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音樂技能計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)與數(shù)字化教學(xué)模式
摘要：本文涉及一種音樂技能輔助訓(xùn)練系統(tǒng)和與之相適應(yīng)的創(chuàng)新音樂技能訓(xùn)練數(shù)字化教學(xué)模式。系統(tǒng)通過對學(xué)習(xí)者的音頻、視頻及生理等的信息做出詳細(xì)分析，把練習(xí)實(shí)況全面保存在數(shù)據(jù)庫中，檢測其技能水平的變化，為教學(xué)和訓(xùn)練提供直觀的視覺信息和系統(tǒng)的、全方位的科學(xué)參數(shù)，把抽象的技能理論和方法變成直觀的、易理解的圖像或數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高音樂技能訓(xùn)練的科學(xué)性，提高音樂技能學(xué)習(xí)的效率。
關(guān)鍵詞：音樂藝術(shù);音樂技能;高等教育;教學(xué);計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng);數(shù)字化
一、引言
音樂技能訓(xùn)練教學(xué)是音樂教育的重要內(nèi)容。長久以來，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在很多學(xué)科門類中得到了廣泛運(yùn)用。然而，國內(nèi)外對音樂技能教學(xué)訓(xùn)練的數(shù)字化研究成果很少。作者試圖在研究過程中建立一套全方位的能夠在音樂技能訓(xùn)練過程中使用的一種計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的數(shù)字化系統(tǒng)，擴(kuò)展傳統(tǒng)音樂訓(xùn)練的方式與方法，用數(shù)字化的手段提高音樂技能訓(xùn)練的效率。
類似本課題的研究，比較有名的研究是“聲樂訓(xùn)練中口腔鏡影像的分析”，20世紀(jì)中期以來，共振峰的研究、聲音的頻譜分析等，這些研究均與本文的研究角度不同。本文涉及一個(gè)音樂技能輔助訓(xùn)練系統(tǒng)(Computer Assistant System of Mu-sicianship簡稱CASM)，系統(tǒng)分為兩個(gè)子系統(tǒng)，即聲音(sound)與生理(Physiology)子系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是通過外部設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接，把音樂技能訓(xùn)練者的各種生理與音樂表達(dá)狀態(tài)全面采集到數(shù)據(jù)庫中，對學(xué)習(xí)者的音頻、視頻及生理等方面的信息做出詳細(xì)分析，通過系統(tǒng)軟件平臺顯示各種數(shù)據(jù)，提供直觀的視覺信息和系統(tǒng)的、全方位的科學(xué)參數(shù)，把抽象的技能理論和方法變成直觀的、易理解的圖像或數(shù)據(jù)，把練習(xí)實(shí)況保存在學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量情況數(shù)據(jù)庫中，檢測其技能水平的變化，進(jìn)而提高音樂技能訓(xùn)練的科學(xué)性。
以聲樂技能為例，它的教學(xué)與訓(xùn)練是一個(gè)包括諸多因素在內(nèi)的復(fù)雜體系，聲音的內(nèi)容有：高低、強(qiáng)弱、長短、音色、吐字等，生理內(nèi)容有：表演形態(tài)、呼吸、表情、姿勢、動(dòng)作、方位等。因此，CASM系統(tǒng)是建立基于音樂知識與技能、生理知識、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)知識、錄音分析技術(shù)、視頻分析技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)等基礎(chǔ)上的。通過音樂訓(xùn)練各種要素的數(shù)字化信息在教學(xué)中的運(yùn)用，便形成了音樂技能訓(xùn)練的數(shù)字化教學(xué)新模式。
