2021年，教育行業(yè)開始全面整頓校外學科類教培機構(gòu)，從遍地廣告、資本追逐，到頂格處罰、大范圍裁員，經(jīng)歷了不到半年時間。為了規(guī)范校外教培行業(yè)發(fā)展，教育部專門成立校外教育培訓監(jiān)管司，從國家政策制定到地方執(zhí)行實施，力度前所未有。與此相對，對于體育教育、藝術(shù)教育等素質(zhì)類教育，教育部則是繼續(xù)倡導鼓勵并支持深化發(fā)展：5月6日，召開全國學校體育、美育工作推進會，明確推進中考美育;5月17日，成立中國書法、武術(shù)、戲曲教育指導委員會，進一步傳承發(fā)展中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，推進中國書法、武術(shù)、戲曲進校園、進課堂。文章從分析目前人工智能與體育、美術(shù)、音樂等學科融合發(fā)展的現(xiàn)狀出發(fā)，分析探討遇到的問題，并從教育視角指出下一步的挑戰(zhàn)及其應對。
引言
藝術(shù)教育，是指以文學、音樂、美術(shù)等為藝術(shù)手段和內(nèi)容的審美教育活動，是美育的重要組成部分。以前，科技的理性和藝術(shù)的感性很難聯(lián)系在一起，如今隨著科技的不斷進步，二者正在結(jié)合碰撞出創(chuàng)新的火花。未來的體育教育和藝術(shù)教育，都將更深層次地融合科技元素。
從黨的十九大報告呼吁“發(fā)展素質(zhì)教育”開始，體育和藝術(shù)教育就成為加強基礎教育階段提升學生綜合素質(zhì)的重點方向，到“新中考方案”的出臺，體育、音樂、美術(shù)、書法等將相繼被納入考評科目，加強體育和藝術(shù)教育資源建設、提高教育水平成為必然之舉，正在被不同領域的多元主體所重視。人工智能等科技力量為體育和藝術(shù)教育的發(fā)展提供了抓手和支撐，使得教育發(fā)展更加智能化和更具人文關(guān)懷。
人工智能與體育、藝術(shù)類學科
融合發(fā)展現(xiàn)狀
1.人工智能+體育=實現(xiàn)動作智能識別的體育課
人工智能對體育教學的推動主要體現(xiàn)在：減緩體育師資壓力、貫徹課程改革理念、轉(zhuǎn)變教師教育模式、研究范式全面轉(zhuǎn)型等各個方面。人工智能的發(fā)展能夠為體育教育提供大力的支持和輔助，實現(xiàn)體育學科的本質(zhì)和目標。
(1)高校體育教學新媒體交互評價系統(tǒng)
北京大學前沿計算研究中心的AIPE(Artificial Intelligence Physical Education)是人工智能應用到體育教學的一次跨越性嘗試[1]，該項目利用計算機視覺技術(shù)中的單視角人體姿態(tài)估計算法，通過一段視頻即可恢復三維空間中的人體骨架，并結(jié)合專業(yè)的體育評價指標開發(fā)相應的評價算法，對視頻中運動者的體育訓練做出圖文評價。
圖1 AIPE單視角人體姿態(tài)估計算法[1]
學生僅需登陸AIPE新媒體數(shù)據(jù)交互平臺，上傳自己拍攝的運動視頻，AI評價系統(tǒng)即可通過高性能計算平臺對視頻素材進行人體姿態(tài)估計和關(guān)鍵幀評價，教師可通過AIPE審核評價結(jié)果并生成評價結(jié)果報告。AIPE自2020年5月上線后，大大提高了體育教學的靈活性與交互性，獲得師生廣泛好評。
圖2 體育教學新媒體交互評價系統(tǒng)
(2)中小學智慧體育新模式
騰訊教育以人工智能技術(shù)構(gòu)建智慧體育新模式[2]：在不增加家長和老師負擔的情況下，實現(xiàn)課外體育的作業(yè)布置、練習監(jiān)控、技能復習、完成反饋、效果評價、大數(shù)據(jù)統(tǒng)計、賽事參與、技能考核、個人成長記錄和體育技能等級評定等全要素的自動化。
