Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Основы музыкального программирования 13
1.1. Информационные технологии в музыке 13
1.2. Музыкально-компьютерные технологии как составляющая информатики 36
1.3. Становление музыкального программирования в рамках музыкально-компьютерных технологий 44
1.4. Музыкальное программирование как новая сфера профессиональной деятельности 48
1.5. Предмет музыкального программирования 55
1.5.1. Музыкальное программирование как вид деятельности музыкантов 56
1.5.2. Музыкальное программирование как вид деятельности специалистов в области информатики 60
Выводы по главе 1 61
Глава 2. Разработка методики обучения основам музыкального программирования 63
2.1. Модель методики обучения основам музыкального программирования 63
2.2. Модульный принцип формирования методики обучения основам музыкального программирования 70
2.2.2. Модульное обучение основам музыкального программирования 70
2.2.2. Программирование звука и музыки на современных программно-аппаратных комплексах 72
2.3. Структура и отбор содержания обучения основам музыкального программирования 77
2.3.1. Требования к начальному уровню подготовки обучаемых 79
2.3.2. Инвариантная составляющая содержания 80
2.3.3. Вариативная составляющая содержания для обучаемых с подготовкой в области информатики и обучаемых с музыкальной подготовкой 82
2.3.4. Вариативная составляющая содержания для обучаемых с музыкальной подготовкой 84
2.3.5. Вариативная составляющая содержания для обучаемых с подготовкой в области информатики 87
2.3.6. Построение индивидуального маршрута обучаемого 97
2.4. Модуль "основные понятия музыкального программирования"... 102
2.5. Модуль "моделирование музыкальных программных систем" как пример релизации проектного обучения 124
Выводы по главе 2 132
Глава 3. Организация и проведение педагогического эксперимента 134
3.1. Цели и основные этапы педагогического эксперимента 134
3.2. Экспериментальное исследование 135
3.2.1. Подтверждение актуальности темы исследования 136
3.2.2. Экспериментальное внедрение теоретико-практического модуля 240
3.2.3. Экспертиза мультимедийного курса 253
3.2.4. Экспериментальное внедрение проектного модуля 260
Выводы по главе 3 178
Заключение 180
Список литературы 183
Приложения 202
- Становление музыкального программирования в рамках музыкально-компьютерных технологий
- Программирование звука и музыки на современных программно-аппаратных комплексах
- Вариативная составляющая содержания для обучаемых с подготовкой в области информатики
- Экспериментальное внедрение теоретико-практического модуля
Введение к работе
Актуальность и научная проблема исследования. Информатика и информационные технологии сегодня затрагивают различные области, в том числе музыку и музыкальную педагогику. Возникает новая междисциплинарная сфера профессиональной деятельности, связанная с созданием и применением специализированных музыкальных программно-аппаратных средств, требующая знаний и умений как в музыкальной сфере, так и в области информатики - музыкальное программирование.
Данное понятие (или термин программирование применительно к музыкальному творчеству) употребляется специалистами в различных музыкальных областях ещё с конца 1950-х гг. Оно встречается в зарубежных работах: у Л. Хиллера и Л. Айзексона, М. Мэтьюза и Ч. Пирса, Я. Ксенакиса, исследователей французского Института исследования и координации акустики и музыки IRCAM (в частности, у Дж. Чаунинга), а также посвященных композиции с помощью компьютера - "composition assistee par ordinaieuf и музыкальной информатике - "Vinformatique musicale", включающим программирование, у К. Добриана (см. статью "Музыкальное программирование: вводное эссе", 1988 г.), Д. Коупа и многих других. Вопросы алгоритмизации и программирования в музыке рассматриваются и в отечественных трудах: у Р.Х. Зарипова и М.Г. Светлова (см. в книге "Музыкальные компьютерные технологии: Современный инструментарий творчества", 2005 г.). Во многих учебных заведениях мира музыкантам преподаются элементы музыкального программирования (например, University of Hertfordshire, The University of Salford, Access to Music Ltd., Bedford College в Великобритании; IRCAM во Франции; Institut fur Musik und Akustik (Zentrum fur Kunst und Medientechnologie) в Германии; филиалы University of California, Stanford University, New York University, Full Sail University (Флорида) в США; Санкт-Петербургский Гуманитарный университет профсоюзов).
