数字化音乐互动教室解决方案​

一、系统概述：

​​     数字化音乐互动教室整体解决方案定位于中小学音乐课堂教学，是一款音乐软件与硬件结合的整体解决方案，该解决方案主要通过这种软件为主硬件为辅的方式辅助教学。软件整体分为欣赏教学、演唱教学、演奏教学、识谱教学、创造教学、评价教学六大教学系统；辅助以备课系统、授课系统以及控制系统，给教师提供了全新的教学流程和操作方式，为教师带来更全面、更完善的数字化音乐教学体验。

特点：

（1）让学生主动学、多参与、多互动、培养兴趣，提升创力。

（2）以谱音同步、乐器互动、乐理教学、互动打谱、互动配器、随堂测评六大软件功能为核心；

（3）软件整体分为欣赏教学、演唱教学、演奏教学、识谱教学、创造教学、评价教学六大教学系统；

（4）辅助以备课系统、授课系统以及控制系统，给教师提供了全新的教学流程和操作方式，为教师带来更全面 、更完善的数字化音乐教学体验。

二、系统建设：

l 基础设施

基础设施主要指教室基础建设部分，包括教室氛围、环境设计，吸音板或隔音措施，以及地板布线工程等，都是教室建设前期需要考量的基础工程。可参照效果图如下图：

地板布线工程有地板与布线组成，地板可采用木质地板或防静电OA地板，布线包含电源线、网线以及相关音频线，施工前与确定好设备点位，方便走线开槽以及设备布置。

l 硬件系统

数字化音乐互动教室系统硬件部分由一个教师端、多个学生端作为基础部分，辅以多媒体音响设备和局域网设备组成完整的硬件系统。基本平面布局图如下：

                            ​ 

                                          （图1：系统网络拓扑图）

l 教师端：教师专用操作台、电钢琴、音响设备、教师大屏四部分组成；

l 学生端：学生专用平板电脑、电钢琴、音响设备三部分组成；

                                   （图2：教师端硬件设备）                         （图3：学生端硬件设备）

             l 软件系统（八大教学系统）

1) 教师备课系统

教师备课系统分为备课编辑和备课查看两个部分。备课系统由赏、唱、奏、识、创、评六大模块组成，而这六大模块的内容是依靠软件系统的各个功能而组成，这也是数字化音乐互动教室的创新所在，将所有的软件功能依据教师备课需求添加到六大模块中，教师只需按六大模块的教学顺序授课，不用去想每个功能该怎么使用在课程的知识点授课中，提高了教师授课效率，减少了软件上手操作的难度。

（图4：备课系统软件结构图）

l 备课编辑

在备课编辑面板中分为左右两个区域，左边区域为教案文字编写区，教师可以导入文本文档，或直接在此编写教案；右边区域为教学功能资源列表区，教师编写教案的同时，根据具体课程内容在赏、唱、奏、识、创、评六大模块中添加如谱音同步、曲式分析、重难点乐句、乐器分发等教学功能或音频、视频、图片、文字资源，教师只需按六大模块对应的教学流程授课，教师可不用花更多的心思在如何去串联知识点，提高了教师备课与授课效率。

（图5：备课编辑界面图）

l 备课查看

点击书本进入书本页面，当教师需要查看教学目标、教学重难点有所疑惑时，即可点击书页左上角的教案按钮及打开当前课所对应的文字教案展示窗口，窗口可任意移动。在右侧赏、唱、奏、识、创、评六大模块中可查看备课编辑添加的软件教学功能及资源，参照课程内容教师选择对应模块开始授课。

（图7：备课资源查看界面）

2) 欣赏教学系统

欣赏教学系统，聆听音乐配合谱音同步技术，将音频与乐谱相结合，色带行走于乐谱之上，清晰明了的提示教师与学生当下音频所播放的位置。点触预聆听的乐谱小节，音频即可随之定位。通过曲式分析技术，将晦涩难懂的乐曲结构，以图形化形式表达出来，运用不同高度的半圆代表不同的层级结构，如：乐汇、乐句及乐段等，并通过编辑，描述对每个乐句或乐段的感受。欣赏音乐与分析音乐的教学亦需同步进行，音频定位既可通过谱音同步，也可通过曲式分析，两两相结合，直观且便捷。

（图8：谱音同步界面）

对于课本之外的知识点，可以通过互动百科功能进行教学。互动百科通过建立教学知识数据库，将大部分中小学音乐课程中涉及到的音乐知识点、名人、名曲、乐器等各种音乐拓展知识导入软件系统，输入关键词点击搜索教师即可通过此功能进行拓展欣赏教学，如图9所示。

