虛擬現實技術在高校音樂教學中的應用

呂繼勇

虛擬現實技術在高校音樂教學中的應用，主要是指通過虛擬現實技術為學生創造擬真的音樂學習環境，并讓學生通過虛擬現實技術從視覺、聽覺、觸覺等多感官來看見、聽見、觸摸到音樂。同時，虛擬現實技術所具備的高交互性和沉浸性，可以使學生與模擬對象進行對話并沉浸其中，進而提高學生的自主性和創新性。虛擬技術可以作為一種新的音樂學習工具，一方面，學生可以通過它體驗到在現實世界中不可能體驗到的感受，將從前只能依靠想象的畫面釋放出來，為學生提供一種全新的學習感受。另一方面，在信息技術快速發展的當下，新的教學工具層出不窮，音樂教師需要根據新的時代需求，改變傳統的音樂教學思考方式，豐富音樂教學模式，只有這樣，才能更有效地開展音樂教學，提高音樂教學質量。

一、虛擬現實技術的特征

虛擬現實作為一個科學概念，最早由學者Aron Lasier在1980年提出，經過不斷地發展，主要是指計算機技術、傳感器、圖像技術、模擬技術和各種電子技術相結合的虛擬世界計算機模擬系統?，F在，虛擬現實技術在醫學、娛樂、教育等領域的實踐應用都已經取得了不小的成績，成為當前多領域改革與創新發展不可或缺的新技術。

一般來說，虛擬現實技術就是我們所熟知的“VR”，具有“沉浸性”“交互性”“想象性”三個主要技術特征。

（一）沉浸性

沉浸性是指虛擬現實技術所創造的生動逼真、身臨其境的感覺。通過專用的虛擬控制裝置，用戶在虛擬現實技術所模擬的數字環境中可以體驗到多種感受，進而模糊數字世界和現實世界的界限。

（二）交互性

交互性是指用戶與模擬環境之間的交互過程。虛擬現實交互是通過傳感器進行實時傳輸的，用戶可以在虛擬環境中通過身體感官實現任何自身與模擬環境的交互，如佩戴VR眼鏡進行的虛擬蹦極、沖浪、過山車等。

（三）想象性（也稱為創造性）

人的想象中存在許多現實世界中不存在的場景，通過虛擬現實技術可以將人腦中的很多場景按照個人意愿迅速呈現。

二、虛擬現實技術在音樂教學中的應用

隨著科學技術的不斷進步和發展，虛擬現實技術開始慢慢出現。眾所周知，教學工具和教學內容、教學人才等是相輔相成的。即便擁有優質的教學內容，配備優秀的教師隊伍，更新教學工具也是必要的。虛擬現實技術作為一種具備巨大優勢的新型教學工具，其對教學內容的表現力和傳播力不容忽視。相較于傳統教學模式，教師在課程上對學生單方面“灌輸”，不可避免地存在著非主動、弱互動的瓶頸，而引進虛擬現實技術的教學模式更側重于強調學生的學習過程，使學生能夠自主體驗、自發思考與學習，增加教學的實踐性和真實性，滿足師生對教學內容3D展示的趣味性和創新性的需求。虛擬現實技術的高沉浸性和互動性，可以促進教師和學生之間的互動，讓學生更容易接受和理解學習內容，從而提高學生的學習興趣。

（一）虛擬現實技術應用于音樂教學的理論基礎

1.認知主義

認知學習理論認為，學習是一個內在的發展過程，是一個同化和適應交替作用的循環過程。虛擬現實技術與教學的結合從學生的認知心理出發，關注學生對學習過程的具體體驗和理解，最終完成新舊知識的同化，建立自己的認知結構。

2.建構主義

建構主義為虛擬現實技術在教學實踐中的應用提供了理論基礎。虛擬現實技術的沉浸感可以在一定程度上消除學習者與學習工具之間的界限，為個體創造一種新的認識世界的體驗，進而促進學習材料的轉化。

3.多元智能理論

霍華德·加德納認為，多元智能理論是指人類至少擁有7種不同的智能和相應的學習方式，即語言和性格智能、數字智能、藝術智能、身體智能、音樂智能、人際智能和自我智能。每一個智能領域都有不同的“智能”。虛擬現實技術可以充分激發學生參與學習的多種感官，豐富學習者的學習體驗，提高學習者對多元感官的參與，平衡多元感官的發展，提高學習效果，最終促進個體智能的發展。

（二）虛擬現實技術在高校教學實踐中的應用

1.虛擬現實技術在聲樂教學中的應用

聲樂教學過程有兩種方式：心理想象誘導和生理機能解釋。心理想象誘導更注重心理感受過程，往往通過比喻等方式進而延伸到暗示學生的心理，讓他們在心理暗示以及思考的過程中做出相對應的生理反應，進而在技術上實現對聲音的調節。