Однако чётких границ предмета музыкального программирования в образовательной сфере на данный момент не очерчено. В существующих учебных курсах рассматриваются лишь отдельные его аспекты, а при его определении не отражается вся многогранность междисциплинарной области, отсутствуют системный подход к обучению и единые стандарты. В связи с этим в данном исследовании мы уточняем понятие музыкальное программирование и понимаем его:
в узком смысле: как создание и профессиональное использование специализированных музыкальных программных средств;
в широком смысле: как алгоритмическую составляющую деятельности музыкантов всех специальностей, а также как категорию, охватывающую все аспекты процесса разработки специализированных музыкальных программно-аппаратных средств специалистами в сфере информатики и музыкально-компьютерных технологий (далее МКТ).
И исполнителю, и композитору, и аранжировщику, и звукорежиссёру сегодня уже недостаточно быть только уверенным пользователем персонального компьютера для достижения высоких профессиональных результатов и эффективного применения широкого спектра МКТ, представленных на российском и мировом рынке - требуется быть программистом в данной сфере. Следовательно, возникает необходимость внесения изменений в стандарты подготовки музыкантов различных специальностей.
Также существует потребность в подготовке специалистов, способных разрабатывать новые специализированные информационные технологии для применения в музыкальной сфере: как аппаратные, так и программные. На сегодняшний день для успешной разработки подобных технологий уровня подготовки специалистов только в области информатики недостаточно, поскольку МКТ - междисциплинарная сфера, требующая для успешной работы в ней существенной музыкальной подготовки, выходящей за пределы курса музыки школ немузыкального профиля.
На данный момент подготовка музыкантов в области информатики ведётся на пользовательском уровне, а целенаправленная подготовка разработчиков специализированных музыкальных программно-аппаратных средств в высших учебных заведениях не осуществляется, что определяет актуальность методического исследования в сфере музыкального программирования.
Возникает проблема совершенствования системы подготовки специалистов в области МКТ - как пользователей этих технологий (музыкантов различных специальностей и музыкальных педагогов), так и их разработчиков.
Объектом исследования является процесс обучения будущих музыкантов информатике и МКТ и будущих специалистов в сфере информационных систем и технологий - разработке прикладного и системного программного обеспечения.
Предметом исследования выступает методика обучения будущих музыкантов и специалистов в области информатики основам музыкального программирования.
Целью исследования является совершенствование системы подготовки специалистов в области МКТ (и пользователей, и разработчиков) посредством оригинальной методики обучения основам музыкального программирования, направленной на формирование профессиональной компетентности будущих специалистов в сфере музыкального программирования.
Гипотеза исследования заключается в том, что если: будут выявлены и учтены необходимые современным музыкантам, музыкальным педагогам и разработчикам специализированных музыкальных программно-аппаратных средств знания и умения в сфере информационных технологий и программирования и если они будут методически переосмыслены и включены в процесс обучения с учётом особенностей гуманитарной направленности музыкальной прикладной сферы;
на основе модели организации ЭВМ Э. Таненбаума будет построена многоуровневая модель архитектуры специализированных музыкальных программно-аппаратных комплексов, и на базе данной модели и существующих классификаций этих комплексов будет структурировано содержание обучения основам музыкального программирования;
в основу методики будут положены современные педагогические принципы и технологии: компетентностный подход, модульный принцип построения курса с возможностью реализации дистанционного обучения, ориентация на активные формы и методы обучения;
будет принята во внимание необходимость выделения инвариантной и вариативной составляющей в содержании обучения основам музыкального программирования, а также различия в процессе обучения по гуманитарным и техническим направлениям,
то может быть создана методика обучения основам музыкального программирования, повышающая качество и фундаментальность подготовки специалистов в области музыки и МКТ посредством формирования у обучаемых профессиональных компетенций в области музыкального программирования и их знакомства с системой базовых понятий данной области.