在深圳羅湖區(qū)華麗小學，通過對體育動作全過程的識別和計數(shù)，實現(xiàn)運動過程可視化，個人運動數(shù)據(jù)和圖像上傳到云端，方便自己隨時查看掌握自己運動的情況。當前，羅湖區(qū)教師、學生的注冊率達到100%，部分家長也注冊帶領孩子一起運動打卡，全民智能化運動的新風潮正在興起。
在湖南長沙，運用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，以智能跳繩為切入點，結(jié)合其他輔助智能運動設備(運動電話手表、智慧運動小屋、跳繩智能檢測箱等)，深度融入體育教學、體育作業(yè)、學生體質(zhì)健康管理全過程，幫助學校打造課后、課間、課中的智慧體育新模式。
(3)中職舞蹈動作智能分析教學
無獨有偶，在舞蹈教學中，舞蹈動作智能分析軟件的研發(fā)及應用呈現(xiàn)一種鮮明的趨勢[3]。舞蹈教學總是以“先有形再有情”的學習規(guī)律展開的，教師在采用舞蹈混合式教學模式變革中運用信息智能化技術(shù)，可以實現(xiàn)“學生為主體、教師為主導”，彌補了傳統(tǒng)舞蹈教學中教師“一對多”、難以及時監(jiān)控指導的不足，對學生學習過程的實時記錄和評價轉(zhuǎn)化為教師與“數(shù)據(jù)”雙引導;同時，把現(xiàn)場課堂的學習時間進行重新分配，給學生合作探究和自主學習的空間，優(yōu)化舞蹈教學。
2.AI+音樂=情景空間自主創(chuàng)作的音樂課
通過大數(shù)據(jù)分析人類音樂智能，模擬人類視、聽、觸、感及思維和推理的信息過程，構(gòu)建其自身神經(jīng)網(wǎng)絡及算法生成，最終應用于人類感知音樂、認知音樂、研究音樂、創(chuàng)作音樂，創(chuàng)新“人機互動”的音樂教學新模式。在音樂課上，人工智能系統(tǒng)可以現(xiàn)場、實時地模擬出各大音樂會的場景，提高學生的審美情趣。
圖3 音樂人工智能與音樂教育領域關(guān)系[4]
(1)中小學3D人工智能音樂課室
星海音樂學院倡導在中小學搭建配置 “3D 人工智能音樂課室——中小學音樂情景空間”[4]：采用杜比多景聲技術(shù)，硬件配置杜比全景聲揚聲器布局，營造出清晰、飽滿、有層次的聲學空間，在音樂情景空間中感受音樂故事;語音助手與智能3D音響的結(jié)合，學生從滑屏打字的模式，轉(zhuǎn)為方便快捷的語言發(fā)令、聆聽、欣賞、創(chuàng)作的模式;通過音樂信息檢索、歌聲合成、數(shù)字音頻水印等相關(guān)技術(shù)與音樂教學深度融合，學生即時調(diào)用巨量音樂庫中的音樂、音效等所需素材，在“音樂情景空間”中演繹、改編、創(chuàng)作音樂故事[5]。
人工智能化的電子樂器具有傳統(tǒng)樂器所沒有的優(yōu)勢，電子樂器具有大量樂器音色的存儲能力，還可以在此基礎上進行樂器音色的編排，模擬生成頂級樂器的音響效果，我們都知道一臺好的鋼琴或者小提琴等都要動輒數(shù)萬元，但是有了模擬的聲音，就可以解決這個問題。另外，加上虛擬主持人、人工智能伴奏、5G+VR/AR共享平臺等諸多現(xiàn)代元素，幫助學生獲得頂級的音樂教育體驗。
(2)高校音樂人工智能作曲應用
傳統(tǒng)作曲技術(shù)理論具模塊化教學體系，如和聲、織體及音樂段落結(jié)構(gòu)等。音樂人工智能不僅能模擬其教學體系，并具備高效、獨立的強大作曲運算能力。首款AI音樂智能作曲軟件Orb Composer推出了六種基本音樂模塊：管樂、弦樂、鋼琴、電子、Pop-Rock和Ambient，可以即時創(chuàng)作出指定風格的音樂作品。音樂人工智能能使略懂音樂的人瞬間完成“作曲”夢想，而對于具備一定作曲能力的人，軟件可觸發(fā)其創(chuàng)作靈感，將自動生成的作品做個性化、專業(yè)性的細致修改。
