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【AI+艺术】人工智能——素质教育的新型抓手

原创 2022-06-28


栏目导读

在上一篇中,我们讲到了人工智能在音乐创作领域的神奇功能,本期栏目,我们的视角将转向艺术教育。当今,素质教育的时代正在来临,从吹拉弹唱,到诗词歌赋,再到琴棋书画,人工智能等科技力量正在逐渐服务于素质教育的发展,使得教育发展更加智能化和更具人文关怀。

未来的艺术教育,是否将更深层次地融合科技元素?科技的理性是否可以激活艺术的灵感?让我们走进本期的【AI+艺术】栏目。




第四部分

人工智能与艺术教育



背景介绍 ✦

PART 1 

艺术教育,是指以文学、音乐、美术等为艺术手段和内容的审美教育活动,是美育的重要组成部分。从党的十九大报告呼吁“发展素质教育”开始,艺术教育就成为加强基础教育阶段提升学生综合素质的重点方向。

2003年开始,教育部门开始把人工智能当做今后教育事业中广泛采用的信息技术。随着时代发展,国务院相关部门实施教育体系深入改革,也给人工智能在教育行业中应用与发展提供了有利条件。

以前,科技的理性和艺术的感性很难联系在一起,如今随着科技的不断进步,二者正在结合碰撞出创新的火花。人工智能等科技力量为艺术教育的发展提供了抓手和支撑,使得教育发展更加智能化和更具人文关怀。未来的艺术教育,都将更深层次地融合科技元素。


前沿案例 ✦

PART 2 

✦  音乐教育与人工智能: 更懂音乐的 AI 钢琴陪练 


爱弹奏智能陪练 APP,由清华大学计算机系胡伟博士,携团队历时数年技术研发而成,旨在为 4-16 岁琴童提供一款更懂音乐、更简洁好用的 AI 陪练助手。

AI 技术能不能“更智能”地识别琴声,直接关系到孩子用陪练 APP 练琴的“真实效率”,这是影响陪练效果的关键技术指标。爱弹奏潜心数年研发的“AI+琴声识别”科技,已经能够精准地“自主听懂”孩子的演奏内容,例如正在弹是哪个小节、用的是左手还是右手…这远远超越了原有同类型技术“只能被动识别规定曲谱”内容的方式。

其具备的“ AI +智能降噪”功能,能在嘈杂环境中依然“听得准”孩子的琴声,因此,孩子使用爱弹奏 APP 作为陪练助手时,讲话声、唱谱声、节拍器等背景环境声音,均不会影响到 APP 的反馈与评测结果。

当孩子已能够熟练演奏曲目,点击“一键评测”功能开始评测,AI 系统就可以直接“听懂”孩子正在弹的是什么曲子,并自动完成按键分析、对齐等一系列 AI 算法,生成弹奏评测报告,孩子不必来回切换页面进入特定曲谱,大幅节省了孩子的时间。现有“一键评测”曲谱库已基本涵盖琴童常规使用的曲目。


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图源:爱弹奏


日常练琴过程中,爱弹奏 APP 特有的“拍照搜谱”功能,让孩子只需要对着纸质曲谱拍照出几个小节,就能直接定位到想要练习的智能曲目上,不再需要打字搜索等复杂操作,省时又方便。

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图源:爱弹奏


由胡伟博士领军研发的“爱弹奏 AI”技术一经问世,立即获得了 AI 人工智能、音乐行业等多方业内权威人士的高度关注,成为“AI+音乐科技”领域新技术、新应用的风向标。



 人工智能辅助古诗词学习:清华大学“九歌”诗词写作系统 


清华自然语言与社会人文计算实验室聚焦以中文为核心的自然语言处理前沿课题,九歌诗词创作系统正是由该实验室研发。“九歌”能够基于80万首前人诗歌进行训练学习。相对于市面上的其他诗歌生成系统,九歌系统可以实现多体裁多风格、人机交互创作。


在系统中输入关键词、句子等,选择要创作的文体(绝句、律诗、集句诗、词牌),可以得到一首符合古诗创作要求的作品。操作简单快捷,创作的诗词在押韵、平仄、对偶、黏连等方面,基本满足规则,解决了诗歌创作中格律的痛点。


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图为“九歌”人工智能写作系统


比如输入“残、山、柳、雁”四个意象,得到古诗如上图。四个意象中,柳象征离别,雁象征思乡、书信。得到的五言诗,描绘深秋鸿雁、霜柳等景象,主旨感情带有离别、惆怅之感,与本文输入的意象,有较高的契合度。