Для решения возникшей проблемы и проверки достоверности гипотезы исследования были поставлены следующие задачи:
анализ опыта отечественных и зарубежных специалистов в области му
зыки и МКТ с целью подтверждения актуальности темы исследования
и дальнейшего учёта его результатов в процессе отбора содержания
обучения основам музыкального программирования;
уточнение понятия "музыкальное программирование" и раскрытие его предмета;
анализ современных МКТ в контексте многоуровневой модели организации ЭВМ Э. Таненбаума, построение классификации и модели архитектур специализированных музыкальных программно-аппаратных комплексов;
формулирование теоретической модели для построения методики обучения основам музыкального программирования, выбор принципов и технологий отбора её составляющих;
построение методики обучения основам музыкального программирования в соответствии с принципами и технологиями отбора её составляющих;
проведение эмпирической проверки полученной теоретической модели методики обучения основам музыкального программирования путём её внедрения в реальный учебный процесс в педагогическом вузе (реализация педагогического эксперимента).
Для решения сформулированных задач были выбраны следующие методы исследования:
теоретический анализ научной, учебно-методической и психолого-пе
дагогической литературы, стандартов и программ подготовки специа
листов в сферах информатики, музыки и МКТ в высшей школе (отече-
ственных и зарубежных) с целью определения разработанности проблемы и отбора содержания, форм, методов и средств обучения основам музыкального программирования;
анализ процесса обучения будущих музыкантов информатике и МКТ, а также будущих специалистов в области информационных систем и технологий профильным дисциплинам в педагогическом вузе;
анкетирование и интервьюирование преподавателей педагогического вуза и музыкальных учебных заведений по вопросам методики обучения информатике, музыке и МКТ;
анкетирование, тестирование и изучение результатов учебной деятельности студентов;
методы теории графов (с целью оптимизации структуры содержания обучения основам музыкального программирования);
педагогический эксперимент и методы обработки его результатов.
Положения, выносимые на защиту: Обучение основам музыкального программирования является необходимым элементом профессиональной подготовки специалистов в музыкальной и музыкально-педагогической сфере, а также в области разработки информационных технологий в музыке, поскольку позволяет сформировать у этих специалистов профессиональные компетенции, соответствующие современному уровню развития науки, технологий и музыкального искусства.
Методика обучения основам музыкального программирования специалистов
в области МКТ (музыкантов различных специальностей и музыкальных
педагогов, разработчиков МКТ), нацеленная на формирование их про
фессиональной компетентности, должна быть построена на основе со
временных педагогических принципов и технологий:
п компетентностном подходе и ориентации на активные формы (проектную и творческую работу - как индивидуальную, так и групповую, дистанционное обучение) и методы обучения (проблемные, исследовательские, дискуссионные, проектные, игровые, презентационные, мультимедийные), применение мультимедийных и компьютерных средств обучения; п модульном принципе построения курса, позволяющем выделить инвариантную и вариативную его части и выстраивать различные индивидуальные маршруты обучения. Научная новизна исследования заключается в том, что впервые обучение музыкальному программированию стало предметом специального методического исследования в сфере гуманитарного и технического образования, направленного на повышение качества и фундаментальности подготовки специалистов в области МКТ (как пользователей, так и разработчиков); с целью уточнения предмета музыкального программирования
выявлена и описана алгоритмическая составляющая в деятельности музыкантов, построена классификация МКТ по типу обрабатываемых данных.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что в нём уточнено понятие "музыкальное программирование", с учётом исторической перспективы развития МКТ и возникновения музыкального программирования как новой сферы деятельности музыкантов и специалистов в области информатики и информационных технологий в музыке; раскрыт предмет музыкального программирования как вида деятельности различных специалистов в области МКТ; построена классификация современных специализированных музыкальных программно-аппаратных средств и разработана многоуровневая модель их архитектуры.
Разработана методика обучения основам музыкального программирования, направленная на формирование профессиональных компетент-ностей, необходимых современным музыкантам различных специальностей, музыкальным педагогам и специалистам в области разработки новых информационных технологий для применения в музыкальной сфере.
Практическая значимость исследования состоит в том, что теоретические положения, составившие основу построения методики обучения основам музыкального программирования, доведены до уровня конкретной реализации. Для всех двадцати учебных модулей приведено детальное описание содержания обучения и рекомендованы формы, методы и средства обучения, возможные индивидуальные маршруты в рамках курса "Основ музыкального программирования" как для обучаемых музыкантов, так и для специалистов в области информатики и информационных технологий.