圖4 音樂智能作曲軟件Orb Composer[4]
3.AI+美術(shù)=與“重生”藝術(shù)大師交流的美術(shù)課
國家新課程標準明確提出“在全面提高學生的素質(zhì)教育中，首先要以培養(yǎng)學生的審美教育為核心”。美術(shù)教育是通過對作品與自然觀察的感知訓練,獲得直覺敏感，形成視覺經(jīng)驗，獲取美術(shù)人文知識,積累學科知識經(jīng)驗。人工智能與美術(shù)教育的融合，有助于更好地、更深入地獲取對于藝術(shù)的感知、對于美的感悟，提升自身的修養(yǎng)和內(nèi)涵。
在美術(shù)課程中，人工智能等信息技術(shù)的投入，使得傳統(tǒng)的教學形式得以加速變革。計算機輔助技術(shù)可以將藝術(shù)設計作品的三維效果圖呈現(xiàn)出來，全景效果圖的展示有助于教師和學生全方位地觀看藝術(shù)設計作品，發(fā)現(xiàn)其中的問題，方便后期修改;三維化的模型還可以幫助學生對藝術(shù)設計作品形成更深層次的認識，與設計者產(chǎn)生思想上的共鳴。將人工智能生成式對抗網(wǎng)絡技術(shù)(GAN)應用于美術(shù)教學，可以讓莫奈、梵高等藝術(shù)大師“重生”，讓學生獲得更好的藝術(shù)體驗。
圖5 基于人工智能的美術(shù)課程畫面生成平臺
4.AI+其他=更多想象空間
(1)人工智能機器詩人
古詩是中華傳統(tǒng)文化的重要組成部分,是中國古人文藝美學與人生情操之集大成。人工智能與詩歌創(chuàng)作教學融合[6]，推進了創(chuàng)意寫作境界和創(chuàng)意內(nèi)涵，是“科學性”與“創(chuàng)意性”的協(xié)同，讓古詩創(chuàng)作如虎添翼，推進中華傳統(tǒng)文化的傳承與創(chuàng)新[7]。
人工智能已經(jīng)開啟古詩創(chuàng)作的新模式，目前在公開測評中，許多由機器詩人寫的古詩幾乎達到了人類詩人的水平。機器詩人寫作的基本條件是：(1)足夠的語料庫，機器寫作需要必要的素材供大數(shù)據(jù)的儲存與提取;(2)便捷而清晰的算法，代表著用系統(tǒng)的方法描述解決問題的策略機制;(3)算力。系統(tǒng)通常由三個部分組成：一個節(jié)奏模型，一個韻式模型，以及一個確保語法正確的自然語言模型。
圖6 “九歌”人工智能詩歌寫作系統(tǒng)
(2)人工智能書法課堂
書法向來被視為是“慢生活”的典范，如今語言文字交流方式將呈現(xiàn)“形體(人臉)識別系統(tǒng)”和“語音識別系統(tǒng)”結(jié)合的趨勢，作為審美的書法，將在履行“保衛(wèi)漢字”歷史使命的同時，由漢字書寫的高級形態(tài)即“書法藝術(shù)”來承擔[8]。
在云南，“墨韻智能·書法進校園助力項目”運用“人工智能+書法教育”模式，為書法教育增添科技含量，以精準幫扶的方式，提供書法教育支持，并進一步在云南省千余所中小學普及推廣書法課[9]。
圖7 云南省昆明市盤龍小學的四年級學生在體驗智能書法課
遇到的問題挑戰(zhàn)及應對
1.人工智能技術(shù)飛速進步，但尚未達到與人類藝術(shù)的情感共鳴
