何陽

摘 要：人工智能是當(dāng)今最受矚目的話題之一，將音樂人工智能技術(shù)有效地應(yīng)用到教學(xué)領(lǐng)域，可以改變單一傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使教學(xué)模式多元化，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和能力。廈門市音樂學(xué)校是一所以音樂特色為辦學(xué)宗旨的中小學(xué)，涵蓋小學(xué)、初中、高中、中專，學(xué)習(xí)器樂專業(yè)的學(xué)生目前已達(dá)到上千人，如何提高學(xué)生在家練習(xí)的效率，如何解決琴童家長陪練難的問題，如此大的專業(yè)學(xué)生量，如何解決學(xué)生音樂會、演奏會等常規(guī)教學(xué)中鋼琴伴奏嚴(yán)重不足的問題，是筆者這次將AI音樂人工智能應(yīng)用到教學(xué)中的主要探究。

關(guān)鍵詞：人工智能；智能伴奏；智能陪練；長笛教學(xué)

中圖分類號：G42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-0905（2023）33-0-03

一、人工智能技術(shù)在音樂中的應(yīng)用背景

隨著時代的發(fā)展，學(xué)習(xí)樂器演奏的孩子越來越多，如何使學(xué)習(xí)獨(dú)奏樂器的孩子在家也能享受到與鋼琴伴奏或樂隊伴奏同樣的演奏效果，從而達(dá)到音樂演奏的完整性，真正提高我們的音樂鑒賞力，這是我們夢寐以求的！如何在練習(xí)中發(fā)現(xiàn)演奏中音高、節(jié)奏、音準(zhǔn)上的錯誤，并加以改進(jìn)等，隨著信息化的快速發(fā)展，音樂人工智能技術(shù)將幫助我們解決一直困擾我們的問題。在快速發(fā)展的信息化時代，人工智能被運(yùn)用于日常生活的各個領(lǐng)域。音樂教學(xué)逐漸展現(xiàn)出傳統(tǒng)教學(xué)的一些弊端，為了與時代接軌，音樂教學(xué)智能化的教學(xué)新形式慢慢盛行。人工智能技術(shù)的引進(jìn)，為音樂教學(xué)領(lǐng)域帶來一股清風(fēng)。2017年7月，國務(wù)院發(fā)布新政策，在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確指出：“利用人工智能技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革，構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系，提供精準(zhǔn)推送的教育服務(wù)，實(shí)現(xiàn)日常教育和終身教育定制化[1]?！?/p>

二、人工智能技術(shù)在音樂中的發(fā)展領(lǐng)域

音樂人工智能技術(shù)簡單理解就是人工智能創(chuàng)作音樂。

近年來，在音樂及計算機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)了音樂人工智能（Music AI）這一名詞。音樂人工智能是一個通俗的略顯模糊的概念，可以看作人工智能在音樂領(lǐng)域的垂直應(yīng)用，包括音樂生成、音樂信息檢索MIR（含數(shù)十項應(yīng)用），以及所有其他涉及AI的音樂相關(guān)的應(yīng)用，如智能音樂分析、智能音樂教育、樂譜跟隨、智能混音、音樂機(jī)器人、基于智能推薦的音樂治療、圖片視頻配樂等[2]。

人工智能APP擁有海量的音樂素材庫，這是課本無法比擬的優(yōu)勢。利用網(wǎng)絡(luò)的便利，全面的音樂知識、豐富的視頻動畫與畫面、生動的音頻等大幅提升了學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)能力。在疫情時代，遠(yuǎn)程教學(xué)方式突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制，讓學(xué)生居家也能得到高質(zhì)量的課堂體驗(yàn)。人工智能創(chuàng)造性地推出多種多樣的音樂素材和學(xué)習(xí)方式，大大增加學(xué)生對音樂的興趣，提高了學(xué)習(xí)趣味性與主觀能動性，使學(xué)生能更全面地掌握音樂知識，提高音樂演奏或演唱技術(shù)。人工智能技術(shù)與音樂教學(xué)相互交融，大大豐富課堂教學(xué)資源，拓展了智能樂器的功能，提升了音樂教學(xué)藝術(shù)素養(yǎng)。學(xué)生還能通過人工智能進(jìn)行個性練習(xí)，人工智能可以做到觀察音樂課堂學(xué)習(xí)，分析旋律、節(jié)奏、演奏法是否準(zhǔn)確，有效評價教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生更好地了解自己的知識水平。這種新形式大大激發(fā)教師運(yùn)用人工智能技術(shù)創(chuàng)新音樂教學(xué)手段的熱情，體現(xiàn)教師在課堂教學(xué)中的引領(lǐng)地位，同時鞭策學(xué)生自覺學(xué)習(xí)。

