《合唱》虛擬仿真實驗課程的設(shè)計與應(yīng)用

柴慶偉，劉 敏

（集美大學(xué)音樂學(xué)院，福建廈門 361021）

引言

虛擬仿真實驗教學(xué)在我國已經(jīng)開展了多年，但在音樂教育領(lǐng)域的應(yīng)用卻是極為罕見。通常虛擬仿真實驗項目的開發(fā)需要數(shù)十萬乃至上百萬的資金投入，因此大多數(shù)實驗課程很少有機會作為虛擬仿真實驗教學(xué)項目進行建設(shè)。《合唱》課可以利用分軌錄音、重組回放這一原理，來實現(xiàn)有控制的合唱音響的模擬，在此基礎(chǔ)上開發(fā)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，使學(xué)生獲得較為自由的學(xué)習(xí)空間。另外《合唱》是一門教授集體演唱多聲部聲樂作品的集體音樂實踐課，在面對同一首音樂作品時，一個學(xué)生只能參與到一個聲部的表達，因此對于合唱作品的掌握是單一的、是局部的，這也就是我們合唱教學(xué)中長期以來的痛點。本文旨在通過對傳統(tǒng)合唱教學(xué)局限的分析，來探討虛擬仿真實驗教學(xué)在合唱教學(xué)中應(yīng)用的必要性和可行性，以及構(gòu)建實驗課程的思路。

一、傳統(tǒng)合唱教學(xué)的局限

《合唱》是一門教授集體演唱多聲部聲樂作品的集體音樂實踐課，它要求每一個聲部音高統(tǒng)一，聲部與聲部之間音調(diào)和諧，是普及性最強，參與面最廣的一種音樂演出形式，通常情況下，由女高音、女中音、男高音、男低音等聲部和指揮以及鋼琴伴奏共同參與完成一個音樂作品。然而學(xué)生只能在每周一次的合唱課上才能有這個標(biāo)準(zhǔn)的合唱環(huán)境，來體驗參與表達、控制自我、相互協(xié)作的集體藝術(shù)行為。長期以來學(xué)生會因為時間沖突、沒有場地、人員不齊等因素導(dǎo)致無法自主學(xué)習(xí)，因此《合唱》不能開展自主學(xué)習(xí)的瓶頸就表現(xiàn)在“時間有限”“空間固定”以及“人員不齊”的局限上。

在日常教學(xué)中，無論是上課還是藝術(shù)實踐，都需要一個特定的場所，同時需要全體合唱的參與者約定同一個時間段并聚集在一起，訓(xùn)練才能夠正常進行。這就要求從指揮到鋼琴藝術(shù)指導(dǎo)到合唱各聲部成員，都需要有較強的組織性和紀(jì)律性，否則合唱的開展就缺乏基礎(chǔ)條件的保障。也就是說學(xué)生在合唱課后的其他時間，是無法進行自主合唱練習(xí)的，同時，合唱課中的學(xué)生在積極參與演唱的過程中很難有專門的時間去聆聽和感受其他聲部的音響。另外，在面對同一首音樂作品時，一個學(xué)生只能參與到一個聲部的表達，因此對于合唱作品的掌握是單一的、是局部的，這也就是我們合唱教學(xué)中長期以來的痛點。學(xué)生只能在課程中擔(dān)任一個角色，而無法從整體去體驗和掌握一部完整的合唱作品，這對于學(xué)生來說，學(xué)習(xí)的意義僅僅是當(dāng)好一名合唱隊員，而無法從宏觀的角度去審視整個作品，這并不利于學(xué)生對合唱課程的學(xué)習(xí)。

