Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Теоретико-методологические основы музыкальной информатики в системе профессионального музыкального образования 12
1. Научные основы музыкальной информатики 13
2. Аппаратно-технические средства обучения музыкальной информатике 30
3. Программные средства обучения музыкальной информатике 68
Глава II. Методические основы обучения музыкальной информатике в средних и высших учебных заведениях 79
1. Музыкальное программирование как практическая работа с аппаратно-программным комплексом музыкальной информатики 79
2. Методика преподавания музыкальной информатики 98
3 Опытно - экспериментальное исследование эффективности обучения музыкальной информатике 126
Заключение 148
Список литературы 151
Приложения 168
- Научные основы музыкальной информатики
- Аппаратно-технические средства обучения музыкальной информатике
- Музыкальное программирование как практическая работа с аппаратно-программным комплексом музыкальной информатики
Введение к работе
Актуальность исследования. Процесс информатизации образования сегодня находится в стадии интенсивного развития. Это связано с расширением использования информационных технологий и переходом их от чисто технических сфер деятельности к гуманитарным, а также проникновением в область искусства. На Западе этот процесс начался еще в 50-е годы XX века. Россия совсем недавно включилась в единый информационный процесс, в связи с чем появилась необходимость в специалистах по информационным технологиям, в том числе и в области музыкального образования. Как показывают данные наблюдений, студенты средних и высших учебных заведений не владеют в достаточной степени основами музыкальной информатики. При наличии большого количества литературы по музыкально - информационным технологиям система преподавания музыкальной информатики в полном объёме не разработана. Это определяет важность практической подготовки в области музыкально - информационных технологий специалиста -музыканта, артиста - исполнителя, преподавателя теории музыки, композитора. Для осуществления такой подготовки необходимо внедрение в учебный процесс предмета «Музыкальная информатика», что позволит будущему специалисту - музыканту быстро «адаптироваться» к новым жизненным реалиям, самому включиться в процесс формирования информационной культуры.
Степень научной разработанности проблемы. Проблема практической реализации музыкальной информатики в отечественной педагогике появилась относительно недавно. За рубежом работы в этом направлении ведутся вот уже свыше 50 лет. В мире существует большое количество самых разнообразных центров, студий музыкальной информатики. Этой теме посвящены международные конференции, фестивали, конкурсы. В США с 1977 года выходит популярный ежеквартальный журнал «Computer Music Journal». Спе циальная библиография насчитывает около 1200 наименований по самым разным проблемам музыкальной информатики.
Среди крупнейших центров - Институт исследований и координации акустики - музыки при центре имени Жоржа Помпиду в Париже, Центр компьютерных исследований в музыке Стенфордского университета и Центр музыкального эксперимента Калифорнийского университета в Сан-Диего. В области музыкальной информатики можно отметить работы таких деятелей, как Ж.Риссе (Франция), Л.Уиллер (США), Ч.Додж (США), МКёниг (Нидерланды), Р.Ружичка (Чехословакия), сочетающих в себе качества ученых, музыкантов, композиторов и организаторов. Одной из ярких фигур является композитор, основатель центра математической и автоматической музыки в Париже Янис Ксенакис. Выдвинув идею приложения математических теорий в композиции и привлечения для этого средств информатики и вычислительной техники, Я. Ксенакис последовательно претворяет ее в своем творчестве, начиная с 50-х годов XX века.
В нашей стране были созданы мощные предпосылки для развития музыкальной информатики. Ведь именно в России в 1920 году Львом Терменом был изобретен первый в мире электронный инструмент, управляемый с помощью движений рук в пространстве и названный в честь создателя «Тер-менвоксом». В 1929 году Е. Шолпо создает первый в мире синтезатор «Вариофон», на котором графическое изображение переводилось в звук. В 50-е годы инженером Е. Мурзиным был создан синтезатор АНС, названный в честь русского композитора А. Скрябина. Этот инструмент развивает идеи Е. Шолпо и до сих пор хранится в Московской консерватории. В 60-х годах при консерватории в Москве открывается Экспериментальная студия электронной музыки, в которой работают такие музыканты и композиторы, как Э. Артемьев, А. Волконский, С. Губайдулина, Э. Денисов, А. Немтин, А. Шнитке. Однако в силу некоторых причин к 1980 году студия была расформирована и закрыта. К сожалению, многие идеи по музыкальной информатике, родившиеся у нас, не нашли должного развития в СССР, в то же вре мя они были подхвачены на Западе и реализованы в современнейшей компьютерной технике.
