河北師范大學(xué)音樂學(xué)院 韓 梅 李茜蒙 姚德鵬 李 聰

一、人工智能在音樂教育領(lǐng)域的應(yīng)用背景

人工智能出現(xiàn)于20世紀50年代，屬于計算機學(xué)科的一個分支，是一門研究智能機器和機器智能的高技術(shù)多學(xué)科的綜合性科學(xué)。近年隨著網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的日趨成熟，人工智能與音樂教育學(xué)科的交叉應(yīng)用越來越頻繁，主要體現(xiàn)在線上教學(xué)平臺的研發(fā)、教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變、線上音樂會的成熟，以及樂譜資源數(shù)字化等方面。隨著時代的進步與發(fā)展，社會對于高科技輔助的需求不斷提升，音樂教育工作者開始探索人工智能與音樂教育結(jié)合的多種方式，不斷開發(fā)音樂教育智能化的新理念與新模式。例如，在學(xué)校音樂課堂與課外音樂培訓(xùn)學(xué)校中，經(jīng)?？梢钥吹叫滦椭悄軜菲鞯某霈F(xiàn)，這些新型智能化樂器與傳統(tǒng)授課模式相結(jié)合，用智能化樂器的直觀特性吸引學(xué)生，使學(xué)生更加直觀、科學(xué)地觀察音樂學(xué)習(xí)的重點，再輔以傳統(tǒng)的授課模式及傳授音樂理論知識，有利于學(xué)生全面把握音樂。

近年，我國對于人工智能與音樂教育相結(jié)合的發(fā)展尤其重視。在全國各所專業(yè)藝術(shù)院校以及綜合類大學(xué)的藝術(shù)學(xué)院，在碩士、博士研究生招生中，大多加入了“音樂科技”這一專業(yè)，下轄學(xué)科包含電子音樂制作、錄音藝術(shù)、數(shù)字媒體藝術(shù)等專業(yè)。例如，中央音樂學(xué)院在2019年創(chuàng)建了“音樂人工智能與音樂信息科技系”，并同時招收碩士、博士研究生，配以雙導(dǎo)師培養(yǎng)體系（音樂導(dǎo)師+科技導(dǎo)師），足以說明國家對培養(yǎng)音樂人工智能與音樂信息科技系人才的重視。此外，樂譜的數(shù)據(jù)化、樂譜數(shù)據(jù)庫的建設(shè)也在全國范圍內(nèi)緊鑼密鼓地展開，自2005年，各音樂藝術(shù)院校的樂譜數(shù)據(jù)庫項目先后開始建設(shè)與使用。例如，西安音樂學(xué)院的陜北民歌數(shù)據(jù)庫、山東藝術(shù)學(xué)院的山東傳統(tǒng)音樂樂譜數(shù)據(jù)庫以及新疆藝術(shù)學(xué)院的十二木卡姆樂譜數(shù)據(jù)庫等。除此之外，各類研討會的召開也加速了樂譜數(shù)字化的進程，例如2015年在星海音樂學(xué)院召開的“全國音樂藝術(shù)院校圖書館‘特色資源建設(shè)與新技術(shù)應(yīng)用’研討會”，2016年在浙江音樂學(xué)院召開的“第一屆全國音樂院校圖書館聯(lián)盟會議暨2016音樂藝術(shù)院校圖書館建設(shè)研討會”等。因此，在當下人工智能研究在各學(xué)科領(lǐng)域得到應(yīng)用之際，音樂教育作為美育教育的重要一環(huán)，無論是在教學(xué)模式、教學(xué)用具還是教學(xué)資源整合方面都與人工智能技術(shù)有著緊密的結(jié)合。其中，音樂發(fā)展的智能化、樂譜的數(shù)字化進程成為作用于音樂教育過程的載體，在音樂教學(xué)中起到了至關(guān)重要的作用。