二、實驗項目的必要性

為了完善合唱課的教學(xué)環(huán)境，豐富其教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)目標(biāo)，切實有效地推進教學(xué)改革，本實驗項目根據(jù)“能實不虛、虛實結(jié)合、相互補充”的原則，采用“線下實體環(huán)境學(xué)習(xí)，線上虛擬環(huán)境練習(xí)”相結(jié)合的方式，將虛擬合唱的構(gòu)想應(yīng)用到合唱的教學(xué)當(dāng)中。通過分聲部多聲道錄音，應(yīng)用聲音的虛擬再現(xiàn)技術(shù)，使合唱的音響環(huán)境得以還原，學(xué)生通過自身攜帶的監(jiān)聽終端，就可以身臨其境，使學(xué)生在任何環(huán)境都可以自主學(xué)習(xí)、聆聽或練習(xí)合唱作品，從而使學(xué)生可以了解和掌握更加完整全面的合唱音樂信息，加強了學(xué)生從合唱“實踐”中驗證技術(shù)和理論的雙重學(xué)習(xí)體驗，從而實現(xiàn)加強對學(xué)生全面合唱能力的培養(yǎng)，使學(xué)生可以逐一感受完整四個聲的音樂體驗，同時使跨越時間、場地、合唱隊、指揮、伴奏等要素的自主學(xué)習(xí)得以實現(xiàn)。所以，在合唱課中開發(fā)虛擬仿真實驗項目可以使學(xué)生不受時間和空間等要素的局限，全面準(zhǔn)確地進行合唱練習(xí)，促進了合唱課教學(xué)質(zhì)量的提高，因此該項目的開發(fā)是非常必要的。

三、實驗項目的設(shè)計構(gòu)想

該實驗項目的開發(fā)包含三個方面的工作，一是實驗原理的建構(gòu)，二是網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)平臺的開發(fā)，三是實驗內(nèi)容的錄制。實驗原理為實驗教學(xué)平臺的建設(shè)指明方向，提供建設(shè)依據(jù)，實驗教學(xué)平臺是實驗原理和實驗內(nèi)容的具體體現(xiàn)。

1.實驗原理

合唱是由多個演唱不同或相同音高的聲部，在一件或多件樂器的伴奏下，按照相同的速度同步發(fā)聲，形成合音音響的過程，而“同步”則是形成合音在時域內(nèi)的核心要求。該實驗的原理則是反其道而行之，將“同步”的音響進行聲部拆解，形成多個獨立的單音①聲部，通過多軌錄音技術(shù)，將這些獨立聲部分別錄制到特定軌道，從而實現(xiàn)多聲部音樂聲部的獨立播放。通過立體聲拾音技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、人機交互技術(shù)等構(gòu)建合唱虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，通過音頻工作站，對特定的作品，進行伴奏和多個聲部的獨立采樣，混音處理后，將分軌文檔上傳到網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)平臺，平臺將根據(jù)文件名識別各個聲部，通過數(shù)據(jù)的組織、選擇、回放，參與的學(xué)生可以根據(jù)自身的條件，選擇伴奏和伴唱以及學(xué)習(xí)的起始位置，從而形成個性化的實驗內(nèi)容，最終通過采錄實驗參與者的實時聲音，與實驗內(nèi)容混合輸出回放，并通過參與者的隨聲監(jiān)聽終端獲得聽覺感受，完成實驗。

實驗原理圖：

2.實驗平臺的設(shè)計

實驗平臺需要進行虛擬場景建模，依托開發(fā)公司的技術(shù)實力，通過三維建模虛擬構(gòu)建音樂廳場景，根據(jù)混聲合唱的聲部要求以及在音樂廳合唱臺的位置分布，構(gòu)建合唱隊員的指揮視角②界面和樂譜視角③界面，并且可以隨意在二者之間切換。實驗參與者可以選擇聲部角色，獲得某一種角色視角，根據(jù)虛擬指揮的揮拍律動參與其中，在演唱的過程中或演唱結(jié)束后系統(tǒng)可設(shè)置若干問題，由參與者在線回答，實驗結(jié)束后，系統(tǒng)根據(jù)演唱的次數(shù)，以及問題回答情況得出一個實驗成績，指導(dǎo)教師也可在線對上傳的音頻做主觀評價，給出評價成績，綜合后得出最終實驗成績。

平臺運行設(shè)計如下圖所示：

3.實驗內(nèi)容的錄制

合唱實驗的內(nèi)容即為合唱作品本身，在實驗項目開發(fā)的過程中需要根據(jù)教學(xué)大綱和教學(xué)計劃的要求選擇部分特定的合唱作品作為虛擬仿真實驗項目的內(nèi)容，其建設(shè)過程即為合唱作品的音響錄制過程。與一般合唱錄音的不同之處在于非整體音響錄制，而是將伴奏和各個聲部分開，在統(tǒng)一速度標(biāo)準(zhǔn)的情況下進行各聲部獨立錄制，在獲得各聲部音響之后還需進行必要的藝術(shù)處理和聲學(xué)處理，修正獨立錄音所導(dǎo)致的表現(xiàn)力不足的問題，以及確保每個聲部的音響都具有現(xiàn)場自然的空間感。