Исследования в нашей стране всё же были продолжены. Отметим работы математика Р. Зарипова, посвященные моделированию творческого процесса на примере компьютерного сочинения мелодий массовых песен, когда за основу берется анализ большого количества образцов песен и некоторые правила композиции. Таким образом, «искусственный интеллект-композитор» по специальной программе создает самые различные варианты мелодий.
В профессиональном музыкальном образовании проблема введения музыкальной информатики становится вновь актуальной во второй половине восьмидесятых годов XX века. Так, с 1988 года в Российской академии музыки им. Гнесиных начались работы по музыкальной информатике под руководством профессора Ю. Рагса. Круг основных проблем: разработка учебных пособий и работы с базами данных, создание компьютерных музыкальных пособий, упорядочивание информационных процессов в музыкальном образовании. В июне 1993 года создан и функционирует Вычислительный центр Московской государственной консерватории им. П.И. Чайковского, научный руководитель - Ю. Pare, доктор искусствоведения, профессор, член-корреспондент Международной академии информатизации, академик Академии гуманитарных наук.
В 1992 году при Московской консерватории открылся «Термен-центр» - экспериментальная студия электронной музыки, возглавляемая А. Смирновым. В некотором роде студия подхватила эстафету Л. Терме-на и Е. Мурзина по продолжению экспериментов в области музыкальной информатики на самой современной аппаратуре.
Некоторые теоретические вопросы музыкальной информатики освещает в своих статьях Евгений Петров - от проблем сопряжения аппаратуры с музыкальными программами до создания виртуальных студий. В Новосибирской государственной консерватории на кафедре компьютеризации
музыкальной деятельности работают А. Устинов и А. Ментюков, которые занимаются проблемами моделирования процесса исполнения с помощью информационных технологий, становления музыкальной информатики и ее влияния на музыкальную культуру в целом.
А. Харуто, Д. Смирнов исследуют вопросы компьютерного анализа высоты звука, его качественной характеристики в области народного пения. Авторами ведется и разработка соответствующего программного обеспечения в Вычислительном центре Московской консерватории. В продолжение этой работы А. Харуто выпущена книга «Музыкальная информатика. Компьютер и звук». В ней подробно раскрывается устройство персонального компьютера и сферы его применения, введение в акустику и психоакустику, а также цифровая запись и компьютерная обработка звука. Достаточно значительное место в книге занимают разделы, посвященные общей информатике: история ЭВМ, устройство компьютера, компьютерная вёрстка и набор текста, работа в сети Internet и др. Разделы же, посвященные музыке, полны описаний физико-математических свойств звука, что сложно для понимания без специальной инженерно-технической подготовки, да и вряд ли необходимо для музыкантов в подобном объёме. Поэтому книга скорее рассчитана на углубление знаний, полученных после изучения и освоения общей и музыкальной информатики.
Различным аспектам информатизации профессионального образования посвящены работы М.Алексеевой, П. Атутова, С.Балан, Ю. Брановского, В. Монахова, М. Моисеевой и других учёных.
Активно применяют музыкально-информационные технологии в своем творчестве такие композиторы, как П. Булез, К. Штокхаузен, Д. Лигети, А.Шнитке, Э. Артемьев и многие другие. Сегодня можно с уверенностью утверждать, что в области музыкальной информатики пробует себя значительная часть специалистов-музыкантов, а для таких экспериментов просто необходимы специальные знания по вычислительно-информационным технологиям.
«
Объект исследования: профессиональная подготовка студентов музыкальных специализаций в средних и высших учебных заведениях.
Предмет исследования: структура и содержание музыкальной информатики в процессе обучения студентов музыкальных специальностей.
Цель исследования - разработка теоретических и методических основ музыкальной информатики, обоснование педагогических условий и методов, способствующих эффективному обучению студентов средних и высших музыкальных учебных заведений.
