人工智能技術(shù)在音樂教學(xué)中的應(yīng)用研究
——以中北大學(xué)為例

冉童欣

經(jīng)濟(jì)與科技的飛速發(fā)展， 給人類社會(huì)帶來了巨大變化， 教育領(lǐng)域緊隨潮流， 在教學(xué)中引入人工智能技術(shù)，音樂教學(xué)更是緊抓機(jī)遇， 甩去古時(shí)的 “口口相傳”。 人工智能技術(shù)作為新型的教學(xué)輔助手段， 正在被越來越多的音樂教育工作者重視并積極運(yùn)用。［1］

一、 音樂教學(xué)的現(xiàn)狀與問題

（一） 傳統(tǒng)音樂教學(xué)模式

傳統(tǒng)音樂教學(xué)模式以面對(duì)面的班級(jí)教學(xué)為主， 即教師在課堂上通過講解、 示范和受教育者的模仿來傳授音樂知識(shí)和技能。 其主要特點(diǎn)包括： 1.教師作為教育花壇的 “統(tǒng)治階級(jí)”， 進(jìn)行 “填鴨式” 教學(xué)。 教師在教學(xué)過程中起主導(dǎo)作用， 受教育者被動(dòng)接受教師的指導(dǎo)和教育。 如此， 音樂教育更像是音樂匠人的培養(yǎng)方式。 2.重視理論知識(shí)和技巧訓(xùn)練的傳授。 傳統(tǒng)音樂教學(xué)注重受教育者對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和技巧的訓(xùn)練， 強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)和技能的掌握， 一定程度上忽視對(duì)受教育者音樂興趣愛好的培養(yǎng)， 阻礙受教育者的音樂創(chuàng)造能力與音樂審美能力的提升。 3.以演唱或演奏為主要形式。 傳統(tǒng)音樂教學(xué)較為重視升學(xué)、 考試或比賽結(jié)果， 注重受教育者的演奏技能和表演能力的培養(yǎng)， 易導(dǎo)致受教育者藝術(shù)理念過于狹隘， 從而忽視音樂作品的情感表達(dá)。

（二） 音樂教學(xué)中存在的問題和挑戰(zhàn)

在當(dāng)下音樂教學(xué)的過程中， 存在許多問題與挑戰(zhàn)，例如： 1.受教育者個(gè)體差異。 受教育者在音樂學(xué)習(xí)方面的起點(diǎn)、 興趣、 天賦等各方面各不相同， 傳統(tǒng)教學(xué)模式難以滿足個(gè)性化需求， 易導(dǎo)致受教育者學(xué)習(xí)動(dòng)力不足或?qū)W習(xí)效果不佳。 2.教學(xué)資源不足。 音樂教學(xué)需要大量的教學(xué)資源， 如樂器、 場地、 樂譜、 錄音設(shè)備等， 傳統(tǒng)教學(xué)模式受資源有限性的制約， 難以滿足受教育者的實(shí)際需求。 3.評(píng)估方式單一。 傳統(tǒng)音樂教學(xué)主要以考試、 演唱或演奏等藝術(shù)理論與藝術(shù)技巧評(píng)估為主， 忽視了對(duì)受教育者音樂綜合素養(yǎng)的全面評(píng)價(jià)， 無法準(zhǔn)確反映受教育者的實(shí)際水平和潛力。 4.教師專業(yè)發(fā)展。 教師在音樂教學(xué)中面臨教學(xué)方法的更新、 教學(xué)內(nèi)容的潤色、 教學(xué)資源的獲取和應(yīng)用、 個(gè)人專業(yè)能力的提升等挑戰(zhàn)， 需要更多的支持和培訓(xùn)。 5.培養(yǎng)目標(biāo)不清晰、 教育體系不完善、受教育者實(shí)踐經(jīng)歷較少等， 導(dǎo)致學(xué)生的綜合能力與教育目標(biāo)要求存在差距， 普遍缺乏足夠的競爭力。

