人技术、计算机技术相结合，产生了最能体现人工智能特性的科技产品——音乐机器人。运用于音乐课堂辅助教学，将进一步推动音乐教育的变革。近年来不乏技术上的更新换代，分化种类举不胜举。在音乐教育质量得到提升的基础上，极大地丰富了音乐课堂，促成了科技与音乐艺术、音乐教育的最大融合。

音乐机器人是通过程序输入而实现自动演奏音乐的仿真机器。[2]音乐机器人的发展经历了漫长演变的过程。音乐自动机，作为音乐机器人的始祖，由最开始简单的八音盒、水力自动风琴、自动排钟，再到我们熟知的自动演奏钢琴，德彪西、拉赫等著名作曲家都曾为这种演奏乐器作过曲。后来，出现了类人机器人、智能机器人这种更加高级形态的音乐机器人。1984年，日本早稻田大学成功研制出音乐机器人“早稻田2号”（WABOT-1），标志着智能机器人时代的到来，它具有与人相似的外表及结构，通过摄像头识读乐谱，胜任一定难度的乐曲演奏，根据人声智能调整节奏，做到有“表情”地演奏。21世纪以来，机器人技术取得突破性进展，具有代表性的音乐机器人以以下几个为例：能够演奏苏格兰风笛的Mcblare机器人;具有高度类人仿真水平的丰田小提琴机器人，能够“感性”地演奏小提琴;Shimon马林巴机器人具有即兴演奏的功能，实现了与人类演奏者的合作;还有不仅用于实验室，还更多地用于娱乐休闲的Shimi舞蹈机器人。[3]音乐机器人是机器人的一个小的分支，随着人工智能技术的不断发展与革新，音乐机器人有一天走入音乐课堂不无可能。未来，它会使音乐课堂呈现出全新的面貌。

二、音乐教育智能化面临的挑战

（一）音乐教育智能化在观念上面临挑战

21世纪以来，人工智能渐渐进入大众的视野，作为一种新鲜事物出现在社会各个领域，它代替人类做一些机械重复的工作，从而大大提升了生产力，给人们的生活带来了诸多便利，但在日常的音乐教学中尚未普遍出现。首先，传统音乐教育观根深蒂固，音乐教师善于多媒体教学，对于人工智能这一新出现的事物是持有怀疑态度、忽视态度，或者产生畏难情绪的，尤其体现在多数年龄偏大的音乐教师上。观念是行动的先导，如果在思想认识上不接受人工智能的加入，那么很难有进一步行动上的改变，教学方式实则是难以适应的。其次，对于学生而言，人工智能是否能成功地融入音乐课堂也取决于学生的态度，以及学生是否能够适应音乐教学方式的大幅度转变。再次，对于音乐学科而言，目前人工智能与音乐教育的交流融合并不十分密切，在看待人工智能的教育价值的观点上，业界难以达成统一，尤其在我国部分的中部、西部等欠发达的地区，人工智能这一概念甚至是十分陌生的。因此，人工智能在音乐教育领域意识上的融入还有漫长的路要走。

（二）音乐教育智能化在相关人工智能技术上面临挑战

音乐教育业务复杂多样，加大了通用人工智能技术“嫁接”教育的难度。[4]人工智能在音乐教育领域的发展需要借助自然语言处理技术、情感感知与计算技术和学习分析技术等的发展，此类技术正处于不断发展和完善的阶段，技术不断更新，还存在一些不稳定因素。受技术成熟度的制约，其与音乐教育的全面融合存在障碍。由于音乐教育的特殊性加大了人工智能应用易乐教育的困难，人工智能全面应用于音乐教学还存在诸多问题。音乐教育的本质特征是情感性。由于音乐直接抒发了人的内心情感世界，这种情感活动灵活、准确、细腻，是主观情感的审美体验。音乐教育的突出特征是情感性，而非技艺性。[5]人工智能在辅助音乐教师传授音乐基础知识和基本技能方面的确有所作用，但涉及到音乐内容的理解和情感表达这类情感层面的问题时，以目前的技术水平来看，它无能为力，业界对于人工智能能否真正理解音乐内容还存疑。因此，人工智能真正融入音乐教育还需要各方面技术的努力以支撑。

