“智能+鋼琴教育”初步構(gòu)想淺析

楊小影 冷楚楚

2017年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，將智能教育作為建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)與教育強(qiáng)國(guó)的重要任務(wù)。 2019 年初，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》，作為未來(lái)中長(zhǎng)期教育發(fā)展的綱領(lǐng)性文件，明確把“充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，豐富并創(chuàng)新課程形式”作為發(fā)展中國(guó)特色世界先進(jìn)水平的優(yōu)質(zhì)教育戰(zhàn)略任務(wù)的重要內(nèi)容，要求利用現(xiàn)代技術(shù)實(shí)現(xiàn)“加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式改革，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；逃c個(gè)性化培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合”的目標(biāo)。 作為長(zhǎng)期從事鋼琴教育的工作者，筆者一直關(guān)注和思考“智能+鋼琴教育”的定位、屬性、內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)和功能范式等基礎(chǔ)性問(wèn)題。 鋼琴是公認(rèn)的“樂(lè)器之王”，是“可以與整個(gè)交響樂(lè)團(tuán)相匹敵的樂(lè)器”①侯穎君：《論雙鋼琴與四手聯(lián)彈在鋼琴教學(xué)中的特殊意義(上) 》，《鋼琴藝術(shù)》 2009 年第2 期，第18 頁(yè)。。 鋼琴教育被認(rèn)為是“音樂(lè)教育的基礎(chǔ)”②應(yīng)詩(shī)真：《鋼琴教學(xué)法》，人民音樂(lè)出版社，2007，第1～2 頁(yè)。。 因此，鋼琴教育理應(yīng)是朝“把蛋糕做大”的方向發(fā)展，面向更多受眾提供服務(wù)，而非局限于當(dāng)前把“小蛋糕守好”的定位。 然而，就當(dāng)前實(shí)際情況而言，鋼琴教育“精英化、小眾化、高冷化”傾向明顯，在音樂(lè)教育中的基礎(chǔ)性、規(guī)模性和牽引性功能發(fā)揮不足。 隨著新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，“智能+”既是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展對(duì)鋼琴教育教育本身提出的要求，更是時(shí)代帶來(lái)的歷史機(jī)遇。 新一代信息技術(shù)的泛在化和智能化屬性有助于鋼琴更多更廣地抓住年輕人，從而鞏固學(xué)科地位。 廣大年輕人是未來(lái)的希望，越廣泛地教育和影響他們，越有助于將影響力從“師徒單線”擴(kuò)大到“泛教育圈”，推動(dòng)鋼琴教育進(jìn)入新的階段。

“智能+鋼琴教育”作為破解現(xiàn)階段鋼琴教育結(jié)構(gòu)性矛盾的發(fā)展方向，未來(lái)將發(fā)揮構(gòu)建泛在學(xué)習(xí)環(huán)境、匯聚優(yōu)質(zhì)資源、突破時(shí)空限制、實(shí)現(xiàn)公平規(guī)模供給和快速傳播等關(guān)鍵作用。 在新的形式和要求下，鋼琴教育如何按照“取勢(shì)、優(yōu)術(shù)、明道”的思路，正確把握新一代信息技術(shù)帶來(lái)的戰(zhàn)略機(jī)遇，構(gòu)架“智能+鋼琴教育”新模式新體系，是鋼琴教育從業(yè)者迫切需要解決的問(wèn)題，為新一代信息技術(shù)的發(fā)展提供了明確的場(chǎng)景和具體的需求。

一、“智能+鋼琴教育”的勢(shì)與形

《孫子兵法》著有“形篇”與“勢(shì)篇”，認(rèn)為“勢(shì)”乃“如轉(zhuǎn)圓石于千仞之山者”，意喻勢(shì)不可阻；“形”乃“若決積水于千仞之溪者”，意喻應(yīng)順勢(shì)而為。 社會(huì)物質(zhì)生活的生產(chǎn)方式是制約教育的最基本和最根本的因素。①葉立群：《教育學(xué)原理》，福建教育出版社，2007，第32 頁(yè)。以5G、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)方式帶來(lái)深刻影響，也不斷重塑教育形態(tài)。知識(shí)獲取方式和傳授方式、教和學(xué)的關(guān)系正在發(fā)生革命性變化。 鋼琴教育既為音樂(lè)教育之基礎(chǔ)，人民群眾必然要求其朝著更高質(zhì)量、更加公平、更具個(gè)性化的同時(shí)滿足一定程度規(guī)?；姆较虬l(fā)展。要發(fā)揮這樣的作用，鋼琴教育這個(gè)古老而傳統(tǒng)的社會(huì)活動(dòng)，必須充分融入新一代信息技術(shù)帶來(lái)的變革。 這是當(dāng)前鋼琴教育的面臨的“勢(shì)”。 圍繞“勢(shì)”，“智能+鋼琴教育”應(yīng)當(dāng)具備何種“形”？

