虚拟现实技术在高校音乐教学中的应用

吕继勇

虚拟现实技术在高校音乐教学中的应用，主要是指通过虚拟现实技术为学生创造拟真的音乐学习环境，并让学生通过虚拟现实技术从视觉、听觉、触觉等多感官来看见、听见、触摸到音乐。同时，虚拟现实技术所具备的高交互性和沉浸性，可以使学生与模拟对象进行对话并沉浸其中，进而提高学生的自主性和创新性。虚拟技术可以作为一种新的音乐学习工具，一方面，学生可以通过它体验到在现实世界中不可能体验到的感受，将从前只能依靠想象的画面释放出来，为学生提供一种全新的学习感受。另一方面，在信息技术快速发展的当下，新的教学工具层出不穷，音乐教师需要根据新的时代需求，改变传统的音乐教学思考方式，丰富音乐教学模式，只有这样，才能更有效地开展音乐教学，提高音乐教学质量。

一、虚拟现实技术的特征

虚拟现实作为一个科学概念，最早由学者Aron Lasier在1980年提出，经过不断地发展，主要是指计算机技术、传感器、图像技术、模拟技术和各种电子技术相结合的虚拟世界计算机模拟系统。现在，虚拟现实技术在医学、娱乐、教育等领域的实践应用都已经取得了不小的成绩，成为当前多领域改革与创新发展不可或缺的新技术。

一般来说，虚拟现实技术就是我们所熟知的“VR”，具有“沉浸性”“交互性”“想象性”三个主要技术特征。

（一）沉浸性

沉浸性是指虚拟现实技术所创造的生动逼真、身临其境的感觉。通过专用的虚拟控制装置，用户在虚拟现实技术所模拟的数字环境中可以体验到多种感受，进而模糊数字世界和现实世界的界限。

（二）交互性

交互性是指用户与模拟环境之间的交互过程。虚拟现实交互是通过传感器进行实时传输的，用户可以在虚拟环境中通过身体感官实现任何自身与模拟环境的交互，如佩戴VR眼镜进行的虚拟蹦极、冲浪、过山车等。

（三）想象性（也称为创造性）

人的想象中存在许多现实世界中不存在的场景，通过虚拟现实技术可以将人脑中的很多场景按照个人意愿迅速呈现。

二、虚拟现实技术在音乐教学中的应用

随着科学技术的不断进步和发展，虚拟现实技术开始慢慢出现。众所周知，教学工具和教学内容、教学人才等是相辅相成的。即便拥有优质的教学内容，配备优秀的教师队伍，更新教学工具也是必要的。虚拟现实技术作为一种具备巨大优势的新型教学工具，其对教学内容的表现力和传播力不容忽视。相较于传统教学模式，教师在课程上对学生单方面“灌输”，不可避免地存在着非主动、弱互动的瓶颈，而引进虚拟现实技术的教学模式更侧重于强调学生的学习过程，使学生能够自主体验、自发思考与学习，增加教学的实践性和真实性，满足师生对教学内容3D展示的趣味性和创新性的需求。虚拟现实技术的高沉浸性和互动性，可以促进教师和学生之间的互动，让学生更容易接受和理解学习内容，从而提高学生的学习兴趣。

（一）虚拟现实技术应用于音乐教学的理论基础

1.认知主义

认知学习理论认为，学习是一个内在的发展过程，是一个同化和适应交替作用的循环过程。虚拟现实技术与教学的结合从学生的认知心理出发，关注学生对学习过程的具体体验和理解，最终完成新旧知识的同化，建立自己的认知结构。

2.建构主义

建构主义为虚拟现实技术在教学实践中的应用提供了理论基础。虚拟现实技术的沉浸感可以在一定程度上消除学习者与学习工具之间的界限，为个体创造一种新的认识世界的体验，进而促进学习材料的转化。

3.多元智能理论

霍华德·加德纳认为，多元智能理论是指人类至少拥有7种不同的智能和相应的学习方式，即语言和性格智能、数字智能、艺术智能、身体智能、音乐智能、人际智能和自我智能。每一个智能领域都有不同的“智能”。虚拟现实技术可以充分激发学生参与学习的多种感官，丰富学习者的学习体验，提高学习者对多元感官的参与，平衡多元感官的发展，提高学习效果，最终促进个体智能的发展。

（二）虚拟现实技术在高校教学实践中的应用

1.虚拟现实技术在声乐教学中的应用

声乐教学过程有两种方式：心理想象诱导和生理机能解释。心理想象诱导更注重心理感受过程，往往通过比喻等方式进而延伸到暗示学生的心理，让他们在心理暗示以及思考的过程中做出相对应的生理反应，进而在技术上实现对声音的调节。