CASM系統(tǒng)的研究與開發(fā)，是音樂技能教育領(lǐng)域里的一個(gè)全新課題，該課題是一項(xiàng)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本文因研究篇幅等因素僅涉及其中的部分內(nèi)容，從聲樂訓(xùn)練人手，僅對CASM系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、音頻支持模塊、生物信號記錄模塊等幾個(gè)方面做出闡述。動(dòng)作技巧訓(xùn)練部分、平臺內(nèi)核設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、系統(tǒng)語言、數(shù)據(jù)處理、個(gè)案研究實(shí)例等內(nèi)容在其他文章中論述。
二、基于CASM系統(tǒng)的訓(xùn)練與教學(xué)模式創(chuàng)新構(gòu)思
1、CASM系統(tǒng)的工作流程與創(chuàng)新教學(xué)模式
CASM系統(tǒng)在音樂技能訓(xùn)練中的運(yùn)用，是對傳統(tǒng)音樂教學(xué)方法的創(chuàng)新與延伸。在計(jì)算機(jī)輔助音樂技能教學(xué)中，必須把計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和音樂技能訓(xùn)練有機(jī)地結(jié)合起來，才能實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新。在課堂教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)一般對技能的要領(lǐng)描述是模糊的和不確定的，如氣息要撐住、放松等，沒有一個(gè)直觀的標(biāo)準(zhǔn)或者形象的描述。CASM系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依靠計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力，在一些基本物理定律的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算來模擬和還原現(xiàn)實(shí)中的復(fù)雜細(xì)節(jié)。以此為依托，將現(xiàn)實(shí)中難以表達(dá)的細(xì)節(jié)通過計(jì)算機(jī)得到分析結(jié)果，從而極大地縮短練習(xí)時(shí)間、快速突破技巧瓶頸。使學(xué)生逐步擺脫所謂“音樂學(xué)習(xí)只可意會(huì)、不可言傳”觀念的束縛。使音高、節(jié)奏、強(qiáng)弱、呼吸、表情、共鳴等諸多因數(shù)有一個(gè)可以參照的數(shù)據(jù)，把晦澀的概念變成直觀的數(shù)據(jù)或圖表，這樣教師在教學(xué)過程中增加了很多參考數(shù)據(jù)，講解變得容易并且準(zhǔn)確了，教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)變。
以計(jì)算機(jī)為中心的CASM系統(tǒng)為我們提供了龐大的數(shù)據(jù)存儲能力，它能夠?qū)⒁粋�(gè)音樂專業(yè)學(xué)生的所有練習(xí)、比賽、演出的全部過程完整地記錄下來。音樂技能訓(xùn)練帶有個(gè)性化的特點(diǎn)，每位教師采用的訓(xùn)練手段各不相同，對來自學(xué)生的反饋的關(guān)注度也不一樣，因而訓(xùn)練數(shù)據(jù)就具有很大輔助作用。
在這個(gè)輔助訓(xùn)練系統(tǒng)的平臺上，我們將傳統(tǒng)音樂訓(xùn)練指標(biāo)分析的方法和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)到軟件里，從而能幫助學(xué)生和教師在日常訓(xùn)練與管理中掌握和擴(kuò)充專業(yè)知識，達(dá)到教學(xué)相長的效果。
利用同一個(gè)平臺上的存儲數(shù)據(jù)，我們還可以進(jìn)一步對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從中尋找出學(xué)生的不同特性，進(jìn)而輔助制定每個(gè)學(xué)生的練習(xí)計(jì)劃，總結(jié)技能訓(xùn)練規(guī)律，將經(jīng)驗(yàn)加以驗(yàn)證，使訓(xùn)練達(dá)到科學(xué)化、系統(tǒng)化。