鋼琴演奏是傳統(tǒng)性、專(zhuān)業(yè)性、獨(dú)立性極強(qiáng)的學(xué)科。 隨著時(shí)代發(fā)展，鋼琴教育盡管也在理論、內(nèi)容、方法和手段等方面尋求改變，但相比其他專(zhuān)業(yè)而言，變化的速度與程度偏緩。 經(jīng)過(guò)數(shù)百年，鋼琴人才的培養(yǎng)依然沿用“師授徒承”的教學(xué)模式，人才培養(yǎng)供給側(cè)沒(méi)有發(fā)生實(shí)質(zhì)性改變。 “讓學(xué)生直接模仿教師，是傳授音樂(lè)藝術(shù)的基本手段”的觀點(diǎn)，雖然廣受現(xiàn)代教學(xué)理論的挑戰(zhàn)甚至駁斥, 但在世界各地的鋼琴教師中仍擁有不少信奉者。②周為民：《西方鋼琴教學(xué)研究的歷史回顧與理論解析》，《中國(guó)音樂(lè)》2009 年第4 期，第124 頁(yè)。教學(xué)成果的取得依然依賴(lài)“名師” “神童”等稀缺資源，教育個(gè)性化特征明顯，規(guī)?；饔貌蛔?，與鋼琴教育承載的基礎(chǔ)性地位角色不相匹配。

“智能+鋼琴教育”的“形”應(yīng)當(dāng)如圖1 所示，為“智能+鋼琴教育”系統(tǒng)平臺(tái)的核心架構(gòu)。 該架構(gòu)共分四層。

第一層是以經(jīng)過(guò)數(shù)字化改造的鋼琴為主要代表的終端層，該層將教學(xué)過(guò)程完整地?cái)?shù)字化，是“智能+鋼琴教育”的數(shù)據(jù)源，也是數(shù)據(jù)采集發(fā)生的場(chǎng)所。

第二層是統(tǒng)一的教育信息基礎(chǔ)設(shè)施層，是標(biāo)準(zhǔn)的、成熟的信息基礎(chǔ)設(shè)施，主要包括：

1. 高通量、低延遲的教育數(shù)據(jù)傳輸通道（支持IPv6、5G 等）。

2. 用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及管理的云計(jì)算資源，即IaaS（Infrastructure as a service）層。

2018 年，教育部發(fā)布《教育信息化2.0 行動(dòng)計(jì)劃》，明確將構(gòu)建一體化的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大平臺(tái)，并引入“平臺(tái)+教育”服務(wù)模式。 第二層即為該平臺(tái)。

第三層是“智能+鋼琴教育”的通用PaaS 部分。 該層主要圍繞鋼琴教育的特點(diǎn)與需求，建立鋼琴教育專(zhuān)用設(shè)備管理、資源管理和運(yùn)維管理功能，提供樂(lè)譜、演奏記錄等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及圍繞鋼琴教育主題的各類(lèi)模型、函數(shù)、接口、庫(kù)類(lèi)等資源，用于進(jìn)行專(zhuān)業(yè)二次開(kāi)發(fā)。鋼琴教育工作者、學(xué)生、計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員及其他專(zhuān)業(yè)學(xué)者，主要依托該層資源開(kāi)展學(xué)科交叉，進(jìn)行聯(lián)合研究與開(kāi)發(fā)。該層是“智能+鋼琴教育”能否成為繁榮、可持續(xù)發(fā)展生態(tài)圈的決定因素。 基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)資源不充分、不完備、不實(shí)用，會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域開(kāi)源社區(qū)難以聚集“人氣”，也就無(wú)法產(chǎn)生類(lèi)似“微信” “支付寶”等教育界的“現(xiàn)象級(jí)”應(yīng)用，從而難以保證規(guī)?；?、可持續(xù)的高質(zhì)量教學(xué)效果。