Разработано и апробировано методическое сопровождение по различным разделам курса, включающее печатные учебно-методические пособия, мультимедийные курсы, созданный нами учебный музыкальный алгоритмический язык, пакет документации для проектных форм обучения разработке специализированных музыкальных программно-аппаратных средств.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена:
системным подходом к решению проблемы исследования, предполагающим обращение к различным аспектам музыкального программирования как междисциплинарной сферы деятельности, затрагивающей музыкальную теорию и практический творческий процесс, математику и физику, акустику и психоакустику, информатику и информационные технологии, методику обучения;
теоретическим обоснованием положений исследования, включающим анализ широкого спектра литературных источников, в том числе, зарубежных;
практической реализацией различных элементов построенной методики обучения основам музыкального программирования и эксперимен-
тальным внедрением их в учебный процесс в педагогическом вузе, полученными в ходе этого внедрения данными, эмпирическими методами для их анализа, соответствующими предмету и задачам исследования. Апробация и внедрение результатов исследования. Апробация некоторых результатов исследования осуществлялась через участие автора:
в Третьей Всероссийской научно-практической конференции "Метаме-тодика как перспективное направление развития частных методик" (8-9 декабря 2005 года, РГПу им. А.И. Герцена);
в XI Российско-Американской научно-практической конференции по актуальным вопросам современного университетского образования (13-15 мая 2008 года, РГПу им. А.И. Герцена);
в научно-практической конференции "Современное музыкальное образование" (3-5 декабря 2008 года), проходившей на базе РГПу им. А.И. Герцена и Санкт-Петербургской государственной консерватории им. Н.А. Римского-Корсакова;
в научно-практической конференции "Музыкально-компьютерные технологии в системе современного образования" (22-23 марта 2009 года);
в научно-методическом семинаре для аспирантов, проходившем на базе учебно-методической лаборатории "Музыкально-компьютерные технологии" РГПУ им. А.И. Герцена (2009-2010 гг.).
Внедрение результатов исследования проводилось в 2007-2010 гг. на факультете информационных технологий РГПу им. А.И. Герцена (в т.ч. на базе УМЛ "Музыкально-компьютерные технологии"):
по направлению "050600 (540700) Художественное образование": 2007/2008 гг., І курс, в рамках дисциплины "Информационные и коммуникационные технологии в образовании";
по направлению "230200 (554400) Информационные системы": 2007/2008 и 2008/2009 гг., І курс, в рамках дисциплины "Технология программирования";
по направлению "230200 (554400) Информационные системы": 2008/2009 гг.,
II курс, в рамках дисциплины "Архитектура ЭВМ";
по направлению "050600 (540700) Художественное образование": 2009/2010 гг.,
III курс, в рамках дисциплины "Информационные технологии в музыке";
по направлению "050600 (540700) Художественное образование": 2009/2010
гг., І курс, в рамках дисциплины "Информационные и коммуникаци
онные технологии в образовании".
Последовательность поставленных нами задач обусловила структуру построения диссертации. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, библиографии и четырёх приложений. Основной текст занимает 182 с. (в том числе 41 рисунок, 5 таблиц), библиография (202 наименования, в т.ч. 108 на иностранных языках - английском, португальском) -19 с, приложения - 74 с.
Становление музыкального программирования в рамках музыкально-компьютерных технологий
Выше мы рассмотрели, широкий спектр возможностей предоставляемых МКТ творческим людям. Музыкантам, умеющим применять данные технологии, открываются новые методы синтеза звука, его анализа и обработки, сохранения и воспроизведения. Перед специалистами в области информатики ставятся новые сложные и интересные задачи по созданию устройств и программных средств для работы со звуком.
Программирование и алгоритмическая составляющая присутствуют как во всех аспектах МКТ, так и в самих теоретических аспектах музыки: Нотный текст (даже недетерминированный и подразумевающий импровизацию) представляет собой алгоритм исполнения музыкантом-инструменталистом или дирижёром творческого замысла композитора: партия флейты соло - линейный алгоритм, вокальная партия с 2 вариантами исполнения трудного фрагмента - ветвление, реприза - цикл, партия полифонического инструмента - параллельный, а ансамбля инструментов - распределённый алгоритм. Композитор Эдисон Васильевич Денисов называл музыкальную нотацию графическим кодированием музыкальной информации совокупностями избранных символов (см. [Денисов, 1971, с. 112]). Создание нотного текста (музыкальной пьесы) и работа с ним - это создание алгоритмов, т.е. программирование; чтение и музыкальное исполнение представляют собой "исполнение" в алгоритмическом смысле (см. [Dobrian, 1988] и более подробное рассмотрение лингвистических аспектов в [Dobrian, 1992]).