例如，在课堂上解释呼吸问题时，教师会使用“半打呵欠”和其他心理暗示来指导学生完成歌唱和呼吸技能的训练。当学生接收到“半打哈欠”的信息后，学生可以通过心理暗示完成完全吸气，扩张胸部，降低横膈膜，扩张腰部和腹部的调整。在这个过程中，学生通过感知反应可以满足声乐歌唱的声音要求，但一般不好控制程度。“半打呵欠”的作用是打开喉咙，但在这种生理反应之后，喉咙虽然会张开，声带也会分离，但不能很好地用于歌唱。此时，就需要解释执行以下部分生理机能。

生理机能解释过程包括使用物理学、生理学和其他知识，使学生能够从科学的角度理解声音活动的过程。这样，学生可以直观地了解并训练身体器官的协调和运作；在练习过程中，学生可以自动控制身体器官的配合，合理使用身体进行必要的歌唱技术训练。例如，在用物理知识解释声音产生的过程时，要表明声音是由人体声带的振动引起的，然后进一步解释了声带在声音产生过程中的作用，最后结合生理学的知识，让学生知道人体的声带在人体的位置。由于生理机能的解释是客观且严肃的，学生必须还要了解解剖学等其他知识。上述这两种方法在声乐课上是有机结合的。心理想象诱导的过程更关注心理学，生理机能解释更关注生理学，心理学和生理学需要互相补充、互相作用。在当前高校声乐课程中，教师一般通过PPT讲解“声带挡气，肺部吸开，横膈膜支持”等知识。面对这种课堂内容讲解，学生一般会产生很多困惑和疑问：“声带在哪儿？”“怎么挡气？”“气是什么？”“肺怎么吸开？”“横膈膜是什么？”等等。这时，虚拟现实技术可以快速解答学生的种种疑问。教师可以使用计算机或其他信息设备，打开相关生理解剖学的三维立体图形，并将其与图片进行比较，以解释声带、肺和横膈膜的位置。在解释声带震动时，打开虚拟动力学模型，用该模型解释声带如何振动、阻力的形成、肺部如何呼吸以及横膈膜如何支撑等问题。学生通过虚拟现实技术，可以直观、高效地掌握声乐课知识。

2.虚拟现实技术在器乐教学中的应用

虚拟现实技术具有沉浸性、交互性、多感知性、构想性、自主性等特点。作为一种教学工具，其在应用中的优点是可以有效地克服单纯线上课堂的问题。同时，通过虚拟现实技术提供真实的感知可以加深学生对音乐理论知识和音乐实践经验的理解和记忆，从而增强学生的自主学习能力。

虚拟现实技术在器乐教学中的应用是多方面的。例如可以在器乐教室创建虚拟器乐教师，解决师资力量不足的问题。还可以模拟知名器乐大师的演奏现场，让学生去感受艺术气息。同时，还可以模拟场景设计呈现乐曲背后的故事，让学生就像听故事、看电影、玩游戏一样实现课程学习目标。最普遍的应用是器乐知识的立体、生动呈现，例如，在琵琶的授课中，可以将琵琶弹奏的正确坐姿、基础手法、乐器怎样抱持等细节用虚拟现实技术全方位地呈现出来，同时，用显示屏展示控制指法的暂停和放大。另外，学生可以及时提问，教师可以在虚拟现实技术模拟的场景中实现“面对面”的回答。总之，虚拟现实技术可以更大限度上实现器乐教学内容的立体、生动呈现，无论是大的学习场景，还是小的学习细节都包括其中，有效衔接器乐教学中的各教学要素，把传统教学中线性的“一对多灌输”变成立体多维的“全员沉浸”，将课堂教学的各要素呈现出来。

另外，在器乐课程的乐曲故事设计中，虚拟现实技术模拟的场景可以让学生进入无限延伸的知识空间。通过多维“沉浸式”的表现，在虚拟现实系统的指导下，学生可以探索音乐背后的历史故事，深入学习演奏需要的相关技巧，感知音符背后的人文情感，让学生独立发现问题的“答案”。也就是说，虚拟现实技术在器乐教育中的应用，是为了让学生找到自己必须追求的目标，实现兴趣培养的导向性。

三、虚拟现实技术在音乐教学中的应用价值

进入21世纪以来，随着各种新兴技术的不断发展，新技术逐渐改变了传统的教学模式和观念。借助互联网、云计算、人工智能、大数据等手段，新技术不断创造新的教学环境，有效提高教学质量。虚拟现实技术作为新的信息化教学工具，可以使人们沉浸在虚拟环境中，在虚拟环境中产生多维的信息相互作用。这样一来，视觉上的沉浸和交互被创造出来，学生可以进入虚拟场景观察、学习、操作。

虚拟现实技术在音乐教学中的具体应用，不仅提高了课堂教学的有效性和趣味性，还降低了音乐教学客观条件下的困难（例如空间有限、设备不足等），切实推进了音乐教学改革的步伐。与传统的高校音乐教学相比，虚拟现实技术可以带来全新的学习体验，进而改变传统的学习方式，其应用价值主要体现在以下几个方面。