構(gòu)建一個(gè)完整的輔助訓(xùn)練分析系統(tǒng)，把計(jì)算機(jī)及周邊設(shè)備應(yīng)用到音樂專業(yè)學(xué)生的日常技能技巧訓(xùn)練中，這樣，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)流程就產(chǎn)生了變化。我們在傳統(tǒng)訓(xùn)練流程的基礎(chǔ)上提出了CASM的訓(xùn)練流程與教學(xué)模式。
上述表明CASM的訓(xùn)練流程由兩個(gè)閉環(huán)組成，內(nèi)環(huán)保持了傳統(tǒng)訓(xùn)練模式的回路，外環(huán)是一個(gè)自我糾正的回路，兩個(gè)環(huán)嵌套在一起。內(nèi)環(huán)比傳統(tǒng)流程僅在反饋回路上增加了“數(shù)據(jù)庫”和“計(jì)算機(jī)輔助分析”兩個(gè)模塊。“數(shù)據(jù)庫”將學(xué)生以往所有訓(xùn)練的內(nèi)容和效果等數(shù)據(jù)都記錄下來供分析所用;“計(jì)算機(jī)輔助分析”模塊則在“數(shù)據(jù)庫”的支持下，運(yùn)用數(shù)據(jù)指標(biāo)分析等方法，代替教師分析學(xué)生的身體狀態(tài)等內(nèi)容。外環(huán)是新增加的一個(gè)回路，其中“常規(guī)訓(xùn)練方法”是一個(gè)模糊概念，它包括訓(xùn)練計(jì)劃、訓(xùn)練手段、技術(shù)動(dòng)作和訓(xùn)練學(xué)方法等音樂表演技能的關(guān)聯(lián)要素。系統(tǒng)在取得各種數(shù)據(jù)以后，與對照組進(jìn)行對比，顯示出技能水平的變化與差距。訓(xùn)練者通過與CASM系統(tǒng)的互動(dòng)，從而達(dá)到改變訓(xùn)練要素，達(dá)到自我糾正的目的。
2、CASM系統(tǒng)中的教學(xué)過程互動(dòng)關(guān)系
傳統(tǒng)的音樂技能教學(xué)在課堂上，教師與學(xué)生的關(guān)系是單向的，教師經(jīng)驗(yàn)式的指出問題的不足，課后訓(xùn)練由學(xué)生通過記憶和有限的理解自己完成，沒有互動(dòng)。交互性是課后音樂技能訓(xùn)練的一個(gè)難題，CASM系統(tǒng)的交互式性設(shè)計(jì)變得尤為重要，良好的交互性將改變音樂技能訓(xùn)練課堂教學(xué)的模式和課后練習(xí)的模式。
音樂技能訓(xùn)練是一個(gè)實(shí)踐性與操作性強(qiáng)的領(lǐng)域，課堂教學(xué)可以通過教師與學(xué)生的互動(dòng)來完成，課后訓(xùn)練只能通過學(xué)生的自主練習(xí)來完成，課后訓(xùn)練由于缺少了互動(dòng)性使效果變得不理想，CASM系統(tǒng)的交互性，把課堂延伸到課后，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變。在課堂教學(xué)中，CASM系統(tǒng)可以作為輔助教學(xué)的工具，使課堂教學(xué)互動(dòng)性更強(qiáng)，在課后訓(xùn)練中，改變傳統(tǒng)的單線模式，增加互動(dòng)環(huán)節(jié)，使課后練習(xí)與課堂教學(xué)緊密相連。配備了音樂技能計(jì)算機(jī)輔助訓(xùn)練系統(tǒng)，就相當(dāng)于學(xué)生在訓(xùn)練過程中隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)一位經(jīng)驗(yàn)豐富的“教師”在陪伴練習(xí)，有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)習(xí)效率。
三、CASM系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1、音樂技能輔助訓(xùn)練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
音樂技能計(jì)算機(jī)輔助訓(xùn)練系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、存儲、分析、顯示和建議決策等幾部分組成。