錄制過程可在錄音棚或者音樂廳內(nèi)進行，使用軟件音頻工作站Pro tools 或者cubase 作為多軌錄音的軟件平臺，傳聲器采用兩支同型號大振膜電容話筒（如Nuemann U87），拾音制式布置為XY 立體聲錄音制式，以期獲得更大的動態(tài)和寬廣的聲場。每個聲部可選派4-6 名合唱隊員進行錄音，通過多次錄制并疊加翻倍的方式獲得合唱群感，同時可以使用均衡器（EQ）對合唱音色平衡進行修正，使用壓縮器（Compressor）對音響的整體動態(tài)進行合理控制，使用混響器（Reverb）對整體音響的空間感進行模擬。錄制完畢后分聲部導(dǎo)出wav 音頻文件，即可用于實驗項目的開發(fā)。

除錄制合唱音響外，還需同步錄制合唱指揮揮拍動作的視頻，同時采集相關(guān)數(shù)據(jù)，保障平臺開發(fā)中虛擬指揮揮拍的準(zhǔn)確。

4.實驗教學(xué)特點

（1）教學(xué)資源開放

開放教學(xué)資源是虛擬仿真實驗項目建設(shè)的內(nèi)在要求。合唱課虛擬仿真教學(xué)資源主要包括平臺資源、教師資源、曲目伴唱資源、鋼琴伴奏資源等等，其開放形式主要表現(xiàn)為兩個方面，其一，教學(xué)模塊開放，教師可以根據(jù)教學(xué)需要，選擇全部或者部分模塊來引導(dǎo)學(xué)生開展教學(xué)，同時教學(xué)曲目庫可以實時更新，符合教學(xué)要求的作品在伴唱分軌錄制完成后都可以上傳入庫。對學(xué)生來說模塊開放意味著具有更大的資源使用權(quán)限，可通過個人登錄賬戶來建立適合個體學(xué)習(xí)需求的模塊流程，不僅僅是獲得資源的只讀權(quán)，同時還有下載權(quán)、參與權(quán)、甚至是修改權(quán)，實現(xiàn)對作品的全方位學(xué)習(xí)。其二，是時間和空間的開放，學(xué)生可以在任何時間、任何具備上網(wǎng)條件的地點進行學(xué)習(xí)，同一教學(xué)內(nèi)容也可反復(fù)學(xué)習(xí)，伴奏和伴唱資源使學(xué)生在遠(yuǎn)離課堂的環(huán)境中實現(xiàn)多聲部合唱能力的訓(xùn)練。

（2）教學(xué)形式多樣

由于網(wǎng)絡(luò)在線教育資源在時間和空間上的開放性，使教學(xué)形式具有多樣性的可能。通過虛擬仿真教學(xué)資源，教師可在正常的教學(xué)時間和地點組織集體在線教學(xué)；學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進度和學(xué)習(xí)時間進行自主學(xué)習(xí)；為了提高學(xué)習(xí)互動，也可多人分組在線學(xué)習(xí)等等。由此可保障如學(xué)生不能及時返校等特殊情況下的教學(xué)活動，同時也可在同一班級中不同層次的學(xué)生中進行差異化教學(xué)，真正做到因材施教。

（3）教學(xué)輻射廣泛

虛擬仿真教學(xué)資源具有廣泛的輻射性。不僅開課的班級可以使用其他有合唱訓(xùn)練需求的學(xué)生也可以使用，甚至社會合唱團體以及音樂愛好者通過注冊授權(quán)后也能參與其中。同時也能夠為偏遠(yuǎn)學(xué)校、社區(qū)，以及特殊人群（如視障人士）提供在線教學(xué)服務(wù)。