二、人工智能在音樂教育領(lǐng)域的應(yīng)用模式

（一）樂譜數(shù)字化

樂譜是記錄、保存和傳播音樂作品最基本的文獻形式之一，樂譜的發(fā)明是人類音樂史上的里程碑，它的出現(xiàn)使得人們可以在一個相對標準的平臺上進行音樂交流和傳承。古往今來，許多優(yōu)秀的音樂作品都以紙質(zhì)樂譜形式保存下來，今天紙質(zhì)樂譜仍然是表現(xiàn)和描述音樂作品的主要載體。目前，信息技術(shù)改變著社會生產(chǎn)和人類生活的各方面，人類社會正在步入一個數(shù)字化的時代。隨著數(shù)字化發(fā)展的浪潮，人們對于樂譜數(shù)字化的需求越來越強烈，樂譜數(shù)字化轉(zhuǎn)型已然成為網(wǎng)絡(luò)信息時代的發(fā)展趨勢。

目前，紙質(zhì)樂譜的數(shù)字化有兩種形式：一種是采用光學(xué)掃描壓縮樂譜圖像；另一種則是對傳統(tǒng)紙質(zhì)樂譜進行收集和整理，再將樂譜圖像信息轉(zhuǎn)化成通用的數(shù)字音樂格式，將這些樂譜全文數(shù)據(jù)，經(jīng)過專業(yè)化標引、揭示、描述的信息元數(shù)據(jù)進行全面整合，搭建具有檢索查詢、全文瀏覽、下載轉(zhuǎn)存、資源共享等功能的數(shù)據(jù)平臺，構(gòu)成樂譜數(shù)據(jù)庫。從樂譜數(shù)字化到樂譜數(shù)據(jù)庫建設(shè)，實現(xiàn)了傳統(tǒng)紙質(zhì)樂譜的數(shù)字轉(zhuǎn)型。同樣作為數(shù)據(jù)資源，數(shù)字化音樂文件具有存儲空間小、檢索方便快速等許多圖像文件無法比擬的優(yōu)勢，是數(shù)字圖書館在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下理想的數(shù)據(jù)載體。因其表現(xiàn)方式靈活，所以國內(nèi)外應(yīng)運而生了諸多樂譜數(shù)據(jù)庫，其存儲了大量的樂譜資料，為查找樂譜等文獻提供了便利條件。例如，美國Alexander Street出版社（AS）可以向讀者提供120萬頁的樂譜，包括從古典時期到現(xiàn)代音樂等各種音樂風格的作品。IMSLP（Internet Music Score Library Project）包括全球4000多位作曲家，涵蓋8.5萬份曲譜。

在樂譜數(shù)據(jù)庫研究過程中，以學(xué)科建設(shè)為發(fā)展，師生需求為根本，對樂譜進行收錄和整理，并建成樂譜數(shù)據(jù)庫。此外，除了傳統(tǒng)樂譜收集，還應(yīng)該加入與文學(xué)、歷史等學(xué)科有關(guān)的工尺譜、減字譜等古樂譜收錄，不僅為歷代古譜詩詞歌曲的研究拓展思路和方法，而且將增加古樂譜文獻的保存，這樣可以較好地留存手抄譜的本貌，為學(xué)術(shù)研究提供文獻資料。

（二）音樂軟件的開發(fā)與應(yīng)用

隨著人工智能技術(shù)的不斷進步，加上疫情當下人們對于網(wǎng)絡(luò)課程的需求，大量的智能音樂軟件涌入市場，其中有音樂教學(xué)軟件、音樂創(chuàng)作軟件以及音樂欣賞軟件。以教學(xué)軟件為例，主要以釘釘、伯索云、騰訊課堂為代表，教師的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標等在線下課堂需要實現(xiàn)的內(nèi)容均可以在軟件平臺上得以實現(xiàn)。不僅如此，一些線上課程軟件還可以實現(xiàn)雙向“一對一”“一對多”視頻上課。例如，鋼琴教師在授課時可以親自示范和點評，更好地糾正學(xué)生的手型及指法、坐姿等問題，學(xué)生在上課時可以直視自己的彈奏錯誤，立即進行改正。還有線下課程所沒有的回放功能與課后作業(yè)的布置、“人工+智能”雙引擎及收取作業(yè)等，也在一定程度上彌補了線下課程活動的短板。