三、人工智能技術(shù)（智能伴奏APP/智能陪練APP）的研究

我校是一所具有藝術(shù)特色的學(xué)校，涵蓋九年制義務(wù)教育的普通中小學(xué)、實(shí)驗(yàn)高中以及三年制音樂藝術(shù)中專，辦學(xué)模式多樣。想在長笛教學(xué)中，運(yùn)用好人工智能軟件進(jìn)行教學(xué)，那么先要對其運(yùn)用的智能軟件進(jìn)行篩選，選擇適合我校長笛教學(xué)工作的智能應(yīng)用軟件，在眾多的人工智能軟件中筆者選擇了“協(xié)奏者”和“一起練琴”APP軟件作為研究的主要目標(biāo)。

（一）音樂人工智能APP介紹

1．協(xié)奏者?應(yīng)用（英文名Cadenza?）專門為音樂學(xué)院及附中學(xué)生，職業(yè)樂團(tuán)演奏員，以及從進(jìn)階到高水平的古典音樂管弦樂器演奏者所設(shè)計。在iPad、iPhone和mac上，協(xié)奏者使用音樂人工智能，讓演奏者得以在練習(xí)、排練和演出中實(shí)時體驗(yàn)與高水平協(xié)作鋼琴家或?qū)I(yè)管弦樂團(tuán)的互動合作。協(xié)奏者軟件日積月累的曲目庫，目前提供超過1000首曲目/樂章，涵蓋多種管弦樂器的經(jīng)典核心曲目。協(xié)奏者為我們提供一個身臨其境的音樂體驗(yàn)，進(jìn)而獲得對該曲目的精深理解；并通過自動錄音與混音回放，來對演奏進(jìn)行自我分析批判，以精進(jìn)演奏技藝，與世界分享音樂的美好與歡樂。這款應(yīng)用軟件將改變以往課堂上由于無法使用真人伴奏，而導(dǎo)致的音樂演奏空洞乏味，由音樂人工智能代替真人伴奏使音樂演奏豐富多彩，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性。

協(xié)奏者軟件不同于其他AI軟件，它擁有靈敏的伴奏跟隨功能，能根據(jù)演奏者的速度快慢隨時調(diào)整伴奏的速度，甚至是華彩自由片段仍可以通過多次練習(xí)使軟件產(chǎn)生記憶，不斷學(xué)習(xí)演奏者的演奏習(xí)慣，從而達(dá)到獨(dú)奏與伴奏的和諧一致。值得一提的是，市面上大多數(shù)陪練軟件的伴奏音頻多使用電子合成音樂，音響較生硬，而協(xié)奏者的伴奏音頻全部采用真人協(xié)作鋼琴家的演奏或國內(nèi)優(yōu)秀管弦樂團(tuán)現(xiàn)場錄制，最大程度豐富演奏者的聽覺和聲體驗(yàn)，與演奏相得益彰。在練習(xí)中，演奏者可以從樂曲的任意小節(jié)開始練習(xí)，不受時間、地點(diǎn)的限制，反復(fù)排練，直到熟悉樂曲各聲部全貌，為最終呈現(xiàn)做最充分的準(zhǔn)備。演奏完成后，即可看到音樂AI的精準(zhǔn)分析，每個音符的音準(zhǔn)呈現(xiàn)在樂譜上，一目了然。同時，手指點(diǎn)選任意音符便可自我聆聽，不斷增進(jìn)對樂器的掌握和對樂曲的理解。協(xié)奏者軟件自動優(yōu)化伴奏延時設(shè)定，來盡量適應(yīng)藍(lán)牙音頻設(shè)備帶來的延遲，并可由演奏者精細(xì)調(diào)整直到完全匹配，尤其適用rubato較多的樂曲。音樂是主觀行為，不像機(jī)器一樣一板一眼，在跟隨功能上對人工智能技術(shù)要求極高。智能交互的手段主要依靠人工智能技術(shù)的記錄與分析，協(xié)奏者軟件具備存檔的功能，每個ID都有自己的檔案，記錄演奏者的學(xué)習(xí)狀態(tài)與數(shù)據(jù)。演奏者可以將在家練習(xí)的成果以視頻或音頻的形式記錄，回課時與教師共同聆聽、一起分析評價，對有錯誤的地方進(jìn)行反復(fù)推敲糾正，從而達(dá)到正確演奏的目的。并且，演奏者可任選演奏錄音，讓協(xié)奏者的音樂人工智能學(xué)習(xí)領(lǐng)會演奏者的演奏風(fēng)格和速度變化，從而獲得更默契的個性化伴奏，達(dá)到智能交互。

