1 引言

　　當(dāng)前,隨著創(chuàng)客教育逐漸步入中小學(xué)教育中,創(chuàng)客課程與創(chuàng)客平臺的融合發(fā)展起著至關(guān)重要的作用[1]。核心素養(yǎng)是培養(yǎng)自我價值實現(xiàn)與社會價值實現(xiàn)高素質(zhì)公民的重要基礎(chǔ)[2]?；A(chǔ)教育是培養(yǎng)公民核心素養(yǎng)的重要階段,中學(xué)生音樂核心素養(yǎng)是指中學(xué)生在學(xué)習(xí)音樂過程中形成的一系列與音樂相關(guān)的能力與態(tài)度,并基于此適應(yīng)當(dāng)前和未來社會挑戰(zhàn)的需要[3]。音樂核心素養(yǎng)不僅包含學(xué)生的音樂審美觀、審美意識等,還影響著學(xué)生音樂情感的豐富性和道德品質(zhì)的高尚性[4]。

　　本文基于創(chuàng)客教育及學(xué)生個性化自主探究理論,以音樂素養(yǎng)為導(dǎo)向,以古琴教學(xué)為實踐,提出在中學(xué)開展信息化背景下的古琴創(chuàng)客課程。在該創(chuàng)客課程中,借助3D建模軟件為古琴建模,并基于3D打印技術(shù)檢測完善古琴模型,之后運(yùn)用工業(yè)雕刻機(jī)在木材上完成古琴雕刻。最后,基于開源硬件和iOS系統(tǒng),開發(fā)輔助古琴創(chuàng)客課程的學(xué)習(xí)平臺系統(tǒng)。

　　2 面向音樂核心素養(yǎng)的古琴創(chuàng)客課程設(shè)計和開發(fā) 古琴的設(shè)計與制作教學(xué)環(huán)節(jié)

　　琴藝,在該文中特指古琴,即“七弦琴”。古琴的背景故事、流傳詩句和圖作不勝枚舉,就是古琴本身的造型也相當(dāng)講究。一張古琴包羅了天地、五行、陰陽等中國傳統(tǒng)文化。古琴歷史悠久、流傳廣泛,然而在近現(xiàn)代的古琴教育及學(xué)習(xí)中,古琴虛高的價格、佶屈聱牙的減字譜成為古琴教育普及化的障礙。筆者試圖打破傳統(tǒng)的古琴教習(xí)方式,以創(chuàng)客教育理念為基礎(chǔ),借助信息化技術(shù)和工具揭開古琴制作和教學(xué)的神秘面紗。

　　在設(shè)計和制作古琴過程中,在沿用原始古琴制作工藝的基礎(chǔ)上,添加了一些信息化技術(shù)元素。同時,在古琴中安裝了單片機(jī)和LED等相關(guān)電子元件,將古琴所彈奏的不同音色可視化呈現(xiàn)出來。古琴創(chuàng)作具體可分為四個步驟。

　　1)古琴的三維建模。古琴的琴體是由兩塊木板結(jié)合而成,所以只要分別做出兩塊木板的模型,就可以進(jìn)行后期加工和處理。本文選用仲尼式古琴原型進(jìn)行三維繪制,由于是實驗,因此并沒有制作出整個古琴模型,而只是制作了琴面的弧度,并將冠角和岳山一并制作進(jìn)去。

　　2)3D打印古琴模型。嘗試用3D打印進(jìn)行模擬古琴制作,由于直接上木材斫琴成本高昂,因此,筆者運(yùn)用3D打印機(jī)打印模型,打印出塑料模型以后,查看其弧度和光滑程度是否符合傳統(tǒng)古琴的標(biāo)準(zhǔn),在確認(rèn)無誤后進(jìn)行下一步操作。

　　3)運(yùn)用工業(yè)技術(shù)完成古琴雕刻。運(yùn)用工業(yè)雕刻機(jī)在木材上進(jìn)行3D雕刻。雕刻機(jī)的出現(xiàn)代替了手工斫琴,使得斫琴的成本得以下降。

　　4)安裝電子元件。在制作出傳統(tǒng)古琴的琴面后,安裝單片機(jī)和LED提示燈等相關(guān)電子元件。這里選用20顆RGB LED作為徽位和弦位的提示燈,其中,徽位的提示燈用來提示泛音位置(一般泛音都產(chǎn)生在徽位的位置);弦位提示燈用來提示右手撥弦。再用七條RGB LED STRIP 60來顯示每根弦上的不同按音。這些燈帶放置在每根弦的下方,每條由60個LED組成,總長度為100mm。圖1為數(shù)字化古琴示意圖。

　　在古琴上,針對不同的音色使用不同的提示燈。

　　1)天音,即泛音,是弦樂器上特有的一種演奏技法。泛音通常產(chǎn)生于弦樂單弦等分處(如1/2、1/3、1/4),如果將等分處記做1/n,則該處產(chǎn)生的泛音音高為基礎(chǔ)音的頻率的n倍。例如,如果標(biāo)準(zhǔn)A音(古琴六弦)基礎(chǔ)音為440Hz,則在其1/2處(即七徽)產(chǎn)生的泛音為880Hz。有鑒于此,古琴的13個徽位正好處于從龍齦到岳山(有效弦長)的13個等分位(古琴七徽為1/2處)。在13個徽位上放置13個RGB LED,可以有效地提示泛音所處徽位。僅用這13個徽位的泛音可以演奏《流水》的泛音部分和《梅花三弄》的泛音部分,皆是泛音的練習(xí)曲目。

　　2)地音,即散音,是弦樂的基礎(chǔ)音,與弦長、弦直徑和松緊程度相關(guān)。古琴的正調(diào)自一弦起為C、D、F、G、A、C、D,以F調(diào)唱名為sol、la、do、re、mi、sol、la?？障业纳⒁?由處于一徽以右的七顆RGB LED來進(jìn)行指示,放在該處是因為左手的按音一般到四徽而止,而左手的泛音最高也就到一徽,所以放在一徽以外不會影響到其他音域。使用散音進(jìn)行練習(xí)的曲目有《笑傲江湖》、現(xiàn)代曲目《我和你》等。

　　3)人音,即按音。在三種音色中,唯獨(dú)人音是最為復(fù)雜的,正是由于按音的委婉多轉(zhuǎn),才有了“人音”的別稱。按照現(xiàn)代古琴大師陳金龍先生的研究,可以將每根弦按照十二平均律劃分成兩個8度音程,即24個音。這兩個8度音程涵蓋了從龍齦到四徽位的弦長,弦的總長度約為842mm(該長度由筆者手中仲尼式古琴測得)。每個徽位及每個半音階所在弦長,以一弦(C弦)為例,根據(jù)定制的RGB LEDSTRIP型號的規(guī)格是每米60個,平均每兩個LED的間距Δs=16.7mm。測得每個音名所對應(yīng)的徽位到龍齦的距離,可以得到該徽位所對應(yīng)的LED的位置。