系統(tǒng)輸入的數(shù)據(jù)包括預(yù)設(shè)的訓(xùn)練內(nèi)容、周邊設(shè)備記錄的數(shù)據(jù)以及對比數(shù)據(jù)等，輸入采用多通道方式，系統(tǒng)輸出主要以圖像和聲音為主。
另外，從結(jié)構(gòu)上還可以將系統(tǒng)劃分為三部分：第一部分是以數(shù)據(jù)庫為核心的訓(xùn)練管理系統(tǒng)部分，包括數(shù)據(jù)的錄入和顯示、訓(xùn)練進(jìn)度管理，主要負(fù)責(zé)日常技能訓(xùn)練信息管理;第二部分是以練習(xí)數(shù)據(jù)指標(biāo)分析為核心的輔助系統(tǒng)部分，幫助教師監(jiān)測學(xué)生狀態(tài)、提出建議訓(xùn)練內(nèi)容;第三部分是以回放示范為核心的系統(tǒng)部分，幫助教師和學(xué)生改進(jìn)訓(xùn)練方案。訓(xùn)練管理系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，主要對應(yīng)數(shù)據(jù)庫;輔助分析子系統(tǒng)對應(yīng)內(nèi)環(huán)回路;回放建議子系統(tǒng)對應(yīng)自我糾正外環(huán)。
2、CASM系統(tǒng)的功能與外部設(shè)備框架
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要對音樂基本技能基本要素做出分析，以聲樂訓(xùn)練教學(xué)為例，從歌唱的生理機(jī)制方面來研究。聲樂是一種歌唱技能，聲樂訓(xùn)練是圍繞這一技能而展開的系統(tǒng)訓(xùn)練。正確的發(fā)聲是由呼吸、發(fā)音、共鳴以及語言諸因素共同協(xié)調(diào)配合而成的，但它們也是互相牽制的，沒有任何一個(gè)因素能在發(fā)聲中單獨(dú)存在。我們的訓(xùn)練過程無論是從呼吸人手也好，還是從共鳴位置人手也罷，最終都應(yīng)是使整個(gè)歌唱機(jī)體處于最佳歌唱狀態(tài)的積累。因此，CASM系統(tǒng)在運(yùn)用到聲樂訓(xùn)練方面時(shí)兼顧到聲音和生理兩個(gè)方面的諸多要素，這些要素需要不同的外部設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接來采集。
聲音模塊主要由錄音設(shè)備及其相應(yīng)錄音軟件、音頻分析軟件、綜合平臺構(gòu)成。系統(tǒng)能夠即時(shí)處理學(xué)生演唱、演奏所產(chǎn)生的信號，由錄音設(shè)備、錄音軟件采集聲音，由頻譜分析軟件分析聲音，提煉出音準(zhǔn)與節(jié)奏、共鳴狀態(tài)等音樂訓(xùn)練要素，再由錄音設(shè)備實(shí)現(xiàn)回放功能，對聲音的音準(zhǔn)、節(jié)奏及演唱方法做出對比分析，最后指出問題的關(guān)鍵。
生理模塊主要由喉鏡、生命體征監(jiān)測儀、電子纖維鼻咽喉鏡及其相應(yīng)圖像處理軟件分析軟件與綜合平臺構(gòu)成。它能夠快速采集學(xué)生的演唱形態(tài)、呼吸過程、喉部生物特征等關(guān)于演唱方面的指標(biāo)并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析與對比。
系統(tǒng)給每名學(xué)生建立數(shù)據(jù)資料庫，在結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對每一階段教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行量化分析，大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析及其結(jié)果給教師與學(xué)生提供一個(gè)全方位的訓(xùn)練參考數(shù)據(jù)。
1、系統(tǒng)的主界面
系統(tǒng)中的大量外部設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接，記錄訓(xùn)練數(shù)據(jù)并在主界面中顯示，主界面中的窗口有樂譜窗、參考波形窗、訓(xùn)練波形窗、呼吸曲線窗、肌電曲線窗及錄音播放按鈕等。這些窗口顯示不同的數(shù)據(jù)，可供訓(xùn)練者參考。