Основные понятия музыкальной теории (например, длительность, размер, интервал, аккорд, лад и т.п.) выражаются посредством чисел или числовых рядов - параметров: лад "натуральный мажор" можно выразить следующим рядом полутонов, отсчитываемых от тоники - О, 2, 4, 5, 7,9, 11 (или - аналогично - в центах: О, 200, 400, 500, 700, 900, 1100). При этом основные музыкальные "операции" (такие как транспозиция, инверсия, дублирование и проч.) легко выражаются через математические формулы как функции: транспозиция на целый тон (2 полутона) выше может выражаться функцией Tr(tone)=tone+2. Даже "оказалось возможным записать все соотношения интервалов, аккордов и тональностей на языке математической теории групп" [Зайцев, 2006, с. 64]. Примеры применения математического аппарата можно найти, например, в работах [Эйлер, 2007] и [Танеев, 1909].
Звук как волна (колебание) описывается математической функцией, изменяя параметры которой возможно модифицировать и получающийся звуковой сигнал: в сильно упрощённом виде - F(t) = A sin (cot + еро), где А - амплитуда (громкость звука), со - частота (высота звука), сро -начальная фаза. (Более подробное описание математического аппарата для работы со звуком можно найти, например, в [Радзишевский, 2006].)
Любой существующий сегодня вид музыкального синтеза предполагает программирование как со стороны создателя синтезатора (в особенности цифрового), так и со стороны пользователя (музыканта): в аддитивном и ЧМ-синтезе требуется задать параметры всех используемых сигналов, в субтрактивном - фильтров, в волнотабличном - огибающих и фильтров, в физических моделях - самых разнообразных переменных величин. Примечательно, что тембры некоторых цифровых синтезаторов (например, фирмы Korg) называются "Program" - программой, а их преобразование пользователем (музыкантом-исполнителем) - программированием (например в [Snoman, 2009; Cann, 2005; Scarr, 2002]).
Анализ требует подобных же операций: например, разложение в ряд Фурье при спектральном анализе звуковой волны. Обработка звука чаще всего представляет собой настройку и применение фильтра или набора фильтров или операций - т.е. задание параметров функций и их композиций: эквализация осуществляется путём применения к звуку фильтра (функции) с задаваемыми параметрами числа и границ (ширины) частотных полос, коэффициента передачи и добротности.
Компьютерная аранжировка и запись звука предполагают соединение различных модулей посредством шин, настройку разнообразных параметров фильтров и многие другие аспекты, требующие навыков программирования (иногда некоторые аспекты данного вида деятельности называются programming - программирование).
Самым же непосредственным образом соприкасаются с программиро ванием специалисты в области создания различных музыкально компьютерных технологий.
Также особо отметим, что для решения музыкальных творческих задач во всех основных направлениях работы как со звуком, так и с произведением, существуют специализированные языки программирования (см. [Roads, 1999, с. 783-818; Thompson, 2010]). Для успешного их применения общие навыки программирования и понимание информационных процессов с очевидностью необходимы. Притом широко распространённая в профессиональном программировании императивная парадигма (которую иногда рассматривают в школьном курсе информатики на примере языков Pascal, С или школьного алгоритмического языка - см. в главах 2 и 3 учебника [Информатика, 2000], главах 5 и 6 учебника [Информатика, 2005]) - далеко не единственная в музыкальной сфере. Имеются представители музыкальных функциональных и логических языков, а также объектно-ориентированные системы с визуальными средствами моделирования музыкальных объектов (такие как MAX/MSP).
В первом параграфе Приложения 2 приведены некоторые высказывания специалистов в области музыки, МКТ и математики в поддержку вышеприведённых положений.
Соответственно вышесказанному, музыкальным программированием мы будем называть: в узком смысле: создание и профессиональное использование специализированных музыкальных программных средств; в широком смысле: алгоритмическую составляющую деятельности музыкантов всех специальностей, а также категорию, охватывающую все аспекты процесса разработки специализированных музыкальных программно-аппаратных средств специалистами в сфере информатики и музыкально-компьютерных технологий.