圖1 “智能+鋼琴教育”平臺(tái)體系架構(gòu)

第四層是各種面向應(yīng)用的軟件程序，他們可以是App、網(wǎng)頁(yè)、微課、游戲程序等，直接面向教育活動(dòng)的各個(gè)要素提供服務(wù)，將教育知識(shí)與教育經(jīng)驗(yàn)軟件化。 這是破解國(guó)內(nèi)優(yōu)秀鋼琴師資力量不足的主要途徑和方法，也是充分利用數(shù)字化鋼琴教學(xué)設(shè)備采集到數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。

二、“智能+鋼琴教育”的因與果

教育學(xué)原理指出，社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展制約著教育的物質(zhì)基礎(chǔ)，并對(duì)教育事業(yè)的發(fā)展提出要求，影響教育事業(yè)發(fā)展的規(guī)模與速度。①葉立群：《教育學(xué)原理》，福建教育出版社，2007，第32 頁(yè)。作為社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的典型代表，新一代信息技術(shù)必然對(duì)教育的物質(zhì)基礎(chǔ)提出發(fā)展要求，而教育的物質(zhì)基礎(chǔ)反過(guò)來(lái)也必須適應(yīng)新的社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。 鋼琴作為鋼琴教育最基礎(chǔ)的物質(zhì)資料，它的輸出就是鋼琴教育體系的輸入，是“因”，對(duì)教育體系的“果”也就是輸出，起決定性作用。在“智能+鋼琴教育”的語(yǔ)境下，要輸出數(shù)字化教育的“果”，就必須實(shí)現(xiàn)數(shù)字化“因”的輸入。在圖2（a）所示的傳統(tǒng)鋼琴教育體系模型中，鋼琴產(chǎn)生的時(shí)域連續(xù)音頻信號(hào)是主要輸入，教師與學(xué)生通過(guò)聽(tīng)覺(jué)感官接收并處理這些信號(hào)，從而理解、分析蘊(yùn)含在其中的旋律、節(jié)奏、情景、風(fēng)格、美學(xué)等藝術(shù)信息，并以此為基礎(chǔ)交互，達(dá)到教學(xué)的目的。 “智能+鋼琴教育”依托的信息技術(shù)處理的是以“0”“1”序列表示的離散數(shù)字信號(hào)。 傳統(tǒng)鋼琴輸出的連續(xù)音頻模擬信號(hào)既不能利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行直接傳輸，也無(wú)法被存儲(chǔ)和處理，不能作為新體系的輸入，因此要借助5G，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)。 鋼琴教育在本體與對(duì)象不變的情況下，必須首先解決體系的輸入，即“因”的問(wèn)題，這是實(shí)現(xiàn)鋼琴教育變革由“形”到“質(zhì)”的前提。要得到數(shù)字化的“果”，首先解決數(shù)字化的“因”——將現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施“數(shù)字化”。 回顧目前數(shù)字化程度高的行業(yè)，“互聯(lián)網(wǎng)+商務(wù)” “互聯(lián)網(wǎng)+社交” “互聯(lián)網(wǎng)+能源” “互聯(lián)網(wǎng)+交通”，都是遵循相同的發(fā)展規(guī)律。 鋼琴是鋼琴教育的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，要解決數(shù)字化輸入“因”的問(wèn)題，需要對(duì)鋼琴進(jìn)行數(shù)字化改造。在20 世紀(jì)末到21 世紀(jì)前十余年的時(shí)期內(nèi)，鋼琴教育界也在探索遠(yuǎn)程教育、線上教育、微課等形式，但課程內(nèi)容始終停留在視頻觀看、答疑等初級(jí)水平和階段，鋼琴教學(xué)難以擺脫受制于師資力量通過(guò)肉眼識(shí)別、逐個(gè)辨聽(tīng)的“作坊式”人工狀況，并且在很大程度上影響了社會(huì)對(duì)“信息化+鋼琴教育”的決心。這樣的發(fā)展歷程證明，鋼琴教育的特點(diǎn)決定了局部的、孤立的、片面的的信息化無(wú)法帶來(lái)實(shí)質(zhì)性突破。