四、教學(xué)應(yīng)用

1.教學(xué)目的

學(xué)生在虛擬的環(huán)境中進行合唱訓(xùn)練，通過選擇聲部，可以部分或全部的回放作品音響，學(xué)生可以選擇自己的聲部，并且選擇一個或多個伴唱聲部，來進行可反復(fù)、可定位、可編輯的合唱訓(xùn)練。具體來說該實驗教學(xué)的使用有以下三個目的：

（1）突破學(xué)生單一的參與角色（學(xué)生在進入合唱團時就會被定義為確定的聲部角色），使學(xué)生獲得全局化的合唱視角（學(xué)生可以突破各自聲部的限制，來深入感受合唱的每一個聲部和伴奏），從而達到全面掌握合唱作品的目的。

（2）突破合唱訓(xùn)練時間空間的限制，使學(xué)生可以自行安排訓(xùn)練時間和地點，無須合唱教室、鋼琴伴奏和其他聲部，從而大大提升學(xué)生的訓(xùn)練時間，實現(xiàn)對作品的全面掌握。

（3）對合唱細(xì)節(jié)的訓(xùn)練，如各個聲部的音高訓(xùn)練、節(jié)奏訓(xùn)練等可以做到有針對性的強化訓(xùn)練。

2.實施過程

登錄系統(tǒng)平臺，選擇實驗課程“合唱”，選擇某一具體的合唱作品作為實驗項目，如混聲合唱《問》，完成實驗方案閱讀，進行實驗操作，主要步驟有：

步驟1，登錄平臺。

步驟2，選擇練聲曲。練聲曲是一種有鋼琴伴奏的無詞的聲樂練習(xí)曲，通常在上聲樂課或演出前，需要通過演唱練聲曲使歌唱者的嗓音進入學(xué)習(xí)或演出的狀態(tài)，是演唱前必要的準(zhǔn)備。根據(jù)實驗者不同的聲部，選擇特定音域的練聲曲進行實驗前的開聲準(zhǔn)備。這里可以作為考核點，教師可根據(jù)上傳的音頻文件進行評價，并給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。

步驟3，選擇實驗作品。根據(jù)實驗教學(xué)大綱，選擇若干合唱作品作為必唱曲目庫，實驗者需要選擇相應(yīng)的作品進行實驗學(xué)習(xí)。

步驟4，選擇個人角色聲部；選擇伴唱聲部；選擇是否伴奏。實驗者可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)目的，分別選擇不同的聲部角色，來實現(xiàn)全面掌握合唱作品的目的。

步驟5，選擇場景視角（合唱隊員的指揮視角或樂譜視角）。根據(jù)不同的聲部角色，計算機界面將顯示不同的實驗視角，來充分模擬實驗者在合唱隊中的視覺體驗。

步驟6，設(shè)置角色聲部音量；設(shè)置伴唱聲部音量；設(shè)置伴奏音量。根據(jù)實驗者的學(xué)習(xí)要求，所有聲部的音量可以自由設(shè)置，由于實驗者在不同學(xué)習(xí)階段對作品的熟練程度有所不同，因此設(shè)置伴奏和伴唱的音量對于實驗者來說至關(guān)重要，當(dāng)實驗者的演唱處于穩(wěn)定階段，可以將各聲部音量恢復(fù)為正常音量平衡狀態(tài)。

