信息技术在声乐金课建设中的应用与实践

高 鲲 吴振陆

建设金课就是要将“以教为中心”的传统教学理念转变为“以学为中心”的现代化教学理念，然而传统的声乐课堂中，教师以口传心授为主，虽然采用的是小班的教学模式，但是课堂上时间很紧，学生难以获得并掌握更多的知识，收效有限。

参考布鲁姆教育目标分类学理论，教学目标的设定依据认知过程和知识维度递进，而传统教学模式下则很难形成完整的认知过程，过多的课堂时间被用于讲授基础知识和基本技能，甚至是重复地讲。学生理解和应用知识环节的时间也被缩短，练唱实践经验得不到足够的积累，更无从谈起对演唱技能、情感表达的分析以及演唱效果的评价和再创作了。

金课要求教学具有高阶性、创新性和挑战度。声乐课堂的高阶性指教学要做到深入研究、分析声乐的机理、作用，评估其社会价值，使学生对知识融会贯通，实现创造的目标；创新性是指教学要能够使学生获得创新思维、创新能力，对声乐理论和实践教学进行变革，探索发展；挑战度是指在教学过程中，能够设定阶段目标，让学生保持学习兴趣，不产生懒惰和畏难情绪，具备挑战、跨越“发展临近区”的能力，获得知识增值的正向驱动。

针对以上存在的问题和提出的要求，可以在教学设计过程中，采用线上线下混合式教学模式，基于网络教学平台完成课堂的翻转。其特色在于结合数字信息技术以及平台提供的有效功能模块，无缝融入思想政治教育，完成声乐课程整体教学体系的构建，同时开展以让学生具备创新思维为培养目标的声乐人工智能研究，有效进行声乐金课的建设[1]。

一、基于翻转课堂的信息化教学设计

传统声乐课堂教学，时间短、效率低，学生离开了课堂，很难再找到感觉，存在过度依赖教师的情况，而这些正是其缺乏知识系统性、思维启发性和目标驱动力引起的。缺乏知识系统性，是指学生底层知识掌握得不牢靠，导致后续课程学习出现困难；缺乏思维启发性，是指学生被动学习知识，大脑思维僵化，无法产生学习兴趣，对知识的认知停留在低阶层次；缺乏目标驱动，是指目标实现过于简单或者实现难度大，甚至是没有目标，学生无法获得学习的成就感。因此使用当前主流MOOC（慕课）平台，设计相应的教学方式，可以有效解决以上问题。目前的网络教学平台有很多，功能大同小异，针对建设需求进行考虑，需要的功能模块大致包括教案章节展示（视频与文档）、直播互动、作业系统、题库系统、讨论平台、项目式驱动管理、学情统计与管理以及支持多种终端类型。

（一）基于内容管理系统展现完整的课程知识体系及教学内容

利用平台自带的内容管理系统（CMS），管理展示声乐教学大纲、教学计划、教学PPT，实现在线阅读、知识标记，让学生以目录树的形式对当前所在学习节点、所学内容、知识要求、配套资源一目了然。同时可以在每个知识点下，开展笔记记录、问题提出、交流讨论与知识标记等工作，还可以上传练习时的录音小样、演唱短视频，用于记录当前学生的学习状态。

（二）建立可视化影音媒体资源库

媒体资源库是每位声乐学习者的必备资源库，用于了解歌曲创作背景、歌唱家的演唱风范。基于共享目标以及教学需求的满足，该资源库应包括基于检索功能的曲目分析库、曲谱库和知识点短视频、文献资料等，资源渠道主要来自学生平时的分享收集与其他网络平台，同时也可挑选学校图书馆丰富的网络教育资源，以做备用[2]。

随着现实和虚拟世界的合并及可视化技术的发展，虚拟现实（VR）、增强现实（AR）以及混合现实（MR）技术已经被广泛应用到各个行业中。在实践教学中，可使用VR开发软件制作的虚拟舞台，配合伴奏，进行沉浸式演唱，以达到舞台实践的效果；在课堂上，应用增强现实技术形象地观察展现发声机理的3D器官，实现动态交互。

（三）阶梯性知识点设计与学情跟踪同步

知识点来自教学大纲，参考布鲁姆教育目标分类学的知识维度和认知过程进行阶梯式分解，教师在每个分级阶段进行考查和辅导。学生在线上重点以记忆、理解和应用为认知阶段的内容学习目标，系统自动完成课前学情的分析[3]。学情是依据学生的学习时长、点击率、到课率以及作业或相关任务活动的完成情况进行统计的，在后台生成量化信息及实现图形化分析。

（四）学情跟踪与线下课堂同步

线下课堂中，针对学情开展重难点分析，解决学生遇到的问题，按照知识点问题解惑，结合热点讨论内容、练唱小样进行分析，重现发声练习、完整视唱、强化表演等内容，并明确下一步的学习目标。教师在系统中给予学生积分奖励，记录学情，学生在线下可以加强知识、技能的掌握，从而获得认知快乐。

（五）学生分组设计及主题任务挑战

由于学生个体在声乐学习中存在明显的差异性，表现为理解能力、演唱风格、嗓音条件等的不同。在分组过程中，不能简单按照年级进行分组，这样会导致教学进度不统一。因此可利用系统平台，灵活地根据协同能力、教学内容分组，实现因材施教。

为小组分配主题任务，在这个过程中，形成竞争与协作并存，人员分工协作、互相帮助，共同督促进步的局面[4]。平台提供的PBL（Project-Based Learning）教学模式，可以支撑开展相关声乐知识研究讨论、歌曲二度创作与演唱、资料分享等。教师以监督者或者观察者的身份，对学生进行监管和帮助。

