信息技術(shù)在聲樂金課建設(shè)中的應(yīng)用與實踐

高 鯤 吳振陸

建設(shè)金課就是要將“以教為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)理念轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)為中心”的現(xiàn)代化教學(xué)理念，然而傳統(tǒng)的聲樂課堂中，教師以口傳心授為主，雖然采用的是小班的教學(xué)模式，但是課堂上時間很緊，學(xué)生難以獲得并掌握更多的知識，收效有限。

參考布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)理論，教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定依據(jù)認知過程和知識維度遞進，而傳統(tǒng)教學(xué)模式下則很難形成完整的認知過程，過多的課堂時間被用于講授基礎(chǔ)知識和基本技能，甚至是重復(fù)地講。學(xué)生理解和應(yīng)用知識環(huán)節(jié)的時間也被縮短，練唱實踐經(jīng)驗得不到足夠的積累，更無從談起對演唱技能、情感表達的分析以及演唱效果的評價和再創(chuàng)作了。

金課要求教學(xué)具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。聲樂課堂的高階性指教學(xué)要做到深入研究、分析聲樂的機理、作用，評估其社會價值，使學(xué)生對知識融會貫通，實現(xiàn)創(chuàng)造的目標(biāo)；創(chuàng)新性是指教學(xué)要能夠使學(xué)生獲得創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力，對聲樂理論和實踐教學(xué)進行變革，探索發(fā)展；挑戰(zhàn)度是指在教學(xué)過程中，能夠設(shè)定階段目標(biāo)，讓學(xué)生保持學(xué)習(xí)興趣，不產(chǎn)生懶惰和畏難情緒，具備挑戰(zhàn)、跨越“發(fā)展臨近區(qū)”的能力，獲得知識增值的正向驅(qū)動。

針對以上存在的問題和提出的要求，可以在教學(xué)設(shè)計過程中，采用線上線下混合式教學(xué)模式，基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺完成課堂的翻轉(zhuǎn)。其特色在于結(jié)合數(shù)字信息技術(shù)以及平臺提供的有效功能模塊，無縫融入思想政治教育，完成聲樂課程整體教學(xué)體系的構(gòu)建，同時開展以讓學(xué)生具備創(chuàng)新思維為培養(yǎng)目標(biāo)的聲樂人工智能研究，有效進行聲樂金課的建設(shè)[1]。

一、基于翻轉(zhuǎn)課堂的信息化教學(xué)設(shè)計

傳統(tǒng)聲樂課堂教學(xué)，時間短、效率低，學(xué)生離開了課堂，很難再找到感覺，存在過度依賴教師的情況，而這些正是其缺乏知識系統(tǒng)性、思維啟發(fā)性和目標(biāo)驅(qū)動力引起的。缺乏知識系統(tǒng)性，是指學(xué)生底層知識掌握得不牢靠，導(dǎo)致后續(xù)課程學(xué)習(xí)出現(xiàn)困難；缺乏思維啟發(fā)性，是指學(xué)生被動學(xué)習(xí)知識，大腦思維僵化，無法產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，對知識的認知停留在低階層次；缺乏目標(biāo)驅(qū)動，是指目標(biāo)實現(xiàn)過于簡單或者實現(xiàn)難度大，甚至是沒有目標(biāo)，學(xué)生無法獲得學(xué)習(xí)的成就感。因此使用當(dāng)前主流MOOC（慕課）平臺，設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)方式，可以有效解決以上問題。目前的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺有很多，功能大同小異，針對建設(shè)需求進行考慮，需要的功能模塊大致包括教案章節(jié)展示（視頻與文檔）、直播互動、作業(yè)系統(tǒng)、題庫系統(tǒng)、討論平臺、項目式驅(qū)動管理、學(xué)情統(tǒng)計與管理以及支持多種終端類型。