在人工智能科技條件下，智能交互式教學(xué)手段漸漸成為長笛教學(xué)中的重要輔助方式。精髓在于將長笛教學(xué)過程中看不到摸不著的元素轉(zhuǎn)變成具體數(shù)據(jù)，使音樂語言可見化，促使專業(yè)教師全面掌握學(xué)生的練習(xí)情況。當(dāng)不可見轉(zhuǎn)化成可見后，學(xué)生對音樂的理解便可由一種無意識轉(zhuǎn)化為有意識，從而形成教學(xué)相長的可持續(xù)發(fā)展。

2．“一起練琴”樂器陪練軟件，有Android和iOS客戶端兩種版本。

“一起練琴”通過人工智能（AI）陪練的方式輔助練琴，真人示范。APP通過人工智能計算打分，告知錯誤詳情，指出音準(zhǔn)、節(jié)奏等具體錯誤。幫助不懂音樂的家長順利陪練。APP提供海量電子樂譜，大部分提供伴奏或重奏；樂譜支持播放，任意切換多聲部、自由調(diào)節(jié)速度。教師隨時可以在APP上查看自己團(tuán)隊學(xué)生的練琴情況，掌握學(xué)生在家練琴時間和得分；也可以查看具體練習(xí)的詳情，聽練習(xí)錄音，有效提升學(xué)生練習(xí)的效率和自主學(xué)習(xí)的能力，實(shí)現(xiàn)線上線下教學(xué)模式多元化。

（二）“協(xié)奏者”和“一起練琴”APP目前取得的相關(guān)成果

1．AI之夜“協(xié)奏者”2018/11/26 中央音樂學(xué)院教學(xué)樓201。

中央音樂學(xué)院與美國印第安納大學(xué)聯(lián)合舉辦的“AI之夜——音樂人工智能伴奏系統(tǒng)音樂會”是我國首次采用世界頂級人工智能技術(shù)，用信息化的交響樂團(tuán)“信息愛樂”提供可以根據(jù)演奏者音樂節(jié)奏的變化而隨之變化的現(xiàn)場協(xié)奏形式的一臺音樂會，這場音樂會除用人工智能技術(shù)協(xié)奏古典音樂外，還首次協(xié)奏中國樂曲《長城隨想曲》，這是音樂人工智能伴奏系統(tǒng)的世界首演。這是一場意義深遠(yuǎn)的音樂會，我國整個音樂行業(yè)將由此進(jìn)入一個“人工智能化”的時代，極大地提升了整個音樂行業(yè)的發(fā)展水平，尤其是音樂教育行業(yè)的信息化水平。人工智能技術(shù)與音樂專業(yè)相結(jié)合將會實(shí)現(xiàn)整個行業(yè)的跨越式發(fā)展，一定會成為音樂行業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的典范[3]。