步驟7，選擇部分聲部組合，選擇整體聲部組合，選擇單聲部獨奏。由于演唱者對聲部角色掌握的熟練程度不同，可以選擇減少其他聲部的“干擾”。

步驟8，聆聽選擇的聲部。熟悉每一個合唱聲部才能最大限度地掌握自己的聲部，因此聆聽其他聲部是一種有效的學(xué)習(xí)方式。

步驟9，跟唱學(xué)習(xí)。對于視唱能力比較弱的實驗者來說，進行跟唱練習(xí)是掌握聲部演唱最有效的途徑。

步驟10，換聲部跟唱學(xué)習(xí)，是全面掌握合唱作品的必要學(xué)習(xí)過程，同時也可以拓展學(xué)生的多聲部音樂思維。

步驟11，錄音記錄演唱過程，系統(tǒng)將對練習(xí)過程進行記錄，實驗者也可以選擇自己的演唱錄音進行上傳。

步驟12，填寫實驗報告，完成實驗。

3.問題設(shè)計

在上述12 個步驟中，還可以設(shè)計與該作品相關(guān)的問題，在每一個步驟開始之前自動彈出，由參與者作答，并根據(jù)回答情況給予一定的分?jǐn)?shù)作為評價。如合唱寫作的背景，作品描繪的情景、音樂創(chuàng)作的技術(shù)、旋律結(jié)構(gòu)的句法、音樂表現(xiàn)的途徑、演唱技巧的應(yīng)用等。較好的問題設(shè)計可以有效地彌補合唱課在知識方面的不足，使學(xué)生對合唱作品的了解和認(rèn)識更加全面、透徹，而傳統(tǒng)合唱課由于課時有限，主要以合唱訓(xùn)練為主，圍繞合唱作品的許多問題往往被學(xué)生所忽視，從而不能全面深入地掌握。

4.實施效果預(yù)估

（1）教學(xué)內(nèi)容的拓展

該項目的實施將會使學(xué)生從唱好合唱轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)好唱，在唱好合唱的基礎(chǔ)上更加全面地掌握合唱作品的要求。經(jīng)過反復(fù)的實驗練習(xí)，充分理解伴奏和各個聲部之間的結(jié)合關(guān)系，并從音樂的各個維度去認(rèn)識一部合唱作品，從而獲得音域、音色、音樂材料、演唱方式等方面的信息，使學(xué)生從學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變?yōu)閭鞑フ摺?/p>

（2）改變教學(xué)模式，提高學(xué)習(xí)效率

實驗教學(xué)的加入可使傳統(tǒng)合唱訓(xùn)練課轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸诰€練習(xí)+ 課堂教學(xué)”的模式，學(xué)生在課前對伴奏和各個聲部進行充分的熟悉，并掌握相關(guān)知識，在訓(xùn)練課程就可以充分利用教學(xué)時間進行藝術(shù)處理和細(xì)節(jié)的修飾，同時教師可以在線制定學(xué)習(xí)計劃，布置排練作業(yè)，學(xué)生可以有計劃的進行復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)，教師可以更有針對性地準(zhǔn)備課堂教學(xué)的重點，從而提高教學(xué)效率。

（3）突破了學(xué)習(xí)時間、場地等學(xué)習(xí)條件的束縛

該項目的實施，可以使學(xué)生突破時間和空間的約束，無須等待每周一次的課堂教學(xué)，也無須等待鋼琴伴奏老師和隊友的到來，利用自己的碎片時間進行在線學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，無論是在琴房還是在操場，可以使用隨身攜帶的手機終端和耳機登錄平臺進行學(xué)習(xí)。同時這也充分說明了該項目實施的必要性。

（4）掌握教學(xué)動態(tài)信息

該項目的實施可以借助互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的技術(shù)，來掌握學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所表現(xiàn)出來的學(xué)習(xí)動態(tài)，如練習(xí)人次數(shù)、平均在線時長、學(xué)習(xí)時間段、作品的被選擇次數(shù)、回答問題的準(zhǔn)確度等，通過對這些數(shù)據(jù)的了解，教師可以更有針對性地進行教學(xué)準(zhǔn)備，從而高效利用課堂教學(xué)時間，提高教學(xué)質(zhì)量。

五、結(jié)語

《合唱》虛擬仿真實驗項目的建設(shè)，能夠解決《合唱》教學(xué)中出現(xiàn)的困難，并促進“合唱”這種藝術(shù)形式在人民群眾中的普及。在音樂專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，還有許多需要通過虛擬仿真實驗解決的問題，如配器實驗、舞臺表演實驗、田野調(diào)查實驗等。但從哪個角度去建設(shè)，如何設(shè)計實驗才能更好地為學(xué)生服務(wù)，通過實驗使學(xué)生獲得什么樣的能力，也是我們亟待思考和解決的問題。

注 釋：

①相對于合音而言，伴奏聲部也被分離出來，但仍然為多聲部音響。

②男高音視角為：水平視角下方女高音，左前方是指揮；男低音視角為：水平視角下方女中音，右前方是指揮；女中音視角為：水平視角正前方觀眾席，右前方是指揮；女高音視角為：水平視角正前方觀眾席，左前方是指揮。

③模擬合唱中低頭看樂譜，同時具備自動翻頁功能。