В процессе исследования были поставлены следующие задачи:
= на основе анализа литературы определить сущность концепции музыкальной информатики;
= разработать структуру, содержание, формы и методы обучения музыкальной информатике в процессе профессионального музыкального образования;
= в процессе обучения основам музыкальной информатики определить основную аппаратно - программную конфигурацию современных обучающих систем и специфику их использования;
:= проверить эффективность методики преподавания музыкальной информатики в опытно-экспериментальной работе.
Гипотеза исследования заключается в том, что эффективность преподавания музыкальной информатики в средних и высших учебных заведениях может быть повышена, если будет осуществляться на основе:
== преемственности в изучении музыкальных дисциплин и информатики;
= разработанной структуры и содержания курса музыкальной информатики в контексте современных профессиональных требований к специалистам музыкального профиля;
= изменения целевых установок в обучении музыкально - теоретическим дисциплинам, ориентирующим на адаптацию будущих специалистов в условиях рыночной экономики и информационной музыкальной культуры. Методологической основой исследования послужили современные педагогические концепции Ю. Бабанского, А. Бочкина, М. Бухаркиной, В. Загвязинского, А. Петровой, Е. Полат, Ю. Рагса, связанные с проблемой информатизации отечественного образования. В своей работе мы также опирались на работы В. Белунцова, Д. Дубровского, Б. Зуева, В. Медникова, Р. Петелина, Ю. Петелина в области музыкально - информационных технологий.
Теоретической основой исследования является:
= личностно - ориентированный подход, заключающийся в индивидуализации процесса обучения и ориентации его на личность как основную цель образования (В. Давыдов, Е. Бондаревская);
= деятельностный подход к обучению, предполагающий формирование знаний, умений, навыков и качеств личности специалиста в процессе образования (А. Леонтьев, Н. Талызина);
= целостный подход, обеспечивающий единство общей и профессионально - ориентированной подготовки личности специалиста (Ю. Азаров);
В процессе проведения исследования были использованы следующие методы: теоретические (анализ научно-теоретической литературы, сравнительно-исторический анализ); эмпирические (педагогическое наблюдение, беседы, интервью, анкетирование, рейтинг, диагностирование, изучение продуктов деятельности обучаемых (письменных контрольных работ, результатов компьютерного тестирования, рисунков, чертежей), педагогический эксперимент).
Базой исследования являются: Краснодарский музыкально-педагогический колледж и Краснодарский государственный университет культуры и искусств.
Исследование включало следующие этапы:
1. 1996 - 1997 г.г. - изучение литературы по музыкально - информационным технологиям. Начало опытно-экспериментальной работы в Краснодарском музыкально - педагогическом колледже.
2. 1998 - 1999г.г. - разработка структуры и содержания музыкальной информатики, а также создание авторских программ по музыкальной информатике, звукорежиссуре и музыкальному программированию, инструментовке, студийному практикуму.
3. 2000 - 2003г.г. - опытно - экспериментальная работа в Краснодарском музыкально-педагогическом колледже и Краснодарском государственном университете культуры и искусств. Написание учебного пособия по музыкальной информатике. Завершение педагогического эксперимента.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются методологическим подходом к решению поставленной проблемы; применением комплекса взаимодействующих методов, адекватных предмету и задачам исследования; широкой выборкой данных фактического материала, его качественным и количественным анализом; подтверждением гипотезы исследования его результатами; эффективностью педагогической технологии, направленной на развитие знаний, умений и навыков будущих специалистов музыкального профиля в области музыкальной информатики. Научная новизна и теоретическая значимость:
1. Проанализировано современное состояние подготовки специалистов в области музыкально-информационных технологий.
2. Разработаны:
= теоретические и методические основы профессиональной подготовки студентов музыкальных специализаций по музыкальной информатике;
= структура и содержание музыкальной информатики как научной дисциплины, представленной пятью основными блоками: теоретико-методологические основы, средства программного обеспечения, аппаратно технические средства, работа с мультимедийными приложениями, музыкальное программирование;
= учебный предмет «Музыкальная информатика», включающий такие вопросы, как история развития отечественной и зарубежной электромузыкальной техники, основные понятия и правила работы с персональным компьютером в различных операционных системах со специализированными программами записи и обработки звука, аппаратное обеспечение и техническое обслуживание студий звукозаписи.