（六）教学反思

教学反思作为教学的必要环节，是帮助教师完善教学过程的有效手段。注重教与学的相互关系，总结教学实践过程中的细节，以提高教学水平、教学效果为目标。平台的学情跟踪和统计可以成为教学反思环节的重要量化反馈手段，利用统计信息可以查看学生对于某个知识点的认知程度、课程思政对学生产生的影响、教学设计的合理性等[5]。

二、课程思政与信息化声乐课堂的融合

思政内容融于声乐专业课的形式多样，内容应注重引起学生的共鸣。思想政治理论知识是每一位大学生必须习得的知识，其能帮助学生树立正确的国家观、民族观、历史观、文化观。在课程思政与信息化声乐课堂融合的过程中，应用信息化平台实现教育方式的多元化、立体化，使其与专业知识融合，充分发挥二者的协同育人功能，从而达到“立德树人”的教育目标。

（一）课程内容融入思政元素

思政内容让学生的声乐学习有了更深层次的追求。声乐既是一门艺术又是一门科学，同时还具有文化传播的作用。因此在歌曲内容、演唱形式、表演环节的选择上，要体现出“只有民族的，才是世界的”的自信和包容，使其在平台上以各种形式出现，促进分享与传播。

（二）在直播互动课堂中融入思政元素

直播互动课堂所讲授的内容仍以专业性知识为主。教师可以思想品德、学识才能、仪表仪态、言语谈吐等展现自身的优秀形象。做到为人师表，在与学生的交流互动中，关怀学生、引领学生，触碰学生心灵。

（三）在平台的PBL中融入思政思维

课程思政的思维即科学创新，PBL即项目式学习。在学习的过程中，学生依赖平台的环境，借助平台的分组、任务时间线等功能，发现问题，找到解决问题的方法，完成任务。而课程思政强调的是唯物主义、思维创新，可以帮助学生在遇到声乐学习问题时，发散思维，具备敢于探索、勇于创新的优秀品质。

三、人工智能促进声乐教学信息化建设

情感表达准确度量化、歌唱技巧的娴熟度量化、嗓音训练的程度量化等，都将是声乐教学与人工智能融合发展的方向。在本文的声乐金课建设中，围绕高阶性和创新性，开展了三项以教学为主的研讨工作，都取得了一定进展。

（一）基于脑电分析的音乐欣赏方案推荐系统

音乐是人声和乐声等构成的总称，它能使人感到愉悦、放松，也会引起人的急躁和焦虑情绪。在该研究中，引导学生进行高阶思考，提出问题：不同情绪下的脑电信号是什么样的？如何进行统计分析？神经网络构建的模型是否可以准确判断音乐类型？深度学习技术是否比神经网络技术构建的模型更有效？这些问题的提出，让学生产生了极大兴趣，并主动联系本专业以外的学生，跨学科成立了研究小组，共同探索，并在大学生创新训练计划中立项。在项目实践中，通过搭建脑电传感器采集电路与信号传输模块，在电脑端顺利读取到了伴随音乐欣赏产生的脑电信号，收集建立了百余个人的有效样本，在进行统计分析后，发现脑电波与情绪的关联性。在下一步工作中，将增加样本量，基于深度学习完成推荐模型的构建。

（二）基于肌肉电的练声辅助系统

声乐教学中，对于气息、呼吸的运用是非常重要的知识和技能。而在教学手段方面，虽然已经引入多媒体影像、虚拟技术进行内容展示，让学生对相关知识有更深刻的理解，但是以肌肉训练辅助呼吸的方法是否有效、二者的关系如何、是否可以借助肌肉的运动分析呼吸的正确性这些问题的提出，引起了学生的关注。通过调研，拟使用数字化监测手段，查看肌肉震动情况与发声时气息的状态。通过声乐教师的指导，学生找到了歌唱呼吸时重要的身体肌肉部位，并应用肌肉电模块监测到了发声时肌肉拉伸或收缩时的电信号。目前由于干扰问题以及监测点的分散性，项目停留在实验阶段，有待进一步探讨。参与项目的教师与学生互相鼓励，继续查阅资料，改进研究方法。

（三）基于嗓音数字化档案的发声综合诊断系统

嗓音数字化档案的建立主要是为教学过程服务，正确的练习曲及科学的发声方法可以帮助学习者循序渐进地掌握歌唱技巧，同时保护好声带、发声器官。嗓音数字化的过程是语音信号处理的过程，将符合各类特征的信号分类存储，在服务器后端应用人工智能技术进行诊断，生成分析报告。诊断的内容包括声带健康度、音高特性、气息稳定度、歌手共振峰成熟度等。学生在平台上每周自行提交诊断小样，由研究小组使用诊断系统进行诊断报告的输出，专业教师结合教学经验，为学生定制练习方案。目前该系统的部分功能已经能较好地服务于教学过程，下一步将不断完善诊断模型，加强特征分析，降低诊断门槛。

本文应用信息化手段，在声乐金课的建设过程中进行实践，获得了良好的效果。其满足了“两性一度”的要求，应用翻转课堂教学模式，使线上的信息化平台与线下的课堂形成互补，共同承担起知识学习全过程的任务，构成低阶性和高阶性课程整体，并根据学情统计量化信息，在提升教学效果的同时促进教学反思，不断提高教学水平。平台中学习目标的信息化、积分化及PBL环境，提升了学习目标的挑战性。除了教学手段的创新外，还融入科研手段，在平台中开展人工智能辅助教学项目，体现了教学创新性和思政课程对学生科学创新思维的培养。在整个教学过程中，凭借平台的媒体属性，实现了思政课程与专业课程的协同育人。金课体现了新时代对教学提出的要求，信息技术的发展将推动声乐金课的建设，促进现代声乐教学的发展。