（一）变革传统教学方式，创造沉浸性学习情景

多媒体教学作为当今高校音乐教学的主流，其信息系统只能在经过编程之后在计算机上浏览和学习，这大大降低了学生参与学习的主动性和积极性，不可否认的是，其具有明显的限制性。虚拟现实技术创造的模拟环境与现实世界相似。它可以创造一个无限接近真实的高沉浸性、可以自然且良好交互的学习场景，弥补传统的多媒体技术在创造学习场景方面交互功能的不足，进而导致音乐教学的方法和手段受到限制。同时，虚拟现实技术是信息技术发展的必然趋势，它不但可以创造拟真的学习环境，使教学内容进一步可视化，突破课堂知识的重难点，提高学生的学习效率，提高教学质量。另外，虚拟现实技术还可以结合益智游戏、移动教学等手段，有效解决多媒体教学无法解决的问题，创造沉浸性学习情景，让教学和娱乐相结合，进一步激发学生的学习兴趣，创造学习情景，促进合作交流。因此，在音乐教室中利用虚拟现实技术创造虚拟学习环境会产生良好的教学效果。

（二）教学环境逼真，便于学生理解

在传统的教学过程中，知识（或信息）的传输通常依赖于二维形式，如文字或图像，这些形式易于解释简单、易表达的知识，当遇到复杂且抽象的知识时，文字或图像的解释功能较弱。与传统教学知识的二维化呈现相比，虚拟现实技术的呈现效果更生动、立体，可以轻易消除学生时间和空间上的认知障碍，为学生提供生动、有趣的教学环境。例如，看不见的音符可以通过虚拟现实技术转化成图像或场景。使音乐由无形转换成有形，而且可以满足学生的个性化需求。例如，通过虚拟现实技术，学生可以看到代表热情的音乐旋律是红色的、舒缓的音乐旋律是黄色的、跳跃活泼的音乐旋律是绿色的。不同颜色的音符交织在一起，通过视觉与听觉的双重感受，学生可以正确捕捉不同颜色的音符，明确音乐的特征，提高音乐鉴赏能力。虚拟现实技术和音乐教学的结合，目的是让学生体验各种各样的知识构筑场景，有效地加深学生对抽象知识的印象，使之深入理解抽象概念。随着5G时代的到来，未来5G+VR，VR多人异地同虚拟场景教学是教育行业的大势所趋。

（三）打破实践限制，优化教学环境

在高校的音乐教学中，实践教学占有重要地位。对实践教学而言，最大的障碍之一就是受空间、环境和设备等实践条件的限制。特别是钢琴的模拟练习、声乐的练习、指挥的练习等，需要昂贵的设备和特定环境才能进行实践训练，而诸如为“钢琴大赛训练而建造一个真实音乐厅”的做法是不可取的。虚拟现实技术在高校音乐教学中的最大优势是模拟训练系统的开发，突破环境和设备的限制，为教师和学生提供理想的虚拟实践教学环境。

（四）降低教学成本，规避资金风险

对于高校音乐实践教学而言，其能够顺利有效开展的基本前提是丰富的资金投入。训练场的建设和设备的持续性投入都需要充足的资金作为保证。一门专业有很多课程，根据各课程的相关训练条件进行建设，会给学校带来巨大的经济负担。现在，节约教学成本是高校的共识。而虚拟现实技术的核心是计算机软件，在不使用真实音乐器材的情况下，可以在同一场所实现各种训练和教学功能。例如，在虚拟现实技术模拟的数字教学场景中，音乐设备如钢琴、小提琴、吉他等都可以是虚拟设备，这可以显著降低教学成本。

四、结语

随着现代计算机和智能手机等智能终端的普及，虚拟现实技术将会得到广泛应用，也将进一步挑战传统音乐教学模式。因此，音乐教学中虚拟现实技术的应用将会更加广泛。如节奏技能训练，虚拟现实技术既可以模拟相关的音乐器材，也可以构建相关的器材模拟训练。这样，学生既可以借助虚拟现实技术学习节奏，也可以在模拟训练系统中按照特定的节奏进行练习。对于音乐这类需要想象力的学科，虚拟现实技术可以在三维空间内明确地表现各种各样的事物，可以模拟普通教室无法全方位实现的场景，可以很好地解决传统高校教学中存在的问题，为学生提供立体、生动的学习场景，使学习内容和学习方法变得有趣，进一步丰富学习资源，减少实践训练的难度，显著降低教学成本，提高教学质量。虚拟现实技术不仅能促进学生的全面学习，还可以引导专业知识的多渠道转移，保证积极开展多种形式的教学模式，确保学生扎实学习和掌握本学科的基础知识，不断提高学生的学科能力，达到预期教学效果。而虚拟音乐教学是虚拟技术在音乐教学中的应用，为音乐教学模式的革新提供了新的平台和空间，实现了教学模式的革新。