距离输入杜甫的《登高》。《登高》作为古今七律第一,杜甫登高抒怀,写秋景之萧瑟,身世之飘零,老病之孤愁,乃失意文人之作。系统给出的作品,与杜甫作品有区别,乃一老兵思往日功业,昔年与今日之对比,惆怅失意。感情主旨的差别,并无高下之分,但遗憾的是,新作中没有出现《登高》里的关键词,这是系统的不足之处。


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图为“九歌”人工智能写作系统



输入范仲淹《苏幕遮》中的关键词,得到新作。就内容而言,与范仲淹作品有暗和之处,但只能出现上阕的一部分,不能制作出完整作品。

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图为“九歌”人工智能写作系统


除了通过与名作的对比研究,可以看到,九歌创作系统还有不足,对诗歌的意象这一核心元素,理解能力还有待提高,距离一流作品尚有距离。但对于高中阶段的学习而言,九歌系统的功能已经足够,可以用来帮助学生掌握古诗词。

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图为“九歌”人工智能写作系统

对于高中生而言,诗词最重要是理解大意,关键在于通过意象、典故、情绪词来掌握诗人的意趣。鉴于九歌系统不能理解典故,而情绪词难度不高,则高中生可以以古诗中常见意象为抓手,利用九歌系统进行诗歌创作训练。在这一过程中,与名作原文进行比对,在对比中熟悉古诗创作的规律,加深对意象的理解。


九歌诗歌创作系统,是自然语言处理的杰作,尽管对古诗的典故还没有掌握,但其诗词创作能力已经相当高明。学生以意象为重点,利用九歌系统创作属于自己的诗词,可以培养对古诗词的兴趣,体会人工智能在诗歌艺术中的应用,对提升诗歌理解能力大有裨益。



 书法教育与人工智能:阿尔法蛋AI练字笔 


在丰富的课外兴趣班选择上,许多父母会让孩子报名练习硬笔书法。AI在书法教育上的应用使得当下的孩子不再像二三十年前的孩子,需要上补课班或者自己买字帖闷头瞎练,而是可以足不出户便能够得到专业的一对一辅导。高水准的工业设计和优化出色的APP能够带来舒适且流畅的使用体验,在最基础的软硬件端上,保障孩子更好地练习硬笔书法。


当练字笔在采用1200dpi点阵印刷的练习册上书写时,压感会启动该摄像头以记录笔的运行轨迹,实现精准定位。并且,我们无需在APP上手动查找对应的篇章,便会自动完成匹配。比如,当手写笔在练习册上书写“问”这个字时,APP便会自动跳转到“问”字页面。

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图为练字笔操作示范

图源:胖胖聊科技

作为阿尔法蛋旗下的首款练字笔产品,阿尔法蛋AI练字笔绝不是传统的练字笔配练习册,而是在内部集成了一个虚拟教师,这个虚拟教师还是采用一对一的闭环授课,让孩子在家便可以提升硬笔书法书写能力。
当孩子每写完一个字时,阿尔法蛋AI练字笔都能够进行评分,并通过笔迹回放功能(右侧也会文字显示)详细说明书写问题,练字笔的AI评分包含十个评分维度,分别是笔画顺序、笔画数量、字体大小、字体位置、字体重心、间架结构、笔画角度、笔画方向、笔画长短、以及书写速度等等。总之能非常详尽指出书写上的问题或者不足。

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图为练字笔讲解评分页面

图源:胖胖聊科技

根据练习记录,AI练字笔会推荐需要强化训练的汉字,进行个性化针对性训练,帮助孩子更好学习硬笔书法;而阶段自测报告会展现与前一阶段自测的对比,让孩子能够看到实实在在的进步,练字便更有动力。

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图为练字笔的激励系统页面

图源:胖胖聊科技


作为一款循序渐进的产品,阿尔法蛋AI练字笔将中国近几十年的教育常青树硬笔书法与AI相结合,真正将科技赋能传统文化,让孩子在科技中逐步掌握硬笔书法书写技巧。




总结

PART 3 

就目前的人工智能在艺术教育领域的应用来看,可以分为自适应学习、虚拟助手、专家系统、商业智能等方面。AI能为学习者提供个性化难度和个性化节奏的课程和习题,还能为学习者提供陪练答疑、客服咨询、助教等服务。企业能从中能够低成本为学习者提供标准化的服务,并且获得大量用户数据反馈。AI专家系统又结合了人工智能和大数据,具备自我学习和综合分析的能力,系统可以获取、更新知识,不再只是静态的规则和事实。


未来教育创业的驱动力定是来自人工智能为核心的“科技创新”+”教研创新“,科技与艺术教育相结合,发挥人工智能对于素质教育发展的抓手和助推作用,将有助于培养全面发展的创新型人才,助力教育质量的全面提升。

✦  本栏目由清华大学学生创客空间协会合作建设  


撰文 | 熊丽琦

编辑 | 毕文立

审核 | 王旭东




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