（一）基于內(nèi)容管理系統(tǒng)展現(xiàn)完整的課程知識體系及教學(xué)內(nèi)容

利用平臺自帶的內(nèi)容管理系統(tǒng)（CMS），管理展示聲樂教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、教學(xué)PPT，實現(xiàn)在線閱讀、知識標(biāo)記，讓學(xué)生以目錄樹的形式對當(dāng)前所在學(xué)習(xí)節(jié)點、所學(xué)內(nèi)容、知識要求、配套資源一目了然。同時可以在每個知識點下，開展筆記記錄、問題提出、交流討論與知識標(biāo)記等工作，還可以上傳練習(xí)時的錄音小樣、演唱短視頻，用于記錄當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

（二）建立可視化影音媒體資源庫

媒體資源庫是每位聲樂學(xué)習(xí)者的必備資源庫，用于了解歌曲創(chuàng)作背景、歌唱家的演唱風(fēng)范?；诠蚕砟繕?biāo)以及教學(xué)需求的滿足，該資源庫應(yīng)包括基于檢索功能的曲目分析庫、曲譜庫和知識點短視頻、文獻資料等，資源渠道主要來自學(xué)生平時的分享收集與其他網(wǎng)絡(luò)平臺，同時也可挑選學(xué)校圖書館豐富的網(wǎng)絡(luò)教育資源，以做備用[2]。

隨著現(xiàn)實和虛擬世界的合并及可視化技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）以及混合現(xiàn)實（MR）技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)中。在實踐教學(xué)中，可使用VR開發(fā)軟件制作的虛擬舞臺，配合伴奏，進行沉浸式演唱，以達到舞臺實踐的效果；在課堂上，應(yīng)用增強現(xiàn)實技術(shù)形象地觀察展現(xiàn)發(fā)聲機理的3D器官，實現(xiàn)動態(tài)交互。

（三）階梯性知識點設(shè)計與學(xué)情跟蹤同步

知識點來自教學(xué)大綱，參考布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)的知識維度和認知過程進行階梯式分解，教師在每個分級階段進行考查和輔導(dǎo)。學(xué)生在線上重點以記憶、理解和應(yīng)用為認知階段的內(nèi)容學(xué)習(xí)目標(biāo)，系統(tǒng)自動完成課前學(xué)情的分析[3]。學(xué)情是依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)時長、點擊率、到課率以及作業(yè)或相關(guān)任務(wù)活動的完成情況進行統(tǒng)計的，在后臺生成量化信息及實現(xiàn)圖形化分析。

（四）學(xué)情跟蹤與線下課堂同步

線下課堂中，針對學(xué)情開展重難點分析，解決學(xué)生遇到的問題，按照知識點問題解惑，結(jié)合熱點討論內(nèi)容、練唱小樣進行分析，重現(xiàn)發(fā)聲練習(xí)、完整視唱、強化表演等內(nèi)容，并明確下一步的學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師在系統(tǒng)中給予學(xué)生積分獎勵，記錄學(xué)情，學(xué)生在線下可以加強知識、技能的掌握，從而獲得認知快樂。

（五）學(xué)生分組設(shè)計及主題任務(wù)挑戰(zhàn)

由于學(xué)生個體在聲樂學(xué)習(xí)中存在明顯的差異性，表現(xiàn)為理解能力、演唱風(fēng)格、嗓音條件等的不同。在分組過程中，不能簡單按照年級進行分組，這樣會導(dǎo)致教學(xué)進度不統(tǒng)一。因此可利用系統(tǒng)平臺，靈活地根據(jù)協(xié)同能力、教學(xué)內(nèi)容分組，實現(xiàn)因材施教。

為小組分配主題任務(wù)，在這個過程中，形成競爭與協(xié)作并存，人員分工協(xié)作、互相幫助，共同督促進步的局面[4]。平臺提供的PBL（Project-Based Learning）教學(xué)模式，可以支撐開展相關(guān)聲樂知識研究討論、歌曲二度創(chuàng)作與演唱、資料分享等。教師以監(jiān)督者或者觀察者的身份，對學(xué)生進行監(jiān)管和幫助。