傳統(tǒng)的音樂教學(xué)模式， 在一定程度上推動(dòng)了音樂教育的發(fā)展。 現(xiàn)如今， 傳統(tǒng)的音樂教學(xué)模式已不再完全適合于新時(shí)代音樂課程的教學(xué)， 也不再能滿足新時(shí)代音樂學(xué)習(xí)者的需求。［2］

（三） 中北大學(xué)音樂教學(xué)的現(xiàn)狀與需求分析

中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院作為一所具有豐富藝術(shù)教學(xué)資源和優(yōu)秀師資力量的高校， 在音樂教學(xué)方面面臨以下現(xiàn)狀和需求： 1.受教育者個(gè)體差異大。 中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院擁有眾多受教育者， 但其在音樂學(xué)習(xí)的起點(diǎn)與興趣方面存在差異， 需要個(gè)性化的教學(xué)方法和資源支持。 2.教學(xué)資源有限。 中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的音樂教學(xué)資源有限， 如樂器設(shè)備、 錄音設(shè)備等， 需要通過創(chuàng)新手段提高資源利用效率和受教育者的實(shí)踐能力。 3.評(píng)估方式需要多樣化。傳統(tǒng)的考試及演唱、 演奏評(píng)估方式無法全面評(píng)價(jià)受教育者的音樂綜合素養(yǎng)， 中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院需要探索更加多樣化的評(píng)估方式， 注重受教育者的創(chuàng)造性、 表達(dá)能力和音樂理論的應(yīng)用能力。 4.教師專業(yè)與素養(yǎng)發(fā)展。 中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的音樂教師需要更加精進(jìn)自身的教學(xué)能力和專業(yè)素養(yǎng)， 積極探索與創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)資源， 以適應(yīng)音樂教育的發(fā)展需求。 部分課堂仍然以傳統(tǒng)的授課模式為主， 老師們運(yùn)用部分技術(shù)， 但更多是局限在將其作為教學(xué)工具， 而不能將現(xiàn)有技術(shù)和音樂學(xué)科進(jìn)行深度融合。 5.受教育者音樂實(shí)踐經(jīng)歷較少， 需要不斷創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境， 增強(qiáng)受教育者參與性與實(shí)踐性， 增強(qiáng)其臨場應(yīng)變能力。

綜上所述， 傳統(tǒng)音樂教學(xué)模式存在的問題和挑戰(zhàn)對(duì)于中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的音樂教學(xué)同樣存在。 因此， 中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的音樂教學(xué)需要借助新的教育技術(shù)和教學(xué)模式， 以滿足受教育者個(gè)性化需求、 提高教學(xué)效果， 培養(yǎng)受教育者的創(chuàng)造力及綜合素養(yǎng)等。