Практическая значимость исследования состоит в разработке учебных программ по курсам: «Музыкальная информатика», «Звукорежиссура и музыкальное программирование», «Инструментовка», «Студийный практикум» их экспериментальном апробировании в процессе обучения студентов музыкальных специализаций, а также издании учебного пособия «Музыкальная информатика» 2001г. (5,7 п.л.).
На защиту выносятся следующие положения:
1. В современных условиях профессиональная подготовка специалиста-музыканта должна включать совокупность знаний, умений и навыков в области музыкальной информатики,
2. Методическая система обучения музыкальной информатике в музыкальном образовании предполагает:
- наличие базового музыкального и компьютерного образования;
- применение основных дидактических принципов цикличности, доступности, наглядности, преемственности, ретроспективности и перспективности нового материала;
- систему методов преподавания: информационно-рецептивных (словесных и наглядных), перцептивных (аудиовизуальных, иллюстративно-демонстрационных), активно- деятельностных.
3. Разработка педагогических условий, способствующих повышению эффективности обучения музыкальной информатике, возможна, если осуществить:
- подготовку кадров в области музыкально-информационных технологий;
- учебно-методическое обеспечение изучения музыкальной информатики;
- современное программно-аппаратное обеспечение учебных аудиторий. Апробация положений и результатов диссертационного исследования
осуществлялась с 1996 года в учреждениях профессионального музыкального образования, а также:
1. В ходе выступлений с докладами на международных конференциях (Москва, Астрахань, Новороссийск), всероссийских конференциях (Краснодар - Новороссийск, Оренбург), региональных и других научно-практических конференциях, семинарах, круглых столах;
2. Путем внедрения авторских программ в Краснодарском музыкально-педагогическом колледже по предметам: «Музыкальная информатика», «Звукорежиссура и музыкальное программирование», «Инструментовка», «Студийный практикум», в Краснодарском государственном университете культуры и искусств по курсам: «Музыкальная информатика» и «Прикладная математика и информатика».
3. В выступлениях на краевом конкурсе инновационных проектов среди преподавателей СУЗов (проект отмечен дипломом).
4. В ходе педагогического эксперимента в Краснодарском государственном университете культуры и искусств, в Краснодарском музыкально-педагогическом колледже.
5. В 9-й публикациях по теме исследования.
Структура диссертации состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.
Научные основы музыкальной информатики
В отечественной литературе понятие «музыкальная информатика» появилось относительно недавно, и тесно связано с понятием «мультимедиа». Термин «мультимедиа» распространился после того, как компьютеры «доросли» до определённых скоростей и на них стало возможным работа со звуком и анимацией. «Мультимедиа» дословно обозначает «многие среды» (multi - много, media - среда), или включение и привлечение нескольких типов средств (передачи данных). Подобными типами средств являются текст, графика, звук, анимация и видео. В. Дьяконов в книге «Популярная энциклопедия мультимедиа» характеризует мультимедиа как «сочетание специальных новейших аппаратных средств и программного обеспечения, позволяющее на качественно новом уровне воспринимать, перерабатывать и представлять самую различную информацию, в перспективе обеспечивая создание с помощью этих средств виртуальной (кажущейся) реально-сти»(48.С5). В процессе бурного развития мультимедиа, работа со звуком становится собственной, специальной областью и вычленяется в отдельную науку. Так появляется музыкальная информатика.