在音樂創(chuàng)作方面，無論是《義務(wù)教育音樂課程標準》還是《普通高中音樂課程標準》，都明確提出了創(chuàng)編課程在音樂課堂中的必要性。專業(yè)音樂學(xué)院的專業(yè)音樂創(chuàng)作者及業(yè)余音樂愛好者對音樂創(chuàng)編軟件的需求也是不可或缺的，以普通高中教育中的音樂創(chuàng)編課程為例，在音樂創(chuàng)作學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)下，通常學(xué)生只有在比較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和掌握了音樂基本常識之后，才可能創(chuàng)作出聲音優(yōu)美、能夠表達情感的音樂。如果學(xué)生缺乏閱讀音樂和創(chuàng)造旋律的能力，即使他們創(chuàng)造了旋律，也不能準確地糾正節(jié)奏和音高，他們也不能再次進行修改，因為缺乏視唱練耳能力，他們的作品終會淪為沒有樂感與美感的作品，致使創(chuàng)作和編寫環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計目標不能達成。音樂創(chuàng)作軟件則打破了音樂創(chuàng)編對學(xué)生必須具備系統(tǒng)的音樂基礎(chǔ)知識的嚴格要求，學(xué)生在掌握簡單基本的樂理知識之后，可以運用軟件將自己想要表達的內(nèi)容通過簡單操作創(chuàng)編出旋律。同時，音樂軟件具有演奏功能，它會隨即將學(xué)生創(chuàng)編的旋律演奏出來，學(xué)生可以根據(jù)演奏出來的音響效果再次進行創(chuàng)作，直到自己滿意為止。創(chuàng)編軟件可以使學(xué)生通過演奏功能將抽象的知識創(chuàng)編成動態(tài)有聲的音響并感受其音響效果，可以弱化學(xué)生在學(xué)習(xí)音樂上識譜、視唱、演奏的難度，能夠幫助其樹立自信心，提高其學(xué)習(xí)音樂的興趣。應(yīng)用音樂創(chuàng)編軟件，強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，更好地落實音樂課程標準的基本理念，即“強調(diào)音樂實踐，開發(fā)創(chuàng)造潛能”。音樂創(chuàng)編是通過音樂材料的組織與發(fā)展，以不同的形式表達思想感情、表現(xiàn)音樂意境的藝術(shù)創(chuàng)作實踐活動。音樂創(chuàng)編模塊以發(fā)展學(xué)生音樂想象力和藝術(shù)創(chuàng)造力為目的，通過本模塊的教學(xué)，學(xué)生初步了解音樂創(chuàng)作的基本原則和一般規(guī)律，學(xué)習(xí)音樂創(chuàng)作的基礎(chǔ)知識和基本方法，開展多樣化的音樂創(chuàng)編活動。音樂軟件的應(yīng)用在未來的音樂教育中已成為必然的趨勢，音樂科技與傳統(tǒng)音樂教學(xué)法的結(jié)合可以使教師不斷優(yōu)化課堂，使學(xué)生更愿意參與課堂活動，學(xué)生的參與也可以使教師傳授的知識內(nèi)容更加豐富。

在音樂欣賞方面，以古典音樂欣賞為例。國際著名數(shù)字音樂公司“Amphio Limited”開發(fā)了“交響樂團”App。在這個App中，由Esa-Pekka Salonen指揮的愛樂樂團對古典主義時期到20世紀的經(jīng)典作品進行了演繹，其中不乏海頓的《第六交響曲》、貝多芬的《第五交響曲》、柏遼茲的《幻想交響曲》、馬勒的《第六交響曲》等經(jīng)典之作。“交響樂團”這一App突破了傳統(tǒng)的表演觀賞模式，不僅可以觀看多攝像機位、多個視角的樂團全貌，使我們更加真實地了解交響樂團的建制，還加入了“BeatMap”節(jié)拍圖示，顯示出交響樂團不同聲部的力度和律動。除此之外，每首作品都加入了同步樂譜、簡譜以及Esa-Pekka Salonen對音樂風格的介紹與分析。還有環(huán)球音樂與Touchpress聯(lián)合打造的“貝多芬第九交響曲”這一App，實現(xiàn)了一邊讀譜，一邊欣賞音樂的模式，這種模式的優(yōu)勢是可以使音樂欣賞變得更加立體化，同時也包含一系列的可視化。在音樂響起的同時，專業(yè)的樂譜以及作品分析能夠使聽眾更加深入地了解作曲家的最初意圖，體現(xiàn)了其信息化的特點。在“貝多芬第九交響曲”這個App中，包含20世紀50年代的弗里查依、20世紀60年代的卡拉揚，還有20世紀70年代的伯恩斯坦以及20世紀90年代的加德納，聽眾不僅可以感受不同指揮大師的卓越風采，還可以了解指揮家歷史的變遷。由此可見，在人工智能技術(shù)逐漸發(fā)展的背景下，音樂欣賞作為音樂教育的重要一環(huán)，數(shù)字化趨勢越來越明顯。聽眾聆聽音樂的方式也越來越多元化，人們不再只是通過音樂會的方式欣賞音樂。隨著數(shù)字化的發(fā)展，更多的經(jīng)典之作也能夠以更加立體的方式呈現(xiàn)在觀眾面前。綜上所述，隨著社會科技的進步，音樂教學(xué)軟件、音樂創(chuàng)作軟件以及音樂欣賞軟件也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新，已然能夠更好地適應(yīng)人們的需求及更好地促進音樂的普及與發(fā)展。