鋼琴是歷史悠久且制作考究的復(fù)雜樂(lè)器，市場(chǎng)上現(xiàn)有的諸如數(shù)碼鋼琴等產(chǎn)品，無(wú)論在音色還是在觸感等方面，還遠(yuǎn)未達(dá)到機(jī)械鋼琴相近的性能。 因此，在盡量不影響其結(jié)構(gòu)、音色、音頻、觸感及綜合性能的前提下，研究指導(dǎo)性方案，對(duì)鋼琴加裝各類(lèi)傳感設(shè)備，進(jìn)行數(shù)字化改造，將觸鍵力度、角度、音頻、音量等特征量轉(zhuǎn)化為精確的時(shí)間序列信號(hào)，使之成為“數(shù)字化”信息輸入源，如圖2（b）所示。 鋼琴作為大型樂(lè)器，具備加裝各類(lèi)傳感裝置的空間和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，成為“可采集、可測(cè)量、可傳輸”教學(xué)數(shù)據(jù)的“數(shù)字化樂(lè)器之王”。未來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，這樣的“數(shù)字化鋼琴”甚至能夠承載大型樂(lè)隊(duì)邊緣計(jì)算樞紐的角色，在數(shù)采側(cè)發(fā)揮核心功能。 解決了這個(gè)“因”，鋼琴就不限于產(chǎn)生僅人能聽(tīng)懂的輸出，也能產(chǎn)生計(jì)算機(jī)、人工智能軟件能“聽(tīng)懂”的輸出，催生“智能+”的“果”。這個(gè)改造的技術(shù)過(guò)程，是典型的學(xué)科交叉融合的過(guò)程，需要鋼琴教育領(lǐng)域和信息科學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人才共同實(shí)施開(kāi)展，并制定相應(yīng)的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)確保整個(gè)改造工作的體系性與完備性。

三、“智能+鋼琴教育”的術(shù)與道

“道”為本質(zhì)規(guī)律，“術(shù)”為手段方法。 “道”不變而“術(shù)”常變。 鋼琴教育也是如此。 一個(gè)學(xué)科的創(chuàng)立是其存有與發(fā)展的前提和本體論承諾，而其學(xué)科定位與學(xué)科屬性則為其“是其所是”的實(shí)質(zhì)性規(guī)定，是關(guān)乎“如何看”與“如何做”的根本性問(wèn)題。 在與新一代信息技術(shù)充分融合的過(guò)程中，這一點(diǎn)更加明顯。 鋼琴教育“如何看”依舊是決定學(xué)科屬性和目標(biāo)定位的重大問(wèn)題，是“道”，需要定力以堅(jiān)持方向；“如何做”則是一篇波瀾壯闊的大文章，應(yīng)當(dāng)百花齊放，廣泛醞釀，開(kāi)放包容地探討教學(xué)方法、實(shí)施手段、教學(xué)環(huán)境、課程體系、教材編制、評(píng)價(jià)機(jī)制和教學(xué)模式等方面的設(shè)計(jì)與重構(gòu)等內(nèi)容，是“術(shù)”，應(yīng)當(dāng)靈活自由，并不斷迭代優(yōu)化。