（三）音乐教育智能化在已有技术的普及与应用上面临挑战

诸如上文中介绍的，人工智能在音乐教育领域已产生一些应用成果。人工智能技术不能仅限于使用在个别发达地区或少数一流大学，而应该融入到各地大小学校，真正地走入音乐课堂之中。在已有技术的基础上，如何实现其在音乐教育中的普及与推广成为十分重要且无法回避的问题。目前来看，各大中小学缺乏人工智能相关设备，没有基本的物质基础和硬件支撑，政策方面也未得到重视。同时，人工智能应用于音乐教育，对音乐教师的素质提出了新的要求和挑战。人工智能是一件新鲜事物，它在教育中的操作和运用对教师来讲并非易事，教师队伍素质的提升亦是庞大的工程。值得一提的是，人工智能在音乐教育进一步的应用需要综合学科的人才，譬如既精通计算机又熟知音乐教学的人才，在技术开发过程中，需要一线音乐教师的参与。

三、推进音乐教育智能化的对策

人工智能的发展方兴未艾，虽已取得一定成绩。但是，在整个智能化时代的进程中，人工智能全面应用于音乐教育还存在诸多困境，面临不小的挑战。基于此，笔者结合人工智能应用于音乐教育的现状，提出以下几条对策。

第一，重塑音乐教师的教育理念。人工智能融入音乐课堂不仅仅带来的是教学形式上的变化，更是对教育的本质提出了挑战。要适应智能化时代的要求，亟待革新音乐教师的教育理念，使其对人工智能技术及在音乐教育上的应用有更深的了解，将其培养成适应智能化时代的智能劳动者。这一时代，要摆脱技术理性主义的缠绕，学会与技术共存，人与机器和谐共处。[6]那么，以上即需要教育主管部门、各学校组织音乐教师进行相应的培训，增强对人工智能技术的信任感，提高智能化教学能力。同时，音乐教师自身也应时刻保持终身学习的精神，适应智能化时代给音乐教育带来的变化。

第二，推动教育人工智能技术的变革。单一的技术创新无法满足智能化时代音乐教育的需求。在这一技术的开发过程中，除加大人工智能技术本身所涉及的专业学科的理论研究力度，例如与人工智能密切相关的控制论、神经科学等，还需要加大教育学、心理学、传播学等相关学科研究力度。[7]另外，大量音乐教学实践数据不可或缺，足量的高质量实践数据才能使人工智能的价值得以发挥，人工智能系统得以完善和升级。另外，鉴于音乐学科具有强烈的学科特性，技术开发过程中亦离不开一线音乐教师的参与，在涉及音乐教学的实施细节时要给出专业的建议，提供有效信息。推动技术变革需要多领域、多专业协同助力。

第三，优化音乐教育智能化发展的生态环境。首先，教育部已印发《教育信息化2.0行动计划》，强调发展智能教育，但关于如何推进教育智能化乃至音乐教育智能化，暂未出台具体的政策，也未针对音乐智能化教育制定明确的标准。因此，从国家和政府层面，要高度重视人工智能应用音乐教育的發展，建立健全的保障体系，加大音乐教育智能化发展的资金扶持力度。其次，企业应加大音乐教育智能化产品的设计与开发力度，与学校，研究院合作，进一步提升服务质量。最后，学校及音乐教师应积极探索人工智能技术支持下的音乐教育教学模式，开设人工智能相关课程，使学生适应智能化时代音乐教育的变化。

四、结语

科技发展日新月异，智能化时代的号角已经吹响，人工智能以一定的速度融入社会生活的各个方面，与音乐教育的融合只是时间问题，在此过程中，无论作为研究者、管理者还是教师，都应对此做好充足准备，放远眼光，提升素质，将智能化时代的挑战转化为机遇，推动实现与音乐教育的有机融合。

参考文献：

[1]黄荣怀，胡永斌，杨俊锋，等.智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究，2012，（02）.

[2][3]付晓东.音乐机器人的发展历史与技术成果[J].演艺科技，2015，（05）.

[4]杨现民，张昊，郭利明，等.教育人工智能的发展难题与突破路径[J].现代远程教育研究，2018，（03）.

[5]朱咏北，王北海.新编音乐教育学[M].北京：人民教育出版社，2005.

[6]徐晔.从“人工智能+教育”到“教育+人工智能”——人工智能与教育深度融合的路径探析[J].湖南师范大学教育科学学报，2018，（05）.

[7]高伟，刘苗苗.人工智能时代教育人工智能研究与应用现状、问题及对策[J].软件导刊，2020，（01）.