Программирование звука и музыки на современных программно-аппаратных комплексах
С нашей точки зрения, методику обучения "Основам музыкального программирования" целесообразно выстраивать, исходя из принципа модульности. Образовательный маршрут возможно будет выстроить из модулей курса в рамках бакалавриата, магистратуры, курсов профессиональной переподготовки и повышения квалификации и даже дистанционного обучения.
Отметим, что дистанционное обучение основам музыкального программирования может быть актуально как для музыкантов - например, с целью расширения и углубления знаний в области технических возможностей электронных музыкальных инструментов и прочих специализированных программно-аппаратных средств и возможностей управления ими; так и для специалистов в области информатики -например, программистов, желающих освоить новую прикладную сферу деятельности с целью создания специализированных музыкальных программных продуктов или реализации звуковой системы в играх на высоком профессиональном уровне.
В частности, решение о применении модульного принципа обусловлено тем, что: различные аспекты музыкального программирования можно разделить на 3 группы: относящиеся (1) только к деятельности музыкантов, (2) только к деятельности специалистов в области информатики или (3) общие для обеих категорий специалистов; в связи с этим, курс следует разбить как минимум на 3 части (части (1) и (2) независимы); в рамках каждой из этих частей возможно далее выделить более мелкие разделы, что позволит организовать нелинейный процесс обучения (изучать некоторые модули параллельно, составить из различных модулей различные маршруты обучения, специализированные курсы и т.п.). При этом, поскольку музыкальное программирование (в нашем понимании) непосредственно связано со специализированными музыкальными программно-аппаратными комплексами, мы сочли возможным взять за основу модульной структуры в том числе и принцип многоуровневой компьютерной организации, предложенный Эндрю Таненбаумом в [Таненбаум, 2006] для изучения архитектур вычислительных систем. Таким образом, изучение музыкальных программно-аппаратных комплексов будет разбиваться на логические блоки, исходя из деления этих комплексов на 2 основных класса (по отличиям в аппарат ной части платформы): системы, построенные на базе персонального компьютера (ПК) (такие системы называются музыкальными компьютерами); специализированные музыкальные комплексы (музыкальные рабочие станции, аппаратные цифровые студии звукозаписи, синтезаторы и проч.); рассмотрения каждого класса как многоуровневой системы. Классификация специализированных музыкальных программно-аппаратных средств с точки зрения программирования и её применение для построения системы модулей курса "Основы музыкального программирования" описана более подробно в следующем параграфе данной главы. Итак, модульные программы для различных разделов курса "Основы музыкального программирования" мы считаем целесообразным составлять, исходя из деления по содержательному принципу в соответствии с составленной нами классификацией. При этом комплект учебно-методических пособий будет состоять из: текстового учебно-методического пособия; сопровождающего его электронного мультимедийного учебного пособия; учебных программных продуктов (для некоторых модулей); дистанционной системы поддержки (при необходимости). Классы программно-аппаратных комплексов (ПАК). Рассмотрим выделенные выше 2 основных класса музыкальных ПАК более детально. Комплекс, построенный на базе ПК представляет собой настроенный для работы со звуком ПК (системный блок, дисплей, компьютерная клавиатура, мышь), дополненный профессиональным аудиоинтерфейсом (либо внутренним - с интерфейсом PCI, либо внешним - с интерфейсом USB или FireWire) и драйверами к нему, а также иногда музыкальной клавиатурой, управляющей цифровой консолью, профессиональными устройствами воспроизведения звука (наушниками, стереосистемой). ПАК на базе ПК использует ресурсы традиционного микропроцессора (например, Intel, AMD) и возможности одной из распространённых операционных систем (Windows, MacOS, Linux). Достоинством таких ПАК является открытость информации об устройстве процессора и способах управления им, доступность системных функций и их подробных описаний, возможность тонкой настройки системы и низкоуровневого взаимодействия с ней.