圖2 兩種教育體系模型的輸入與輸出

幾百年來(lái)，鋼琴教育的現(xiàn)狀是“守”與“變”兩種因素共同作用的結(jié)果。 “術(shù)”始終在變。 首先，鋼琴作為一種樂(lè)器在變：從撥動(dòng)發(fā)音的古鋼琴到敲擊發(fā)音的近代鋼琴，再到設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、機(jī)械全面改良的現(xiàn)代鋼琴。 鋼琴教育的方法也在變：從古鋼琴的演奏教學(xué)體系，到自命不凡的維也納“手指學(xué)派”，又到巧妙運(yùn)用新式鋼琴優(yōu)勢(shì)、能夠?qū)崿F(xiàn)輕巧觸鍵且音色宏亮的“動(dòng)力演奏學(xué)派”，再到近現(xiàn)代“高指學(xué)派” “肌肉放松協(xié)同學(xué)派” “重量學(xué)派”等，直到現(xiàn)在還在不斷融合運(yùn)動(dòng)生理學(xué)、心理學(xué)、美學(xué)等學(xué)科知識(shí)，催生出百家爭(zhēng)鳴的繁榮景象。 隨著新一代信息技術(shù)的興起，慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂、教育大數(shù)據(jù)等新術(shù)語(yǔ)不斷出現(xiàn)，相比以往的各種流派，差異明顯，但究其本質(zhì)，也皆“術(shù)”之范疇。 因此，新的微課是教學(xué)資源要適應(yīng)新一代信息技術(shù)特點(diǎn)；慕課是教學(xué)平臺(tái)要發(fā)揮新一代信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)；翻轉(zhuǎn)課堂是教學(xué)方法，要運(yùn)用新一代信息技術(shù)手段；創(chuàng)客是最終培養(yǎng)目標(biāo)，要具備新一代信息技術(shù)基本素質(zhì)。盡管這些變化的方法和側(cè)重不同，但追求的目標(biāo)是一致的，就是通過(guò)鋼琴教育, 增進(jìn)教育對(duì)象的文化與藝術(shù)修為，培養(yǎng)健全人格和創(chuàng)新素質(zhì)，使被教育者在未來(lái)的工作實(shí)踐和生活中具備開(kāi)拓應(yīng)變和創(chuàng)新表演的能力, 適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)關(guān)系發(fā)展的要求。 這是鋼琴教學(xué)長(zhǎng)期相守的“道”。

中國(guó)有全世界最龐大的教育體系，有近20 萬(wàn)名音樂(lè)教師為超過(guò)兩億的大、中、小學(xué)生提供音樂(lè)教育，并有388 所各類(lèi)高等音樂(lè)教育機(jī)構(gòu)培養(yǎng)各類(lèi)音樂(lè)老師。①王安國(guó)：《美育的實(shí)踐——中國(guó)學(xué)校音樂(lè)教育改革與政策發(fā)展》，《音樂(lè)研究》2006 年第3 期，第86 頁(yè)。這是世界最大的單一教育市場(chǎng)，有豐富完善的教育實(shí)踐場(chǎng)景與需求，同時(shí)我國(guó)也是互聯(lián)網(wǎng)大國(guó)；因此，我國(guó)有發(fā)展“智能+鋼琴教育”得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。 應(yīng)當(dāng)保持定力，守“道”，充分運(yùn)用新一代信息技術(shù)，重構(gòu)課程體系、教學(xué)方法和授課模式，制定相應(yīng)的設(shè)施改造與教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)新鋼琴教育的新的思路與機(jī)制。 前些年，隨著新一代信息技術(shù)的不斷繁榮，鋼琴教學(xué)也紛紛嘗試過(guò)“觸網(wǎng)”“上線”。 美國(guó)柯蒂斯音樂(lè)學(xué)院②楊小影、楊曉琴：《MOOC 對(duì)促進(jìn)東西部鋼琴教育均衡發(fā)展之作用淺析》，《現(xiàn)代教育技術(shù)》2014 年第8 期，第88 頁(yè)。以及國(guó)內(nèi)的中央音樂(lè)學(xué)院③和云峰：《遠(yuǎn)程教育與現(xiàn)代遠(yuǎn)程音樂(lè)教育》，《中央音樂(lè)學(xué)院學(xué)報(bào)》2002 年第3 期，第88 頁(yè)。④袁靜芳：《中央音樂(lè)學(xué)院遠(yuǎn)程音樂(lè)教育近期發(fā)展?fàn)顩r的回顧與思考》，《中央音樂(lè)學(xué)院學(xué)報(bào),》2007 年第3 期，第119 頁(yè)。等知名高校，都開(kāi)設(shè)過(guò)不同主題、不同形式的遠(yuǎn)程教育課程,取得了一定的效果。但是，這些課程很大程度上依然停留在“看視頻、聽(tīng)音頻”的初級(jí)階段，與真正的“智能+鋼琴教育”還有實(shí)質(zhì)性的差別。 “智能+鋼琴教育”的本質(zhì)是軟件化的教育知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，人依然是決定性因素，但是借助現(xiàn)代信息基礎(chǔ)設(shè)施，“提高質(zhì)量，促進(jìn)公平，提升高素質(zhì)人才培養(yǎng)水平”,是在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)替代人力數(shù)量投入的教育形態(tài)。