Что же такое «музыкальная информатика»? Каковы её цели и задачи как науки? В самом широком смысле музыкальная информатика как наука изучает общие закономерности, свойственные музыкально-информационным процессам. На наш взгляд, основная цель музыкальной информатики видится в систематизации и упорядочении приёмов и методов работы с аппаратно-техническими и программными средствами создания, воспроизведения и обработки музыки и звука. В состав основной цели музыкальной информатики входят следующие компоненты:
- музыкальное программирование звука (приёмы и методы записи и воспроизведения аранжировок на компьютере или синтезаторе); = интерфейсы вычислительных систем, предназначенных для работы с музыкой (приёмы, методы работы и управления аппаратно-программным обеспечением при работе с музыкальным материалом); = защита информации (разработка методов и приёмов хранения
и сохранности музыкальной информации); = стандартизация и преобразование данных (обеспечение совместимости между различными форматами данных, в частности по протоколу MIDI, а также между аппаратными и программными средствами и др.) Предмет музыкальной информатики содержит:
теоретико-методологические основы музыкальной информатики и их взаимодействие с другими науками;
специализированное аппаратно-техническое обеспечение средств музыкальной информатики; средства программного обеспечения для работы со звуком и музыкой;
средства взаимодействия аппаратно-технического и программного обеспечения;
средства взаимодействия человека с аппаратно-техническим и программным обеспечением. Особое внимание уделяется средствам взаимодействия, которые определяются понятием «интерфейс». Соответственно способы и методы взаимодействия человека с аппаратно-техническими и программными средствами называют пользовательским интерфейсом. Различают программные, аппаратные и аппаратно-программные интерфейсы.
Структура музыкальной информатики определяется её основным «ядром», которое составляют: = теоретико-методологические основы музыкальной информатики (описание работы с программами, методы и приемы записи звука и создания аранжировки, методология исследования природы звука и возможности его изменения и др.);
средства аппаратно-технического обеспечения (специально оборудованные компьютеры для работы со звуком, синтезаторы, автономные устройства записи и обработки звука и др.); = средства программного обеспечения (программные интерфейсы, программы записи, обработки музыкального материала, операционные системы синтезаторов и автономных устройств обработки звука);
музыкальное программирование (работа с музыкальными программами и синтезаторами по созданию мультитембральных аранжировок, обработка звука на компьютере или с помощью автономных устройств обработки звука);
Аппаратно-технические средства обучения музыкальной информатике
В процессе обучения музыкальной информатике студенты должны получить по возможности полное представление об основных этапах развития аппаратно - технических средств работы со звуком. Это связано с дальнейшей практической и профессиональной деятельностью будущих музыкантов, направленной на работу с различными устройствами музыкальной информатики. Преподавателю необходимо не только изложить весь теоретический материал, касающийся устройства и основных характеристик описываемой аппаратуры, но и ознакомить учащихся с возможностью практического применения различных приборов в музыке. Особое внимание следует сразу уделить простым устройствам записи живого звука (магнитофон, минидиск и др.), так как очень часто студенты - исполнители нуждаются в записи своей игры на инструменте с целью ее дальнейшего анализа перед академическим концертом или экзаменом. Чтобы помочь им, можно сделать несколько предварительных занятий практического характера с целью ознакомления студентов с работой не сложных устройств записи звука.
Вне всякого сомнения, центральным аппаратным средством музыкальной информатики является персональный компьютер со специальным аппаратно-музыкальным оборудованием. Для нормального и полноценного функционирования мультимедийной рабочей станции необходимо: = персональный компьютер класса IBM PC с максимальной мощностью процессора (на сегодня это Pentium 4 или Athlon с тактовой частотой от 2000Мгц и выше); профессиональная звуковая карта (аудиоадаптер), либо многоканальный цифровой аудио-интерфейс и МГОІ-интерфейс; = MIDI-клавиатура или профессиональный синтезатор; = динамический или конденсаторный микрофон профессионального уровня; = акустические звуковые колонки или контрольные мониторы.
При этом минимальные требования для аудиоадаптера должны быть следующими: поддержка 16-битного звука, частота дискредитации звука не ниже 44.1 КГц, наличие FM и волнового (табличного) синтезатора. О чём говорят эти параметры? Для того чтобы разобраться, необходимо ознакомить учащихся в целом со строением звуковой карты.