人工智能技術(shù)已經(jīng)能夠輔助教師進行基本的備課、體育/藝術(shù)歷史知識教學、分析史論類考試卷、針對性布置作業(yè)等[10]，但同時也需要看到，人工智能還不具備豐富的想象力，無法表現(xiàn)出與人類的情感共鳴，在情感關(guān)懷與復雜創(chuàng)造力培養(yǎng)方面需要進一步提升。目前的弱人工智能將向未來的強人工智能不斷演進，強人工智能不僅要求有人類的思維模式，更要有人類的情感體驗和獨特的創(chuàng)造能力。
2.人工智能賦能教育尚未標準化，離體育藝術(shù)教學場景落地還有一定距離
人工智能賦能教學屬于新鮮事物，在現(xiàn)有體育和藝術(shù)類的教學案例中，尚未規(guī)范化和形成統(tǒng)一的標準，全面推廣缺少相應的教學指導;另外，體育和藝術(shù)類學科的教學場景更加豐富多元，人為主觀性的感受體驗居多，哪些場景可以與人工智能技術(shù)融合，還有待于進一步深入挖掘。相應的教研組織也有必要不斷總結(jié)試點經(jīng)驗、更新完善形成推廣標準。
3.政府投入資源有限，需要全社會力量共同參與
目前已有經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)、師資力量較強的學校開始嘗試人工智能與體育和藝術(shù)類教育結(jié)合的探索，并取得一些進展，但若要規(guī)?；茝V，仍需要全社會以鼓勵創(chuàng)新的態(tài)度給予支持，科技公司更應該以支持教育創(chuàng)新、體現(xiàn)社會責任的擔當和勇氣來投入，包括前沿技術(shù)探索、場景化案例孵化、資源均衡化部署等，用科技的力量改變教育。
總結(jié)
在多以考試成績結(jié)果為導向的教培機構(gòu)受到政策的規(guī)范和限制之后，不以成績、應試為目的的文體類培訓將具有更多的發(fā)展機會。隨著“德智體美勞”全面發(fā)展的素質(zhì)教育觀念繼續(xù)深化，學校和社會也將更加鼓勵學生參與各類如籃球、鋼琴、繪畫、書法等活動，體育、美術(shù)、音樂等多元的教育行業(yè)將得到發(fā)展。科技與體育教育、藝術(shù)教育相結(jié)合，發(fā)揮人工智能對于素質(zhì)教育發(fā)展的抓手和助推作用，將有助于培養(yǎng)全面發(fā)展的創(chuàng)新型人才，助力教育質(zhì)量的全面提升。
參考文獻：
[1]王亦洲課題組：人工智能輔助體育教學(AIPE)-北京大學前沿計算研究中心 (pku.edu.cn)
[2]騰訊教育副總裁王濤：以技術(shù)給教育提供溫度和力量_騰訊新聞 (qq.com)
[3]江芃芄.動作智能分析軟件在舞蹈教學中的探索運用[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐,2020,3(19):156-158.
[4]李偉.音樂人工智能在音樂教育領域中的應用及研究[J].星海音樂學院學報,2019(03):145-150.
[5]李偉,高智輝.音樂信息檢索技術(shù):音樂與人工智能的融合[J].藝術(shù)探索,2018,32(05):112-116.
[6]張永祿,劉衛(wèi)東.人工智能寫作：創(chuàng)意寫作的新景觀[J].探索與爭鳴,2021(03):132-140+179-180.
[7]人工智能詩歌寫作平臺_人工智能開啟新模式!機器也能輕松寫古詩-CSDN博客
[8]陳振濂.人工智能時代,書法如何“華麗轉(zhuǎn)身”[J].人民論壇,2017(27):43.
[9]“人工智能”助力書法進校園_中國政府網(wǎng) (www.gov.cn)
[10]陸琪琪,承杰.AI對美術(shù)教育及美術(shù)教師的影響探析[J].普洱學院學報,2018,34(01):129-130.
作者
周丹 騰訊研究院高級研究員
趙云潔 騰訊研究院助理研究員
（轉(zhuǎn)載）