在主界面中的音樂庫中可以選擇需要練習(xí)的曲目與教學(xué)進(jìn)度，選定曲目后樂譜窗中顯示相應(yīng)的曲譜。在參考波形窗中顯示預(yù)置的示范波形，訓(xùn)練波形窗顯示訓(xùn)練者的波形。呼吸曲線窗顯示訓(xùn)練者在訓(xùn)練過程中的呼吸狀況，肌電曲線窗顯示訓(xùn)練者肌肉緊張狀況。各種播放按鈕可以播放示范錄音和訓(xùn)練者錄音。主界面中還有節(jié)奏分析、音高分析、斷句分析、共鳴分析等按鈕。這些窗口可以實(shí)現(xiàn)音準(zhǔn)的準(zhǔn)確性判斷、節(jié)奏與強(qiáng)弱的準(zhǔn)確性、吐字發(fā)音的準(zhǔn)確性、共鳴及歌唱聲音中泛音的水平、呼吸的量與呼吸運(yùn)動(dòng)參數(shù)、喉頭的情況、音樂表情表達(dá)、表演的體態(tài)動(dòng)作的軌跡等功能。
2、CASM系統(tǒng)中聲音功能模塊
聲音子系統(tǒng)具有對聲音信號和音序器信號進(jìn)行實(shí)時(shí)處理、將兩種信號進(jìn)行比對、信號差異進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋三項(xiàng)系統(tǒng)功能。例如：系統(tǒng)在接收到一個(gè)人聲波形信號后，可以把該數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行比較，判斷學(xué)習(xí)者的演唱是否正確。如果發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的演唱有錯(cuò)誤，則可以進(jìn)一步確定錯(cuò)誤發(fā)生的位置，判斷出錯(cuò)誤類型。系統(tǒng)還可以播放提前預(yù)置的正確信號數(shù)據(jù)，供學(xué)習(xí)者參考。系統(tǒng)能統(tǒng)計(jì)出關(guān)鍵性錯(cuò)誤，給出錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因及改進(jìn)方法，以達(dá)到通過測試途徑而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的目的。同時(shí)，考慮到測試的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)者的要求，系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性。
此模塊涉及聲音方面的訓(xùn)練內(nèi)容，有節(jié)奏與長短、音高、斷句、共鳴等方面。這里重點(diǎn)提出樂句圖形比較和聲音的共鳴頻譜分析兩個(gè)部分。
(1)樂句圖形比較
樂句圖形比較，是一個(gè)通過聲音波形對參照者及訓(xùn)練者的波形進(jìn)行對比的窗口，窗口中實(shí)時(shí)顯示兩組波形。在播放過程中，學(xué)生能夠看到波形，在波形上可以直接看出音量的大小、歌詞的點(diǎn)、節(jié)奏的圖形、樂句的完整性。通過對比組信息，學(xué)生自己可以找出問題，然后進(jìn)行自我糾正(其對比結(jié)果如圖4所示)。
(2)聲音的共鳴頻譜分析
歌唱的聲音是一種復(fù)雜的復(fù)合音。歌唱時(shí)人聲的基音頻率一般在100赫茲到1500赫茲的范圍之內(nèi)。歌聲中除包含基音頻率外，還包含豐富的泛音和分音。傳統(tǒng)的教學(xué)訓(xùn)練主要依靠經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用“功能聽覺”判斷發(fā)聲的“胸腔、頭腔、咽腔、口腔、高位置共鳴”等抽象概念。CASM系統(tǒng)中的虛儀音頻頻譜分析功能可對聲音進(jìn)行分析。在對聲音進(jìn)行頻譜分析后，可以觀察到音樂的基音(音高因素)和各種泛音、分音(音色、共鳴因素)在不同的頻率段的聲強(qiáng)。這種分析方法得到的是對某一時(shí)間區(qū)域內(nèi)的聲音頻率分析的平均譜，即“頻率譜”。實(shí)際上，它是一個(gè)歌唱的“頻率聲強(qiáng)分布圖”，展示了歌唱發(fā)聲的聲音在不同頻率的聲強(qiáng)概況。我們在這里從音樂聲學(xué)的角度給出一個(gè)比較具體的“聲音形態(tài)”的參照系，使我們不單能聽到聲音，還能從聲音轉(zhuǎn)換的可視圖形中看到聲音的變化。這種分析方法的特點(diǎn)是比較具體、直觀和精確。計(jì)算機(jī)提供的圖形和數(shù)據(jù)不單能客觀地反映音準(zhǔn)、音強(qiáng)，還能夠輔助聽覺對歌唱發(fā)聲的音色、共鳴等因素進(jìn)行更深層次的分析。
