实验室音乐教学论文

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1国内音乐教学实验室的现状

使用模拟音频传输技术，有较大的制约性。数码钢琴教室和MIDI音乐教室在设备间的连接及与主控设备（或称教师机）连接时，大多都是使用模拟或是数模结合的形式，而在音乐教学系统中最重要的信号——音频信号则都是使用模拟信号传输。模拟信号传输对教学系统的制约性主要体现在几个方面：一是失真大。传输线越长，失真越大。二是不能同时多机传输。如果几台学生机想要同时向教师机传输音频信号，其结果必然是多路音频信号交织在一起，教师无法听辨。三是效率低。模拟音频信号传输时，时间只能是1︰1等时传输，传输信号时要耗费大量的时间。四是距离制约性。模拟音频信号只能在教室内传输，如果教师想在家里批改作业则无法实现。

2实验室的组建原则

2.1音频信号传输使用数字化网络技术

新型音乐教学实验室充分利用网络资料交换技术的优越性，将模拟音频信号经过A/D转换（模数转换）后的音频信号或音乐数据文件，通过标准TCP/IP网络协议传送给用户终端。实验室系统运用成熟、先进的IP组播技术，能全面支持主流的数字音频格式，具有良好的音频质量，并且能同时接入多路模拟音频信号，实现语音信号和音乐信号同时传送。系统能支持网络广播，支持教学内容和文件的分发，无缝地接入高速的校园网或互联网。

2.2使用软件技术实现核心功能

传统的音乐实验室的技术核心一般有两种形式：一种是纯硬件，以数码钢琴教室为代表；另一种是专业硬件加软件。两种形式对硬件有很强的依赖性，师生使用不方便，新增内容导入复杂，维修保养难度大。一旦生产厂商破产，或该型号设备停产，实验室的整套系统则不能够保证售后服务，其结果就是设备瘫痪，实验室成为摆设的道具。

2.3实验室可开设的课程覆盖面要广

实验室可开设的课程覆盖面广将成为新型实验的最大亮点。现行国内音乐教学实验室少，其原因是多方面的，而最主要的原因是水土不服，可开设的课程较少。通过对国内多所学校进行考察，要么是没有实验教学系统，要么是从其他学科移植到音乐学科的，对音乐课程并不能很好的支持，除能开设部分音乐理论课程外，音乐技巧课程。例如，声乐、钢琴、器乐等核心课程都无法使用。而新型音乐教学实验室的组建将能实现音乐技巧类实验课程的教学。

2.4实验室要易用且有前瞻性

实验室教学环境内的设备要易学易用。在音乐实验教学中只有学会并善用现代教学工具，才能拓展和丰富新的教学手段，给学生丰富的展现空间。［1］实验室的建设应该充分的考虑用户需求，满足5～8年内音乐实验课程教学模式改革的需要。既要满足于在实验室内推广现有的成熟实验教学方法，又要有一定的前瞻性，使得教师在新型的教学环境创造出更好的实验教学方式。

3实验系统的基本原理

3.1系统的组建

新型音乐教学实验室是在普通PC机上安装软件进行音乐教学，根据不同的课程辅助配备外置设备。例如，USB音频卡、高保真电容话筒、监听耳机、MIDI键盘、USB吹管控制器等。设计集合了计算机、网络、数字音乐设备等领域的最新技术，开发出新型的音乐教学系统。它把MIDI音乐教室、多媒体网络教室、数码钢琴教室集等功能集合成一个整体，整合丰富的多媒体音乐学习资源，学生在听到声音的同时还能感受丰富的画面效果，充分发挥了多种媒体形式的优势，给学生综合性的感官刺激。通过声像结合的形式辅助音乐学习，可以达到事半功倍的效果。实验室突破了传统的音乐教室单一的教学模式，在实验室内外师生都能进行良好的教学交流。既是对传统音乐教学模式的一种创新，同时充分利用学校既有的数字化设备，避免建设功能单一的音乐实验室，造成教学资源的浪费。

3.2联网络集成

音乐教学实验室可以支持网络协议，能够与现有的校园网络无缝连接。随着数字化校园建设和“宽带中国”战略的逐步实施，教学实验室将有更为广阔的领域和空间。师生可以随时浏览相关的网页和点播视频资源，教师的课件夹、本地硬盘等，能与学校教学资源库无缝的连接。拥有管理权限的老师或实验室管理能实时掌控学生端的动态，即使解决学生在学习过程遇到的问题。