（六）教學(xué)反思

教學(xué)反思作為教學(xué)的必要環(huán)節(jié)，是幫助教師完善教學(xué)過程的有效手段。注重教與學(xué)的相互關(guān)系，總結(jié)教學(xué)實踐過程中的細節(jié)，以提高教學(xué)水平、教學(xué)效果為目標(biāo)。平臺的學(xué)情跟蹤和統(tǒng)計可以成為教學(xué)反思環(huán)節(jié)的重要量化反饋手段，利用統(tǒng)計信息可以查看學(xué)生對于某個知識點的認知程度、課程思政對學(xué)生產(chǎn)生的影響、教學(xué)設(shè)計的合理性等[5]。

二、課程思政與信息化聲樂課堂的融合

思政內(nèi)容融于聲樂專業(yè)課的形式多樣，內(nèi)容應(yīng)注重引起學(xué)生的共鳴。思想政治理論知識是每一位大學(xué)生必須習(xí)得的知識，其能幫助學(xué)生樹立正確的國家觀、民族觀、歷史觀、文化觀。在課程思政與信息化聲樂課堂融合的過程中，應(yīng)用信息化平臺實現(xiàn)教育方式的多元化、立體化，使其與專業(yè)知識融合，充分發(fā)揮二者的協(xié)同育人功能，從而達到“立德樹人”的教育目標(biāo)。

（一）課程內(nèi)容融入思政元素

思政內(nèi)容讓學(xué)生的聲樂學(xué)習(xí)有了更深層次的追求。聲樂既是一門藝術(shù)又是一門科學(xué)，同時還具有文化傳播的作用。因此在歌曲內(nèi)容、演唱形式、表演環(huán)節(jié)的選擇上，要體現(xiàn)出“只有民族的，才是世界的”的自信和包容，使其在平臺上以各種形式出現(xiàn)，促進分享與傳播。

（二）在直播互動課堂中融入思政元素

直播互動課堂所講授的內(nèi)容仍以專業(yè)性知識為主。教師可以思想品德、學(xué)識才能、儀表儀態(tài)、言語談吐等展現(xiàn)自身的優(yōu)秀形象。做到為人師表，在與學(xué)生的交流互動中，關(guān)懷學(xué)生、引領(lǐng)學(xué)生，觸碰學(xué)生心靈。

（三）在平臺的PBL中融入思政思維

課程思政的思維即科學(xué)創(chuàng)新，PBL即項目式學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生依賴平臺的環(huán)境，借助平臺的分組、任務(wù)時間線等功能，發(fā)現(xiàn)問題，找到解決問題的方法，完成任務(wù)。而課程思政強調(diào)的是唯物主義、思維創(chuàng)新，可以幫助學(xué)生在遇到聲樂學(xué)習(xí)問題時，發(fā)散思維，具備敢于探索、勇于創(chuàng)新的優(yōu)秀品質(zhì)。

三、人工智能促進聲樂教學(xué)信息化建設(shè)

情感表達準(zhǔn)確度量化、歌唱技巧的嫻熟度量化、嗓音訓(xùn)練的程度量化等，都將是聲樂教學(xué)與人工智能融合發(fā)展的方向。在本文的聲樂金課建設(shè)中，圍繞高階性和創(chuàng)新性，開展了三項以教學(xué)為主的研討工作，都取得了一定進展。

（一）基于腦電分析的音樂欣賞方案推薦系統(tǒng)

音樂是人聲和樂聲等構(gòu)成的總稱，它能使人感到愉悅、放松，也會引起人的急躁和焦慮情緒。在該研究中，引導(dǎo)學(xué)生進行高階思考，提出問題：不同情緒下的腦電信號是什么樣的？如何進行統(tǒng)計分析？神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的模型是否可以準(zhǔn)確判斷音樂類型？深度學(xué)習(xí)技術(shù)是否比神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的模型更有效？這些問題的提出，讓學(xué)生產(chǎn)生了極大興趣，并主動聯(lián)系本專業(yè)以外的學(xué)生，跨學(xué)科成立了研究小組，共同探索，并在大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃中立項。在項目實踐中，通過搭建腦電傳感器采集電路與信號傳輸模塊，在電腦端順利讀取到了伴隨音樂欣賞產(chǎn)生的腦電信號，收集建立了百余個人的有效樣本，在進行統(tǒng)計分析后，發(fā)現(xiàn)腦電波與情緒的關(guān)聯(lián)性。在下一步工作中，將增加樣本量，基于深度學(xué)習(xí)完成推薦模型的構(gòu)建。