2．2018年1月“協(xié)奏者”團(tuán)隊首次參與首屆珠海弦樂大師班；2019年的第二屆珠海弦樂大師班，協(xié)奏者在大師班期間提供現(xiàn)場注冊和免費(fèi)練習(xí)使用，并為閉幕式音樂會上提供全部管弦樂團(tuán)伴奏。

3．“一起練琴”APP目前已有1466萬次下載安裝量。

四、人工智能在長笛教學(xué)中的研究

長笛憑著動聽的音質(zhì)、優(yōu)美的旋律、入門簡單、小巧便攜、優(yōu)雅美觀等優(yōu)點(diǎn)，受到人們的喜愛。目前，學(xué)長笛的人數(shù)較多，是管樂中相對搶手的一種樂器。初學(xué)者年齡相差甚遠(yuǎn)，最小的僅五六歲，成人學(xué)生也很多，甚至國內(nèi)還組建多支長笛樂團(tuán)。長笛教學(xué)多采用一對一或一對多的教學(xué)形式展開，在一節(jié)課有限的時間里，教師要將重難點(diǎn)傳授給學(xué)生，再由學(xué)生課后練習(xí)。長笛教師面對的是單個學(xué)生，因?yàn)椴煌挲g、學(xué)情、性格特點(diǎn)等，教師不僅要因材施教采取不同的教學(xué)計劃，還要讓學(xué)生在課堂中充分發(fā)揮主觀能動性。但經(jīng)過一周的練習(xí)后，學(xué)生的回課情況相差甚遠(yuǎn)，有的學(xué)生能夠零失誤、完整演奏，有的卻是錯音連篇而不自知。如何解決教育資源不均衡、課后練習(xí)如何提高練琴效率、如何對自我練習(xí)進(jìn)行準(zhǔn)確的評價是值得探究的，這也是為師者要不斷思考的課題。

（一）深入了解并研究人工智能軟件的優(yōu)劣，合理選擇和使用應(yīng)用軟件

對人工智能軟件的使用進(jìn)行深入研究，可以發(fā)現(xiàn)“協(xié)奏者”和“一起練琴”兩款人工智能軟件所針對的學(xué)習(xí)群體是截然不同的，所以筆者在教學(xué)中會根據(jù)學(xué)生的專業(yè)水平選擇與之相對應(yīng)的人工智能APP，并做出指導(dǎo)性的建議：1．小學(xué)階段及初學(xué)入門的學(xué)生使用“一起練琴”APP，尤其對于課堂接受能力較差的學(xué)生，“一起練琴”APP可以解決很多長笛初級水平學(xué)生中節(jié)奏、音高不準(zhǔn)確的問題，它就是一個很好的陪練老師，在家就可以通過APP的糾錯功能，從而達(dá)到高效率的練習(xí)，同時解決家長因不懂音樂導(dǎo)致的陪練難問題，當(dāng)然它的伴奏功能也是一大亮點(diǎn)，雖然目前還只是電子合成伴奏無法做到跟隨，但對于小學(xué)生及初學(xué)者來說，跟著伴奏音樂一起練琴，可以提高學(xué)生的練琴樂趣，練琴不再枯燥乏味。2．中高級以上學(xué)生建議使用“協(xié)奏者”APP，它是專為高水平演奏者而設(shè)計的，它的伴奏跟隨系統(tǒng)是它最強(qiáng)大的功能，學(xué)生在家即可隨時跟隨伴奏進(jìn)行練習(xí)，你可以想象在家就有整支樂隊為你協(xié)奏的演奏效果嗎？