例如，在課堂上解釋呼吸問題時，教師會使用“半打呵欠”和其他心理暗示來指導學生完成歌唱和呼吸技能的訓練。當學生接收到“半打哈欠”的信息后，學生可以通過心理暗示完成完全吸氣，擴張胸部，降低橫膈膜，擴張腰部和腹部的調整。在這個過程中，學生通過感知反應可以滿足聲樂歌唱的聲音要求，但一般不好控制程度?！鞍氪蚝乔贰钡淖饔檬谴蜷_喉嚨，但在這種生理反應之后，喉嚨雖然會張開，聲帶也會分離，但不能很好地用于歌唱。此時，就需要解釋執行以下部分生理機能。

生理機能解釋過程包括使用物理學、生理學和其他知識，使學生能夠從科學的角度理解聲音活動的過程。這樣，學生可以直觀地了解并訓練身體器官的協調和運作；在練習過程中，學生可以自動控制身體器官的配合，合理使用身體進行必要的歌唱技術訓練。例如，在用物理知識解釋聲音產生的過程時，要表明聲音是由人體聲帶的振動引起的，然后進一步解釋了聲帶在聲音產生過程中的作用，最后結合生理學的知識，讓學生知道人體的聲帶在人體的位置。由于生理機能的解釋是客觀且嚴肅的，學生必須還要了解解剖學等其他知識。上述這兩種方法在聲樂課上是有機結合的。心理想象誘導的過程更關注心理學，生理機能解釋更關注生理學，心理學和生理學需要互相補充、互相作用。在當前高校聲樂課程中，教師一般通過PPT講解“聲帶擋氣，肺部吸開，橫膈膜支持”等知識。面對這種課堂內容講解，學生一般會產生很多困惑和疑問：“聲帶在哪兒？”“怎么擋氣？”“氣是什么？”“肺怎么吸開？”“橫膈膜是什么？”等等。這時，虛擬現實技術可以快速解答學生的種種疑問。教師可以使用計算機或其他信息設備，打開相關生理解剖學的三維立體圖形，并將其與圖片進行比較，以解釋聲帶、肺和橫膈膜的位置。在解釋聲帶震動時，打開虛擬動力學模型，用該模型解釋聲帶如何振動、阻力的形成、肺部如何呼吸以及橫膈膜如何支撐等問題。學生通過虛擬現實技術，可以直觀、高效地掌握聲樂課知識。

2.虛擬現實技術在器樂教學中的應用

虛擬現實技術具有沉浸性、交互性、多感知性、構想性、自主性等特點。作為一種教學工具，其在應用中的優點是可以有效地克服單純線上課堂的問題。同時，通過虛擬現實技術提供真實的感知可以加深學生對音樂理論知識和音樂實踐經驗的理解和記憶，從而增強學生的自主學習能力。

虛擬現實技術在器樂教學中的應用是多方面的。例如可以在器樂教室創建虛擬器樂教師，解決師資力量不足的問題。還可以模擬知名器樂大師的演奏現場，讓學生去感受藝術氣息。同時，還可以模擬場景設計呈現樂曲背后的故事，讓學生就像聽故事、看電影、玩游戲一樣實現課程學習目標。最普遍的應用是器樂知識的立體、生動呈現，例如，在琵琶的授課中，可以將琵琶彈奏的正確坐姿、基礎手法、樂器怎樣抱持等細節用虛擬現實技術全方位地呈現出來，同時，用顯示屏展示控制指法的暫停和放大。另外，學生可以及時提問，教師可以在虛擬現實技術模擬的場景中實現“面對面”的回答?？傊?，虛擬現實技術可以更大限度上實現器樂教學內容的立體、生動呈現，無論是大的學習場景，還是小的學習細節都包括其中，有效銜接器樂教學中的各教學要素，把傳統教學中線性的“一對多灌輸”變成立體多維的“全員沉浸”，將課堂教學的各要素呈現出來。

另外，在器樂課程的樂曲故事設計中，虛擬現實技術模擬的場景可以讓學生進入無限延伸的知識空間。通過多維“沉浸式”的表現，在虛擬現實系統的指導下，學生可以探索音樂背后的歷史故事，深入學習演奏需要的相關技巧，感知音符背后的人文情感，讓學生獨立發現問題的“答案”。也就是說，虛擬現實技術在器樂教育中的應用，是為了讓學生找到自己必須追求的目標，實現興趣培養的導向性。

三、虛擬現實技術在音樂教學中的應用價值

進入21世紀以來，隨著各種新興技術的不斷發展，新技術逐漸改變了傳統的教學模式和觀念。借助互聯網、云計算、人工智能、大數據等手段，新技術不斷創造新的教學環境，有效提高教學質量。虛擬現實技術作為新的信息化教學工具，可以使人們沉浸在虛擬環境中，在虛擬環境中產生多維的信息相互作用。這樣一來，視覺上的沉浸和交互被創造出來，學生可以進入虛擬場景觀察、學習、操作。

虛擬現實技術在音樂教學中的具體應用，不僅提高了課堂教學的有效性和趣味性，還降低了音樂教學客觀條件下的困難（例如空間有限、設備不足等），切實推進了音樂教學改革的步伐。與傳統的高校音樂教學相比，虛擬現實技術可以帶來全新的學習體驗，進而改變傳統的學習方式，其應用價值主要體現在以下幾個方面。