（二）基于肌肉電的練聲輔助系統(tǒng)

聲樂教學(xué)中，對于氣息、呼吸的運用是非常重要的知識和技能。而在教學(xué)手段方面，雖然已經(jīng)引入多媒體影像、虛擬技術(shù)進行內(nèi)容展示，讓學(xué)生對相關(guān)知識有更深刻的理解，但是以肌肉訓(xùn)練輔助呼吸的方法是否有效、二者的關(guān)系如何、是否可以借助肌肉的運動分析呼吸的正確性這些問題的提出，引起了學(xué)生的關(guān)注。通過調(diào)研，擬使用數(shù)字化監(jiān)測手段，查看肌肉震動情況與發(fā)聲時氣息的狀態(tài)。通過聲樂教師的指導(dǎo)，學(xué)生找到了歌唱呼吸時重要的身體肌肉部位，并應(yīng)用肌肉電模塊監(jiān)測到了發(fā)聲時肌肉拉伸或收縮時的電信號。目前由于干擾問題以及監(jiān)測點的分散性，項目停留在實驗階段，有待進一步探討。參與項目的教師與學(xué)生互相鼓勵，繼續(xù)查閱資料，改進研究方法。

（三）基于嗓音數(shù)字化檔案的發(fā)聲綜合診斷系統(tǒng)

嗓音數(shù)字化檔案的建立主要是為教學(xué)過程服務(wù)，正確的練習(xí)曲及科學(xué)的發(fā)聲方法可以幫助學(xué)習(xí)者循序漸進地掌握歌唱技巧，同時保護好聲帶、發(fā)聲器官。嗓音數(shù)字化的過程是語音信號處理的過程，將符合各類特征的信號分類存儲，在服務(wù)器后端應(yīng)用人工智能技術(shù)進行診斷，生成分析報告。診斷的內(nèi)容包括聲帶健康度、音高特性、氣息穩(wěn)定度、歌手共振峰成熟度等。學(xué)生在平臺上每周自行提交診斷小樣，由研究小組使用診斷系統(tǒng)進行診斷報告的輸出，專業(yè)教師結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗，為學(xué)生定制練習(xí)方案。目前該系統(tǒng)的部分功能已經(jīng)能較好地服務(wù)于教學(xué)過程，下一步將不斷完善診斷模型，加強特征分析，降低診斷門檻。

本文應(yīng)用信息化手段，在聲樂金課的建設(shè)過程中進行實踐，獲得了良好的效果。其滿足了“兩性一度”的要求，應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，使線上的信息化平臺與線下的課堂形成互補，共同承擔(dān)起知識學(xué)習(xí)全過程的任務(wù)，構(gòu)成低階性和高階性課程整體，并根據(jù)學(xué)情統(tǒng)計量化信息，在提升教學(xué)效果的同時促進教學(xué)反思，不斷提高教學(xué)水平。平臺中學(xué)習(xí)目標(biāo)的信息化、積分化及PBL環(huán)境，提升了學(xué)習(xí)目標(biāo)的挑戰(zhàn)性。除了教學(xué)手段的創(chuàng)新外，還融入科研手段，在平臺中開展人工智能輔助教學(xué)項目，體現(xiàn)了教學(xué)創(chuàng)新性和思政課程對學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在整個教學(xué)過程中，憑借平臺的媒體屬性，實現(xiàn)了思政課程與專業(yè)課程的協(xié)同育人。金課體現(xiàn)了新時代對教學(xué)提出的要求，信息技術(shù)的發(fā)展將推動聲樂金課的建設(shè)，促進現(xiàn)代聲樂教學(xué)的發(fā)展。