（图9：互动百科界面）

3) 演唱教学系统

  演唱教学系统，旨在教授学生学唱歌曲。歌谱以全屏的形式展现于学生眼前，抛开多余的元素，有益于集中学生注意力。配合五线谱或简谱歌谱，进行范唱播放、伴奏播放及单旋律播放。还可改变乐曲速度播放、乐曲音调播放及乐曲音色播放。对于歌曲中的难点唱段，可使用反复功能，在乐谱中滑动选取范围，音乐即被锁定于所选范围内重复播放。对于歌曲中的重点内容讲解，教师可选用重难点乐句功能，将复杂节奏或大跳音程录入其中，改变其速度，反复播放，让学生加深记忆。还可对录入的文件进行保存，循环使用。

（图10：曲式分析界面）

4) 演奏教学系统

演奏教学系统用于音乐课堂中的乐器认识与学习。系统运用VSTI技术对每种乐器进行真声采样，让教师及学生即使只通过MIDI键盘也能感受真实的乐器音色。如教师可为学生选择打击乐器或旋律乐器并发送，学生们通过弹奏键盘认识不同乐器的音色，同时还可以进行合奏训练。

（图11：乐器分发界面与学生端乐器示意图）

5) 识谱教学系统

识谱教学系统用于音乐课堂认识节奏、音乐符号、五线谱及简谱教学。其中在五线谱乐理教学功能中，通过点触五线谱功能页面内的五线谱或者敲击键盘来添加音符，同时页面上方实时显示音程、音名和唱名，加深学生们五线谱乐理知识的学习。在添加音符的过程中，五线谱自动完成音符连线等乐理规则。在简谱乐理教学功能中，通过数字化的方式教授简谱乐理，以此来适应不同教学环境。

（图12：五线谱和简谱界面）

6) 创造教学系统

创造教学系统旨在培养学生的创造兴趣及习惯，例如通过互动打谱功能可以给教师和学生提供一个更加专业的音乐互动创作的平台。教师给出动机并释放权限后学生可进行自由创作，再统一提交给教师，教师将学生乐谱可打开发送给所有学生进行学习和讨论，甚至就创作的内容进行更深层次的讲解。创编结果可保存为MIDI音频格式和PDF乐谱格式，为每位学生的学习成果保留印记。

（图13：互动打谱界面）

  在创造教学系统中互动配器功能对于教师是一个更加方便得教学功能。在通过该功能的创作学习过程中，学生只需要点击不同颜色的方块并拖动，方块可即时发出对应的音符声音，同时音符的音高、音名、唱名等信息即时显示，即使没有学习过乐谱的学生也能参与到创作当中，充分调动了学生们的创作积极性，让音乐创作的学习更加简单，加深他们对乐理及音符知识的理解一举多得。

（图14：互动配器界面）

7) 课程评价系统

教学测评模块内置题库数据库，教师可通过题库选择测试题目进行随堂测评，题库中所有题型以及题目均是按照课本中所涉及的知识点以及课后习题在软件系统中编辑而来，学生进行测评后即时提交到教师端，教师可查看每个学生的掌握情况，可以完全满足教师的随堂测验教学需求。同时可以储存每位学生在课堂中的参与结果，如：学生作答教师出题的结果、节奏创编或旋律创编的结果及学生演唱或演奏的结果等。建立学生档案，让评价有据可依。

                                       （图15：学生答题界面）                                           （图16：教师端结果查看界面）

8) 钢琴弹奏练习系统

教师为学生指定练习乐谱，结合指法教学、弹奏教学以及左右手单独弹奏教学功能，配合数据统计与分析功能让学生通过软件系统学习钢琴并能实时反馈学习成果以供教师查看，所有的弹奏结果都将发送到教师端进行保存备份建立学生成长档案。钢琴弹奏练习系统分为三个模块：曲库模块、任务模块、统计模块。

l 曲库模块：为钢琴弹奏练习曲谱资源库，系统将学校教材曲谱以及常用练习曲谱导入到软件系统中，老师可选择进行针对性教学，学生也可自由选择进行练习。

（图17：钢琴弹奏练习系统示意图）

l 统计模块：为数字化钢琴弹奏练习系统的核心功能，通过将电脑与电钢琴连接，学生在练习曲谱时，软件系统进行实时统计弹奏对错及练习整体情况，包括音高、节奏等细节的对错判断，以此来解决教师一对多钢琴教学的问题。同时统计模块还包含对学生练习情况的统计和档案管理，让每个学生的学习成长记录在册，教师和学生能更好的看到学习情况。

​

（图18：钢琴弹奏统计界面）

l 任务模块：主要为教师进行服务，教师可利用任务模块为指定学生分派任务，其中包括练习曲目、练习次数、练习目标等，学生在学生端接收任务后需要自主完成任务，教师可通过软件系统查看学生任务完成情况及练习情况，以此通过软件系统的形式督促学生进行弹奏练习。

（图19：钢琴弹奏任务进度示意图）

四、设备清单

（以下为1+20示例配置，可容纳40名学生上课，具体配置清单及具体参数以配置表为准）