二、 人工智能在音樂教學(xué)中的應(yīng)用——以中北大學(xué)為例

（一） 人工智能技術(shù)在音樂教育領(lǐng)域的應(yīng)用概況

音樂作為一種傳情達(dá)意的精神載體與分享審美趣味的藝術(shù)形式， 其教學(xué)與人工智能技術(shù)之間的融合比其他專業(yè)與人工智能技術(shù)整合更加自然， 而人工智能技術(shù)在音樂教育領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐漸展開， 為音樂教學(xué)帶來了更加嶄新的可能性和機(jī)遇。 如， 人工智能技術(shù)可為教學(xué)雙方提供高效的智能推薦系統(tǒng)， 提高與音樂的互動(dòng)性?；?qū)⑵渥鳛橐魳穭?chuàng)作的輔助工具， 通過分析大量的音樂數(shù)據(jù)和模式， 生成不同的和聲進(jìn)行、 旋律段落、 節(jié)奏模式或填補(bǔ)歌詞的空白部分， 為教學(xué)雙方提供音樂創(chuàng)作靈感或是創(chuàng)作起點(diǎn)。 人工智能還可以提供音樂創(chuàng)作的技巧和指導(dǎo)， 例如如何構(gòu)建和聲、 創(chuàng)造曲調(diào)和進(jìn)行曲式安排。［3］此外， 人工智能技術(shù)還可以模仿特定風(fēng)格或特定藝術(shù)家的音樂， 幫助教學(xué)雙方探索不同的音樂風(fēng)格。 基于人工智能的個(gè)性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)， 可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和進(jìn)度， 提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)材料和個(gè)性化的教學(xué)方案。利用學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和模式進(jìn)行分析， 了解他們的強(qiáng)項(xiàng)和薄弱點(diǎn)， 并為每個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)定制化的學(xué)習(xí)計(jì)劃。 還可以作為虛擬音樂教師或輔助工具， 提供個(gè)別化的指導(dǎo)與練習(xí)支持。 定制化學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生的能力和興趣提供有針對(duì)性的練習(xí)、 音樂理論知識(shí)和技巧訓(xùn)練， 以促進(jìn)學(xué)生的個(gè)人成長和進(jìn)步。 這些工具可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)和音頻分析算法， 實(shí)時(shí)分析學(xué)生的演奏或歌唱， 檢測錯(cuò)誤和改進(jìn)的空間。 虛擬指導(dǎo)工具可以提供技巧糾正、 藝術(shù)性指導(dǎo)和表演建議， 幫助受教育者改善演唱或演奏技能及音樂表現(xiàn)能力。［4］通過與受教育者的互動(dòng)， 根據(jù)其進(jìn)展實(shí)時(shí)調(diào)整指導(dǎo)內(nèi)容， 提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑和挑戰(zhàn)。人工智能技術(shù)的發(fā)展， 為音樂教學(xué)的教學(xué)理念、 教學(xué)方式、 教學(xué)手段、 教學(xué)模式的創(chuàng)新帶來了全新思路并提供以技術(shù)支持。

簡言之， 人工智能技術(shù)作為先進(jìn)的科技手段， 在音樂創(chuàng)作、 數(shù)據(jù)預(yù)測及數(shù)據(jù)分析與處理等方面有著傳統(tǒng)技術(shù)所無法替代的優(yōu)勢和特色， 作為音樂教輔工具的使用， 給傳統(tǒng)音樂教學(xué)手段的改革帶來了巨大的便利與深遠(yuǎn)的影響。 科技進(jìn)步讓人工智能技術(shù)不斷更新與完善，相應(yīng)， 技術(shù)的應(yīng)用技能要求也隨之提升， 施教主體應(yīng)積極主動(dòng)學(xué)習(xí)， 盡量熟練掌握嶄新的教學(xué)技術(shù)。［5］

（二） 人工智能在中北大學(xué)音樂教學(xué)中的具體應(yīng)用

中北大學(xué)現(xiàn)有人工智能與計(jì)算機(jī)視覺研究所、 大數(shù)據(jù)與視覺計(jì)算研究所、 大數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)安全研究所， 從事大數(shù)據(jù)、 人工智能方向的研究。 其中， 人工智能與計(jì)算機(jī)視覺研究所， 起源于1998 年成立的多媒體仿真研究室， 2005 年院系改制后更名為虛擬仿真與可視化研究所， 2014 年依托研究所的虛擬仿真研究成果獲批計(jì)算機(jī)及應(yīng)用國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。 隨著研究內(nèi)涵的不斷延展， 2020 年更名為人工智能與計(jì)算機(jī)視覺研究所。

中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院也早于2019 年在校園瑾瑜國際會(huì)議中心， 邀請(qǐng)開南大學(xué)黃志方老師與北京和弦佳佳人工智能科技有限公司總經(jīng)理周家浩分別做 “人工智能音樂科技” 和 “人工智能與優(yōu)質(zhì)音樂教育產(chǎn)業(yè)的實(shí)際應(yīng)用” 的講座。 講座之中， 黃老師講述了人工智能音樂科技四部曲， 包括： 智能自動(dòng)作曲的應(yīng)用、 世界通用虛擬樂器應(yīng)用、 虛擬歌手影像與歌聲合成、 音樂治療相關(guān)應(yīng)用。 內(nèi)容涵蓋了人工智能自動(dòng)作曲基本原理與自動(dòng)作曲架構(gòu)、 人工智能自動(dòng)作曲系統(tǒng)的作品、 人工智能自動(dòng)作曲的發(fā)展前景和未來的發(fā)展方向等方面。 在研討會(huì)的現(xiàn)場， 黃老師還特意播放了由AI 作詞與自動(dòng)作曲整合技術(shù)而成的歌曲 《夢中追尋》。 周經(jīng)理介紹了人工智能在音樂教育中的實(shí)際應(yīng)用， 通過軟件music++的開發(fā)， 構(gòu)建 “人工智能音樂教育4.0” 平臺(tái)， 基于人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)來分析音樂演奏中所存在的問題， 通過AR、 多維度視頻、 互動(dòng)樂譜、 可視化作品分析、 可視化演奏分析、 音樂教育平臺(tái)4.0 等方面來分析學(xué)生問題， 一方面可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率， 另一方面可以讓老師和家長更好地了解學(xué)生并解決學(xué)業(yè)問題。［6］