Также существуют специализированные ПАК для работы со звуком и музыкой. Это цифровые рабочие станции, портативные цифровые студии звукозаписи, синтезаторы, цифровые микшерные консоли и проч. Каждая из таких систем (как бы непохоже на ПК она не выглядела) также имеет процессор, память, устройства ввода (кнопки, фэйдеры, музыкальные клавиши, АЦП) и вывода (цифровой (текстовый или графический) дисплей, светодиоды, ЦАП) данных. У её процессора есть своя система команд, но зачастую прямое взаимодействие с элементами такой системы невозможно. Сложные системы (например, синтезаторы и рабочие станции) имеют и свои операционные системы. В таком случае системные функции бывают доступны за счёт специфического пользовательского интерфейса и соответствующих органов управления (но не для непосредственного программирования и изменения системных функций).
Вариативная составляющая содержания для обучаемых с подготовкой в области информатики
Разработчикам адресовано по несколько модулей для каждого уровня музыкального программирования. В целом их можно разделить на (1) теоретико-ориентированные, (2) практико-ориентированные с индивидуальными заданиями и (3) проектные. Именно в этом порядке их и рекомендуется изучать для каждого уровня. Кроме того существует несколько дополнительных модулей, необязательных для изучения в случае, если обучаемый имеет достаточный уровень подготовки в затрагиваемых в этих модулях областях.
Сначала мы рассмотрим дополнительные модули, необходимые для полноценного программирования на любом из уровней музыкального программирования. Затем перейдём к уровню, требующему лишь подготовки в рамках инвариантных модулей - системному. Далее мы рассмотрим низкий уровень музыкального программирования, подразумевающий на проектном этапе обращение к достижениям обучаемого на системном уровне. Завершит обзор модулей высокий уровень музыкального программирования - наиболее сложный для восприятия, индивидуальной и проектной работы и наиболее часто ссылающийся на результаты обучения на системном уровне (и подразумевающий также рассмотрение низкого уровня). Дополнительные модули. Модуль "Основы музыкальной теории и практики" (ВР-1) адресован разработчикам, не имеющим музыкальной подготовки. Он знакомит обучаемых с основными понятиями музыкальной теории (важнейшие вопросы элементарной теории музыки, некоторые аспекты гармонии и прочих музыкально-теоретических дисциплин) и акустики, физики звука и позволяет освоить базовые практические умения (исполнительские, композиторские, звукоинженерные, звукоре-жиссёрские). ВР-1, в частности, позволяет разработчикам научиться "ставить" себя на место музыканта - конечного пользователя продуктов, которые они предполагают в дальнейшем создавать - и оценивать функциональность приложения, удобство интерфейса и прочие характеристики созданного приложения. Отметим, что изучение данного модуля должно предшествовать изучению инвариантных модулей.
Занятия рекомендуется проводить в форме лекций-визуализаций, поскольку требуется наличие значительного объёма наглядного материала: по физике звука, музыкальной теории (часть этого иллюстративного материала может быть динамическим), комбинированными с практическими занятиями или формами контроля (индивидуальными или групповыми - например, исполнение в ансамбле) или с отдельными практическими занятиями. В дистанционной форме возможна рассылка презентаций или мультимедиа-пособий, однако контроль практических навыков возможен только в очной форме.
"Основы цифровой обработки аудиосигналов" (ВР-2) - это модуль, дополняющий подготовку разработчиков в области музыки, а также в области технологий программирования спектром узкоспециальных знаний и умений в сфере работы с цифровым звуком. В этом дополнительном (обязательном в случае, если подготовка по информатике не включала обработку цифровых сигналов) модуле раскрываются основные теоретические понятия и методы цифровой обработки аудиосигналов (синтеза, обработки, анализа цифрового звука).
Дополнительный модуль "Графические аспекты моделирования музыкальных программных систем" (ВР-3) рассматривает способы графического представления функциональных элементов в музыкальных приложениях и возможности их реализации на плоскости и в пространстве. При высоком уровне подготовки в области моделирования графических компонентов приложений модуль необязателен, но рекомендован для изучения, поскольку акцентирует внимание обучаемых на реализации специализированных музыкальных функциональных компонентов приложений (таких как, объекты музыкальной нотации, визуализация музыкального звука и его спектра).
Занятия в рамках БР-2 и ВР-3 могут подразделяться на теоретические и практические, а также быть комбинированными - с теоретической и практической частью (например, лекция-визуализация + практическая работа); дистанционная работа возможна посредством рассылки теоретического материала и набора задач. Обучение подразумевает решение задач, математическое и компьютерное моделирование, программирование с применением языков программирования общего назначения.