（三）智能樂器的創(chuàng)新與使用

隨著科技以及制造業(yè)的不斷發(fā)展，樂器設(shè)計與制造行業(yè)也在不斷成熟，與科技與時俱進，新型智能化樂器因此應(yīng)運而生。這些新型的樂器不僅可以出現(xiàn)在表演領(lǐng)域，也可以出現(xiàn)在課堂教學(xué)中，2015年開始智能樂器在我國市場上迅速發(fā)展，主要有“The ONE智能鋼琴”“FIND智能鋼琴”“GEEK智能吉他”等，這些智能樂器將人工智能技術(shù)與傳統(tǒng)樂器設(shè)計相結(jié)合，改變了傳統(tǒng)樂器的演奏方式、教學(xué)模式與年齡限制。

樂器表演一直是廣大音樂愛好者喜愛的形式，但傳統(tǒng)的樂器演奏需要演奏者有相對扎實的基本功底，例如鋼琴、小提琴等樂器，其晦澀難懂的演奏技法“勸退”了很多熱愛音樂的學(xué)習(xí)者，很多學(xué)習(xí)者本對音樂充滿著激情，但由于無法掌握其演奏技法，只能無奈放棄。此外，在中小學(xué)音樂課堂中我們強調(diào)學(xué)生應(yīng)當參與、體會和融入課堂，但樂器演奏卻一直沒有實現(xiàn)普及化，其中很大一部分原因是其專業(yè)性較強。但是，智能樂器的出現(xiàn)顛覆了這一領(lǐng)域的傳統(tǒng)模式，拓寬了樂器演奏的人群，使得樂器表演不再具有高消費、難入門的特點，也打破了年齡的限制。例如，智能鋼琴可以根據(jù)演奏者的練習(xí)情況制定專門的學(xué)習(xí)計劃，在演奏時會有顯示屏對演奏者進行提示，輔助演奏者順利完成音樂演奏，這樣就降低了演奏的難度，使學(xué)習(xí)者可以更好地適應(yīng)學(xué)習(xí)，使演奏者對學(xué)習(xí)樂器產(chǎn)生興趣，使更多的人能夠演奏他們喜愛的樂器。但是，智能樂器還并未達到普及階段，原因在于我國各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展相對不平衡、教育資源相對缺失。因此，智能樂器雖然擁有廣闊的發(fā)展前景與市場，但還需要我國教育工作者與技術(shù)研發(fā)者進一步進行研究，為我國的樂器演奏普及化鋪墊道路。

本文以音樂數(shù)字化為背景，探討了人工智能與音樂教育相結(jié)合的多種應(yīng)用模式，即樂譜數(shù)字化、音樂軟件的開發(fā)及智能樂器的創(chuàng)新與使用?？傮w而言，人工智能技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展使得音樂教育在傳統(tǒng)教育模式的基礎(chǔ)上更加立體化、科學(xué)化。但是，無論未來人工智能技術(shù)發(fā)展至何階段、發(fā)展到何水準，音樂教育的核心實踐者都應(yīng)是教師本身。因此，人工智能技術(shù)并非全盤取代傳統(tǒng)的教育模式，而是人工智能技術(shù)的發(fā)展能夠促進、完善傳統(tǒng)音樂教育，所以我們要不斷提高教師自身素質(zhì)與教學(xué)水準，才能更有效地推進音樂教育發(fā)展與實踐。