由此可見， 人工智能技術(shù)的應(yīng)用可為中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的音樂教學(xué)提供嶄新的教學(xué)思路與諸多便利。 通過music++相關(guān)類型軟件的開發(fā)所構(gòu)建的 “人工智能音樂教育4.0” 平臺(tái)， 可對(duì)受教育者的音樂學(xué)習(xí)進(jìn)行多維度實(shí)時(shí)智能評(píng)估與反饋， 明晰受教育者的學(xué)習(xí)強(qiáng)項(xiàng)與學(xué)習(xí)薄弱點(diǎn)， 有的放矢， 在有效增強(qiáng)課堂教學(xué)針對(duì)性的基礎(chǔ)之上， 為受教育者的課后溫習(xí)指明方向。 在音樂創(chuàng)作與編曲方面， 人工智能技術(shù)中的多種數(shù)字音頻技術(shù)與軟件可在創(chuàng)作過程之中， 任意選擇伴奏樂器， 并輔助音樂創(chuàng)作者進(jìn)行作曲和創(chuàng)作， 且創(chuàng)作者所創(chuàng)作的旋律可通過視覺和聽覺進(jìn)行直觀呈現(xiàn)， 使平面教學(xué)內(nèi)容立體化。 這樣的輔助工具可以幫助創(chuàng)作者拓展創(chuàng)作思路和表達(dá)方式。音樂創(chuàng)作維度的擴(kuò)充， 激發(fā)創(chuàng)作者的創(chuàng)造力及其創(chuàng)新能力， 提升其創(chuàng)作積極性。 其虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)更為中北大學(xué)音樂教學(xué)提供虛擬樂器與演奏環(huán)境的模擬，受教育者可以通過與虛擬樂團(tuán)或是虛擬歌唱家、 虛擬演奏家的互動(dòng)， 提高演唱演奏技巧、 音樂表達(dá)能力和協(xié)作能力。 如中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院2023 年的 “藝工融合”， 引進(jìn)了鋼琴遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)高科技異地現(xiàn)場同步教學(xué)， 師生通過聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)演奏鋼琴 “實(shí)時(shí)直播” 鍵盤和踏板的動(dòng)作， 清晰交流基本功的練習(xí)和樂曲彈奏的處理。 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程現(xiàn)場同步鋼琴實(shí)時(shí)教學(xué)這種虛擬演奏和合奏的體驗(yàn)， 可以為受教育者提供更多的演奏機(jī)會(huì)和表現(xiàn)舞臺(tái)， 增強(qiáng)其演出的經(jīng)驗(yàn)積累， 拓寬他們的音樂視野，提升表演能力。

三、 人工智能技術(shù)的應(yīng)用對(duì)中北大學(xué)音樂教學(xué)的影響

人工智能技術(shù)的應(yīng)用使得中北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的音樂教學(xué)面貌煥然一新。 例如， 在音樂創(chuàng)作方面， 人工智能音樂技術(shù)的發(fā)展極大拓寬了作曲人的樂思， 賦予了音樂創(chuàng)作無窮的可能性； 人工智能音樂系統(tǒng)可以帶給我們更多的音色、 可以讓枯燥的音樂理論知識(shí)更加生動(dòng)有趣；人工智能音樂技術(shù)減輕施教主體的固定工作量， 幫助施教主體更加準(zhǔn)確地表達(dá)音樂， 為多媒體課件制作和教學(xué)提供更多更新的素材、 為受教育者提供更多的演唱或演奏機(jī)會(huì)和舞臺(tái)以增強(qiáng)其經(jīng)驗(yàn)積累……