Основные модули - системный уровень. Далее перейдём к рассмотрению основных вариативных модулей, адресованных разработчикам.
С нашей точки зрения, обучение следует начинать с системного уровня музыкального программирования - разработки музыкальных программных систем, поскольку теоретический материал наименее сложен для восприятия, а практическая работа требует лишь определённого (описанного выше) уровня подготовки в сфере программирования, в рамках инвариантных и дополнительных модулей для разработчиков. Системный уровень включает 4 модуля: теоретический, 2 практико-ориентированных и проектный. Содержание их и связи с вышеописанными модулями представлены подробно на рис. 8.
Экспериментальное внедрение теоретико-практического модуля
Проведённое теоретико-экспериментальное исследование показало, что необходимость разработки методики обучения основам музыкального программирования является на сегодняшний день актуальной. При этом она может быть создана с учётом анализа опыта отечественных и зарубежных специалистов в области музыки и педагогики, классификаций и анализа современных информационных технологий в музыкальной сфере, а также если воспользоваться многоуровневой моделью архитектуры ЭВМ Э. Таненбаума для построения на её основе модели архитектуры специализированных музыкальных программно-аппаратных комплексов. В работе продемонстрирована технология разработки и внедрения данной методики.
Основные результаты работы. Анализ опыта отечественных и зарубежных специалистов в области музыки и МКТ выявил необходимость создания и внедрения в учебный процесс дисциплин, знакомящих обучаемых - как будущих музыкантов и музыкальных педагогов, так и будущих разработчиков МКТ - с основами музыкального программирования, поскольку сегодняшний уровень развития науки, технологий и музыкального искусства требует от специалистов, работающих в музыкальной сфере, наличия профессиональных компетентностей, приобретаемых в ходе изучения данных дисциплин. Тем самым была подтверждена актуальность темы исследования. Результаты анализа также были впоследствии учтены в процессе уточнения предмета музыкального программирования, формулирования целей обучения основам музыкального программирования и формирования содержания обучения.
На основе анализа современных МКТ в контексте многоуровневой модели архитектуры ЭВМ Э. Таненбаума была построена классификация современных специализированных музыкальных программно-аппаратных комплексов. Дальнейшее структурирование содержания обучения основам музыкального программирования было осуществлено по модульному принципу на её основе. В результате был сформирован модульный учебный курс "Основы музыкального программирования", состоящий из 2 инвариантных и 2 вариативных модулей для обучаемых как с музыкальной подготовкой, так и для обучаемых с подготовкой в области информатики, 2 вариативных модулей, адресованных будущим музыкантам и 14 - будущим разработчикам МКТ.
В процессе исследования также были отобраны формы и методы обучения, отобраны и созданы средства обучения основам музыкального программирования. В ходе отбора мы опирались на современные достижения педагогической науки, ориентировались на те условия, в которых протекает учебный процесс сегодня и учитывали необходимые специалистам (как в области музыки, так и в сфере разработки специализированных музыкальных программно-аппаратных средств) профессиональные компетентности. Ввиду этого в методику обучения основам музыкального программирования включены активные (в т.ч. проектные) и дистанционные формы и методы обучения, в качестве средств обучения в т.ч. используются информационные технологии.
Таким образом, была построена методика обучения основам музыкального программирования, отдельные составляющие которой были апробированы в рамках педагогического эксперимента посредством внедрения в учебный процесс в педагогическом вузе (на факультетах музыки и информационных технологий).
Перспективные направления развития исследования. Отметим следующие пути развития данного исследования: Существует необходимость практической реализации всех теоретически разработанных модулей курса обучения основам музыкального программи рования и внедрения их в учебный процесс: в высших учебных заведениях музыкального и технического профиля, а также педагогических; в форме дистанционных программ (курсового обучения, про грамм профессиональной переподготовки и повышения ква лификации); в средних профессиональных учебных заведениях музыкального профиля (в адаптированном варианте с учётом возрастных особенностей обучаемых). ? Расширение спектра форм и методов обучения основам музыкального программирования. Создание новых средств (в т.ч. технических) обучения основам музыкального программирования.