Звуковая карта, как и часть многоканального интерфейса для записи звука, устанавливается внутрь системного блока компьютера в свободный слот (обычно PCI). С наружной стороны она имеет различные аналоговые входы и выходы: линейный вход, линейный выход, микрофонный вход. Профессиональные звуковые карты имеют дополнительно цифровые входы-выходы. Имеется коннектор MIDI для подключения MIDI-клавиатуры или синтезатора (он же является и игровым портом для подключения игрового джойстика).Следующая схема демонстрирует подключение различных устройств к
Одна из важнейших задач аудиоадаптера - запись и воспроизведение звука. Эту задачу он осуществляет с помощью специальных устройств: АЦП и ЦАП. АЦП - аналого-цифровой преобразователь. Как видно из его па звания, преобразует непрерывный аналоговый звуковой сигнал в цифровой, посредством его квантизации, т.е. представляя его серией отдельных выборок (отсчетов). Чем больше выборок берётся за одну единицу времени, тем выше точность представления сигнала. Каждая отдельная выборка представляется бинарным (0 или 1) числом и несёт информацию о мгновенном значении звука в момент выборки. Преобразование можно представить следующей схемой: квантованный сигнал аналоговый сигнал
Сколько же можно сделать выборок («ступенек») за одну секунду, т. е. каков должен быть шаг дискредитации? Выше нами был уже заявлен уровень в 44.1 КГц. Именно 44100 раз в секунду ЦАП измеряет уровень звукового сигнала, преобразуя его в цифровой сигнал. С этой же частотой идёт квантование в системах звукозаписи на компакт - дисках. Однако в профессиональной аппаратуре поддерживается частота в 48КГц и даже 96КГц. Так аналоговый звуковой сигнал при цифровой записи звука превращается в дискретный звуковой сигнал и представляется совокупностью бит - логических нулей и единиц (напр. 10011011). Отсюда понятие разрядности цифрового представления сигнала, оно может быть 8 - битным, 12 битным. В профессиональной аппаратуре допускается минимум 16 бит, но более приемлемо 18 -20 бит, и даже 24-32 бит. По выражению композитора и аранжировщика Виктора Бабиньяна, «непрерывный аналоговый сигнал можно уподобить непрерывной человеческой мысли, а цифровой - речевому выражению этой мысли».
Музыкальное программирование как практическая работа с аппаратно-программным комплексом музыкальной информатики
Начиная практическую работу со звуком в операционной системе Windows, преподавателю необходимо удостовериться в том, что студенты уже владеют в полной мере всеми необходимыми навыками работы с этой операционной системой. Очень полезно в начале работы напоминать учащимся об особенностях работы с операционной системой.
Линейка операционных систем Windows, выпущенных в последнее время, имеют собственные встроенные инструменты для работы с музыкой и звуком. В Windows - 98 эти программы находятся в объектах Пуск == Программы = Стандартные = Развлечения.
Звукозапись - программа записи звука с помощью микрофона. Она производит наложение некоторых эффектов: эхо, ускорение, замедление, обратить и др. Лазерный проигрыватель позволяет проигрывание аудио - дисков, как и на бытовых музыкальных центрах. После помещения аудио - диска в дисковод CD - ROM программа запускается автоматически.
Проигрыватель Windows Media (универсальный проигрыватель) -это программа, позволяющая воспроизводить аудио- и видео файлы самых различных форматов (MIDI, MPEG, WAV, AVI многие другие).
В Windows 2000, Windows Millennium и Windows XP проигрыватель Windows Media становится мощнейшим инструментом для работы с мультимедийными файлами. С помощью Windows Media становится возможным не только воспроизведение музыкальных и видео — файлов, а также прослушивание радиостанций в Internet. Причём при работе с Internet программа -проигрыватель работает в режиме путеводителя, предлагая информацию о новинках в мире музыки. Пользователю можно сразу заказать нужную композицию или произведение. При работе с аудио - дисками можно сделать выборку прослушиваемых произведений, создавать собственные сборники и библиотеки на компьютере. Проигрыватель Windows Media может работать и с портативными устройствами, такими как МРЗ - плеер. Предоставляется и новая функция - выбор внешней оболочки проигрывателя.
Регулятор громкости представляет собой программный микшер, который управляет всеми звуковыми устройствами на компьютере: синтезаторами, лазерным проигрывателем, проигрывателем Windows Media, микрофоном, линейным входом\выходом, другими устройствами. Регулятор громкости напрямую зависит от типа звуковой карты и её драйверов. Микшер позволяет настраивать и регулировать громкость и уровень сигнала в двух режимах - на воспроизведение и запись звука.