（二）提高學(xué)生練琴效率，解決琴童家長陪練難的問題

在長期的教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生（尤其是低年齡段和初學(xué)階段的學(xué)生）的練琴效果總不盡如人意，但是通過收集家長及學(xué)生反饋的信息，確實(shí)做到了課后認(rèn)真練習(xí)，那么是什么原因?qū)е戮毲傩Ч蟠蛘劭勰兀糠治鼋Y(jié)果基本存在幾個共性的問題：1．在練習(xí)中不知道糾錯；2．不會慢練、不使用節(jié)拍器；3．由于課堂時間有限，所學(xué)新知識無法快速掌握，課堂掌握課后忘；4．家長不懂音樂，無法幫助孩子解決練習(xí)中出現(xiàn)的問題；5．反復(fù)的練習(xí)讓學(xué)生感到枯燥乏味。疫情的三年時間里，讓我們開始研究如何更科學(xué)更有效地進(jìn)行線上線下同步教學(xué)，人工智能技術(shù)在這幾年內(nèi)得到迅速的發(fā)展，我們可以通過“一起練琴”線下陪練軟件輕松地解決這些問題。在長笛教學(xué)中，筆者逐步將人工智能軟件滲透到課堂中，學(xué)生可以在課下通過智能軟件，學(xué)習(xí)課堂上沒有完全搞懂的節(jié)奏型，可以通過智能測評發(fā)現(xiàn)演奏錯誤的地方并進(jìn)行糾錯，可以跟隨智能軟件的伴奏音樂一起演奏樂曲，練琴變成了一件輕松快樂的事。

（三）提高學(xué)生音樂表現(xiàn)力，讓音樂充滿生機(jī)，賦予其生命

鋼琴家阿圖爾·魯賓斯坦曾說過：樂感所考慮的是把音符和樂譜背后真正的含義表達(dá)出來。要想將音樂表現(xiàn)到極致除了高超的演奏技巧，還要達(dá)到忘我的精神境界，做到心中只有樂音。音樂是需要完整展現(xiàn)的，作為單聲部樂器的長笛，很多時候的練習(xí)都是獨(dú)自完成的，很難將樂曲的整體音樂含義表現(xiàn)出來，那么如何能更好地提高學(xué)生的音樂表現(xiàn)力呢？如何能讓學(xué)生即便在家里也能同樣感受到音樂帶給自己的無窮魅力呢？除了聽，我們還能做什么？“協(xié)奏者”軟件能提供給練習(xí)者一個身臨其境的音樂體驗(yàn)，有如自己置于音樂中心，樂團(tuán)成員在側(cè)隨和自己演奏的聲部實(shí)時交互，從此獲得無可比擬的練習(xí)體驗(yàn)。在筆者的長笛課教學(xué)中，筆者使用了這樣一個智能伴奏系統(tǒng)，讓學(xué)生有了一個全新的演奏體驗(yàn)，全新的認(rèn)知。學(xué)生在這樣的練習(xí)中將不斷解決技術(shù)上的難點(diǎn)、克服演奏中心理上的障礙，通過與智能伴奏不斷的反復(fù)的契合得到一個完美的演奏體驗(yàn)。

五、研究成果展示

我們的教學(xué)團(tuán)隊在將近兩年的人工智能與樂器教學(xué)的研究中，指導(dǎo)學(xué)生用智能伴奏系統(tǒng)，于2022年10月27日，成功舉辦了一場“人工智能與管樂”演奏音樂會。我們相信人工智能在音樂領(lǐng)域的發(fā)展會越來越寬廣，希望在與人工智能的交融中，碰撞出更多的火花，讓學(xué)琴從此不再枯燥乏味。

六、結(jié)束語

雖然在人工智能的實(shí)踐教學(xué)中，出現(xiàn)了一些軟件還不夠完善的地方，但隨著電子技術(shù)以及計算機(jī)的出現(xiàn)，電子音樂、MIDI、計算機(jī)音樂、音樂人工智能迅速發(fā)展。未來的音樂、未來的音樂教育將與計算機(jī)、人工智能息息相關(guān)，未來的音樂一定會是一個多維的音樂空間，未來的音樂值得我們不斷探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫丹陽.中小學(xué)音樂教師如何應(yīng)對人工智能時代的到來[J].北方音樂，2019，39（06）：81-83+88.

[2]卞墨清.人工智能音樂可版權(quán)性研究（上）[J].大眾文藝，2023（15）：81-83.

[3]孫倩.基于關(guān)聯(lián)主義的“大數(shù)據(jù)+音樂教育”教學(xué)模式探究[D].南京藝術(shù)學(xué)院，2020.