雖然人工智能在音樂教學(xué)中具有許多應(yīng)用潛力， 但它并不能完全取代音樂教師的角色， 音樂教育仍然需要人性化與情感交流。 音樂教師在音樂教育中仍然起著至關(guān)重要的作用， 他們能夠?yàn)槭芙逃咛峁┤诵曰闹笇?dǎo)、 情感支持以及藝術(shù)性的培養(yǎng)。 人工智能技術(shù)應(yīng)該始終作為教師的輔助工具， 與傳統(tǒng)的音樂教學(xué)方法相結(jié)合， 共同為學(xué)生提供豐富多樣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和支持。

此外， 人工智能在音樂教學(xué)中的應(yīng)用還面臨著一些挑戰(zhàn)和限制。 例如， 音樂教育中的情感和表達(dá)是至關(guān)重要的， 而人工智能很難完全理解和模擬人類的情感和表達(dá)方式。 音樂作品之中包含著人類豐富的主觀審美和表達(dá)， 人工智能很難準(zhǔn)確理解和評(píng)估音樂作品的藝術(shù)性以及人類的創(chuàng)造力和解釋能力。 因此， 在情感交流和藝術(shù)性方面， 人工智能仍然存在一定的局限性。 另外， 技術(shù)的依賴性和可訪問性也是一個(gè)問題， 人工智能在音樂教育中的應(yīng)用通常需要先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和高速的互聯(lián)網(wǎng)連接。 然而， 這些技術(shù)在一些地區(qū)和學(xué)校可能存在訪問困難或經(jīng)濟(jì)限制， 無法提供先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和高速互聯(lián)網(wǎng)連接， 導(dǎo)致學(xué)生無法充分利用人工智能在音樂教育中的優(yōu)勢。 在師資方面， 要求教師既要熟練運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)與各類設(shè)備， 又要兼?zhèn)湟魳肺幕仞B(yǎng)， 仍具備一定的挑戰(zhàn)。 因此， 在應(yīng)用人工智能技術(shù)時(shí)， 需要綜合考慮教學(xué)目標(biāo)、 學(xué)生需求和可行性等因素， 并不斷進(jìn)行師資力量的強(qiáng)化， 以期實(shí)現(xiàn)更好的教學(xué)效果。

結(jié) 語

隨著人工智能等新興技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用， 推動(dòng)了音樂教育領(lǐng)域新變革。 依托國內(nèi)技術(shù)研發(fā)上的突破， 智能教育也正式成為音樂教育行業(yè)發(fā)展的新亮點(diǎn)， 中國音樂教育發(fā)展逐漸向 “智能化” “數(shù)字化” “多元化” 方向推進(jìn)。 因此， 在中北大學(xué)研發(fā)落實(shí)智能創(chuàng)作、 智能樂器、人機(jī)交互式智能教輔系統(tǒng)、 數(shù)字教學(xué)模式具有重要意義。 同時(shí)， 研究還需考慮人工智能技術(shù)對(duì)音樂藝術(shù)教育可能帶來的挑戰(zhàn)， 如隱私保護(hù)、 師資力量的強(qiáng)化等。

綜上所述， 盡管互聯(lián)網(wǎng)和人工智能為音樂教育帶來了新的機(jī)遇， 但傳統(tǒng)的面對(duì)面教學(xué)模式仍然是音樂教育的重要形式。 在互聯(lián)網(wǎng)背景下， 傳統(tǒng)音樂教學(xué)模式融合了在線學(xué)習(xí)平臺(tái)和資源， 同時(shí)利用人工智能技術(shù)提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)和輔助工具。 然而， 人工智能在音樂教育中仍需應(yīng)對(duì)情感交流、 藝術(shù)性和技術(shù)依賴等挑戰(zhàn)。 因此，傳統(tǒng)音樂教育和人工智能技術(shù)應(yīng)該相互結(jié)合， 以更好地滿足學(xué)生的需求， 提高音樂教育的質(zhì)量和效果。