如圖5所示。選擇某個(gè)學(xué)生和參照者進(jìn)行對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，參照者除了在基音頻率位置出現(xiàn)聲音強(qiáng)度的高峰外，在2300-4600赫茲的泛音頻率區(qū)域還出現(xiàn)一個(gè)共振的高峰，一般稱為“第四共振峰”或“歌唱共振峰”。在教學(xué)中我們常說的“金屬般的聲音”就是這個(gè)歌唱共振峰所反映出的聽覺感受。而學(xué)生在基音頻率的高峰之后頻譜的聲強(qiáng)包絡(luò)線衰減下來之后，一般不出現(xiàn)明顯的歌唱共振峰。這樣共鳴就變得直觀易懂了。
3、CASM系統(tǒng)中生理功能模塊
首先，歌唱技能訓(xùn)練的歌唱生理分析方面，聲樂教學(xué)離不開物質(zhì)的材料，其本身與自然科學(xué)有著多方面的聯(lián)系，特別是醫(yī)學(xué)、音響學(xué)、生物學(xué)和物理學(xué)等學(xué)科的理論與技術(shù)在聲樂教學(xué)中得到了多方面的運(yùn)用。對發(fā)聲器官缺乏了解，給人們對聲音概念的理解帶來困擾，聲樂教學(xué)活動(dòng)就是對人聲這一“樂器”的科學(xué)認(rèn)知――合理改造――自如運(yùn)用的過程。因此，聲樂教學(xué)與歌唱技能訓(xùn)練從了解歌唱生理開始。
在教學(xué)過程中，系統(tǒng)中設(shè)計(jì)多個(gè)CAI課件，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行講解，讓學(xué)生對歌唱生理有一定了解，利用課件中的圖片對人的口腔、喉部、聲帶、胸部等做一個(gè)介紹;另外，系統(tǒng)利用纖維鼻咽喉鏡對學(xué)生的口腔等部位做觀測，結(jié)合CAI課件預(yù)設(shè)的知識，將兩者的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較，可讓學(xué)生看到的是自己發(fā)聲器官的生理結(jié)構(gòu)，如聲帶的開合情況。當(dāng)學(xué)生對自己用于歌唱的“樂器”構(gòu)造有了一番詳細(xì)了解后，教師在歌唱訓(xùn)練中就能夠更好地與學(xué)生溝通。實(shí)驗(yàn)證明，通過喉鏡觀察到的效果最為直觀，可幫助學(xué)生很好地提高學(xué)習(xí)效果。
其次，在歌唱呼吸的數(shù)據(jù)分析方面，CASM系統(tǒng)中運(yùn)用了幾種生理監(jiān)測設(shè)備，主要作用是監(jiān)測呼吸和呼吸肌肉群的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。呼吸方面的設(shè)備有呼吸力學(xué)監(jiān)測儀，能夠?qū)粑M(jìn)行力學(xué)監(jiān)測。呼吸不正確實(shí)際上就是呼吸肌肉群的動(dòng)作不對。肌肉運(yùn)動(dòng)方面的設(shè)備是多通道生理信號采集處理系統(tǒng)。利用多通道生理信號采集處理系統(tǒng)測量分析肌電圖，監(jiān)測呼吸肌肉的活動(dòng)情況，并進(jìn)行調(diào)整，可達(dá)到有利于歌唱的呼吸狀態(tài)。
總之，研究音樂技能訓(xùn)練的特點(diǎn)并針對不同的技能訓(xùn)練要點(diǎn)建立一個(gè)音樂訓(xùn)練的CASM系統(tǒng)，與一個(gè)智能專家系統(tǒng)相似，用計(jì)算機(jī)來代替音樂專家的一些工作。使抽象的概念與技能變得直觀，把一些模糊的概念用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)或者圖像顯示，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)認(rèn)知。既可以用于教學(xué)或訓(xùn)練，也可以對表演者進(jìn)行測試，使音樂評判具有一定的科學(xué)依據(jù)，并可以提出下一步訓(xùn)練建議。建立該系統(tǒng)的意義還在于這一全新的系統(tǒng)發(fā)展了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，打破了傳統(tǒng)音樂技能課程教學(xué)的局限性，形成了數(shù)字化的音樂技能教學(xué)新模式，對于深化音樂教學(xué)改革有一定意義。
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