3.3音频品质的控制

音质的处理在音乐教学实验室中尤为重要，它将关系到整套系统的成败。在音乐数字化教学实践的过程中，音频的品质有两方面因素决定的。一是声音的延时。二是声音采样率。

（1）声音的延时。声音的总延时不能超过0.1秒,即100毫秒。超过会让使用者感觉有“回声”效应，并且我们应该通过各种手段尽可能的缩减延时。声音的总延时是采样延时、处理延时、网络传送延时三方面的总和。采样延时是有音频卡的性能决定的，主板集成的音频卡一般延时在150毫秒以上，而独立的专业音频卡延时可以控制在2～10毫秒。处理延时和网络传送延时是由系统架构和网络硬件决定的。通过实验，选用现行成熟的系统架构和1000M网络设备，能将延时控制在30～50毫秒的范围。

（2）声音采样率。采样率越高，音频的品质则越好，失真也越小。除专业录音棚使用192K和96K的采样率以外，一般达到44.1K的采样率，也就是我们CD级的采样率则足以满足音乐教学的需要。主流的实时声音处理架构，如Matrix等，采用48kHz超高采样率，使声音表现更为逼真，近似于CD级的音频品质。经过测试，声音的丰满度、明亮度、颗粒感、音色感都达到了预期的目标。

4音乐实验教学与考试功能应用

音乐实验教学与考试功能是由系统的一个或多个模块共同作用完成的。音乐教学实验室系统的常用功能模块有：广播、推送、分组讨论、监控、收发作业、音视频采集、考试及阅卷等。

4.1实验教学

声乐、钢琴、器乐等音乐实验课程是高师音乐学习的骨干课程，对提高教学质量，培养应用型音乐人才具有举足轻重的作用，受到每一位音乐学习者和音乐教育者的高度重视。传统的实验室能解决音乐理论课程教学的问题，但能对音乐实验课程教学提供支持的教学实验室可谓是凤毛麟角。新型的教学实验室的设计除能完成传统理论课程的教学，它还能对音乐实验课程教学提供支持。例如，声乐课时，系统可以将多角度的视频图像、钢琴伴奏声音、演唱声音在实验室里同步、高速的广播到几十人、几百人的电脑系统中。学生可以选择同步收看和收听所有的图像和声音，也可以对具体某个角度的视频图像放大观看。而在声音的处理上更是体现出音乐教学实验室系统的专业性。音频是通过多声道技术采集传送的，学生不但可以收听伴奏和人声合成的声音，而且课后也可以单独收听教师的伴奏，方便进行演唱训练，还可以去除伴奏声音的干扰，只听老师演唱的声音。高保真的采集设计，能使学生清晰的听辨每个字的字头、字腹、字尾及呼吸换气的声音等。

4.2评阅作业

音乐实验课程作业完成的优劣对教学质量有着重要的影响。有的学生刻苦练习，每天2～3小时，有的上课前一天才在临阵磨枪。在现有的教学环境下，教师对学生实验作业的检查只能是在课堂上进行。即占用了大量的教学时间，也不能对学生的作业情况进行全面的了解。学生在作业回课时也许会受到多方面因素的影响，如心理紧张，状态不好，体育课刚刚下课等等。同时，教师对每位学生的整个学期实验作业完成情况也只能凭主观印象，缺少音像记录。而音乐教学实验室则恰恰能解决现有的问题。学生在完成好实验作业后，可以去到实验室的采集间，采集2～3次完成作业的过程，选择最好的一次提交给专业课的老师。而教师在上课前一晚能对作业进行评价，即节约上课的时间，又能建立好学生整个学期、甚至大学四年的专业学习档案。

4.3数字化考试

考试是对学生的知识才能进行考查测验，也是一门课程教学的最后一个环节。数字化考试是教育改革的重要方向，为师学提供“灵活、方便、科学、公平”的“测评服务”。传统的音乐实验课程考试在众多学科中也颇具特色，每一位学生单独演唱或演奏，几位或十几位专业老师在现场听审评分。这样既造成学生有极大的心理压力，又使得教师们连续几天的从早坐到晚疲惫不堪。新系统的使用可以为音乐实验课程的考试提供一种更优的选择。学生在指定时间采集提交考试视频后，由系统随机分配给3位专业老师评分，如果分数差异不超出系统预设的阀值，则成绩有效，计算平均分。反之成绩无效，再次随机分配评分。这样能减轻教师的工作量，同时学生们也能得到客观公平的评价，符合“灵活、方便、科学、公平”的数字化考试宗旨。新型音乐教学实验室的组建和应用，将会引导音乐实验课程教学模式的重要改革。它能将先进的数字化媒体技术及电脑音乐技术运用于声乐课、钢琴课、器乐课等实验课堂，有利于教师充分传达音乐教学意图，使学生在最短时间内获取更多的信息，有利于激发学生的学习兴趣，提高教学效率及质量。同时也是地方高等学校应用型人才培养目标顺利实施的有力保证。

作者：陈林君 单位：肇庆学院