（一）變革傳統教學方式，創造沉浸性學習情景

多媒體教學作為當今高校音樂教學的主流，其信息系統只能在經過編程之后在計算機上瀏覽和學習，這大大降低了學生參與學習的主動性和積極性，不可否認的是，其具有明顯的限制性。虛擬現實技術創造的模擬環境與現實世界相似。它可以創造一個無限接近真實的高沉浸性、可以自然且良好交互的學習場景，彌補傳統的多媒體技術在創造學習場景方面交互功能的不足，進而導致音樂教學的方法和手段受到限制。同時，虛擬現實技術是信息技術發展的必然趨勢，它不但可以創造擬真的學習環境，使教學內容進一步可視化，突破課堂知識的重難點，提高學生的學習效率，提高教學質量。另外，虛擬現實技術還可以結合益智游戲、移動教學等手段，有效解決多媒體教學無法解決的問題，創造沉浸性學習情景，讓教學和娛樂相結合，進一步激發學生的學習興趣，創造學習情景，促進合作交流。因此，在音樂教室中利用虛擬現實技術創造虛擬學習環境會產生良好的教學效果。

（二）教學環境逼真，便于學生理解

在傳統的教學過程中，知識（或信息）的傳輸通常依賴于二維形式，如文字或圖像，這些形式易于解釋簡單、易表達的知識，當遇到復雜且抽象的知識時，文字或圖像的解釋功能較弱。與傳統教學知識的二維化呈現相比，虛擬現實技術的呈現效果更生動、立體，可以輕易消除學生時間和空間上的認知障礙，為學生提供生動、有趣的教學環境。例如，看不見的音符可以通過虛擬現實技術轉化成圖像或場景。使音樂由無形轉換成有形，而且可以滿足學生的個性化需求。例如，通過虛擬現實技術，學生可以看到代表熱情的音樂旋律是紅色的、舒緩的音樂旋律是黃色的、跳躍活潑的音樂旋律是綠色的。不同顏色的音符交織在一起，通過視覺與聽覺的雙重感受，學生可以正確捕捉不同顏色的音符，明確音樂的特征，提高音樂鑒賞能力。虛擬現實技術和音樂教學的結合，目的是讓學生體驗各種各樣的知識構筑場景，有效地加深學生對抽象知識的印象，使之深入理解抽象概念。隨著5G時代的到來，未來5G+VR，VR多人異地同虛擬場景教學是教育行業的大勢所趨。

（三）打破實踐限制，優化教學環境

在高校的音樂教學中，實踐教學占有重要地位。對實踐教學而言，最大的障礙之一就是受空間、環境和設備等實踐條件的限制。特別是鋼琴的模擬練習、聲樂的練習、指揮的練習等，需要昂貴的設備和特定環境才能進行實踐訓練，而諸如為“鋼琴大賽訓練而建造一個真實音樂廳”的做法是不可取的。虛擬現實技術在高校音樂教學中的最大優勢是模擬訓練系統的開發，突破環境和設備的限制，為教師和學生提供理想的虛擬實踐教學環境。

（四）降低教學成本，規避資金風險

對于高校音樂實踐教學而言，其能夠順利有效開展的基本前提是豐富的資金投入。訓練場的建設和設備的持續性投入都需要充足的資金作為保證。一門專業有很多課程，根據各課程的相關訓練條件進行建設，會給學校帶來巨大的經濟負擔?，F在，節約教學成本是高校的共識。而虛擬現實技術的核心是計算機軟件，在不使用真實音樂器材的情況下，可以在同一場所實現各種訓練和教學功能。例如，在虛擬現實技術模擬的數字教學場景中，音樂設備如鋼琴、小提琴、吉他等都可以是虛擬設備，這可以顯著降低教學成本。

四、結語

隨著現代計算機和智能手機等智能終端的普及，虛擬現實技術將會得到廣泛應用，也將進一步挑戰傳統音樂教學模式。因此，音樂教學中虛擬現實技術的應用將會更加廣泛。如節奏技能訓練，虛擬現實技術既可以模擬相關的音樂器材，也可以構建相關的器材模擬訓練。這樣，學生既可以借助虛擬現實技術學習節奏，也可以在模擬訓練系統中按照特定的節奏進行練習。對于音樂這類需要想象力的學科，虛擬現實技術可以在三維空間內明確地表現各種各樣的事物，可以模擬普通教室無法全方位實現的場景，可以很好地解決傳統高校教學中存在的問題，為學生提供立體、生動的學習場景，使學習內容和學習方法變得有趣，進一步豐富學習資源，減少實踐訓練的難度，顯著降低教學成本，提高教學質量。虛擬現實技術不僅能促進學生的全面學習，還可以引導專業知識的多渠道轉移，保證積極開展多種形式的教學模式，確保學生扎實學習和掌握本學科的基礎知識，不斷提高學生的學科能力，達到預期教學效果。而虛擬音樂教學是虛擬技術在音樂教學中的應用，為音樂教學模式的革新提供了新的平臺和空間，實現了教學模式的革新。