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    莫扎特音樂對幼兒時空推理能力影響的研究

    博士招生信息網      2015-06-30      來源:《心理發展與教育》

      作者簡介:吳海珍,浙江師范大學杭州幼兒師范學院發展認知神經科學實驗室;趙蕾,浙江師范大學杭州幼兒師范學院兒童藝術系(杭州 310012);盧英俊(E-mail:luyingjun@ zjnu.cn),浙江師范大學杭州幼兒師范學院發展認知神經科學實驗室。

      內容提要:音樂對幼兒身心發展起重要的促進作用。利用實驗法探討莫扎特“D大調雙鋼琴奏鳴曲”(K.448)對幼兒時空推理能力的影響,并試圖探究“莫扎特效應”產生的機制。采用相同喚醒度和情緒效價但不同結構化和周期性的三首音樂為刺激,共342名大班幼兒參與實驗。結果顯示:高度結構化、長時程周期性的莫扎特音樂K.448顯著提高了女童時空推理能力,而在男童未發現此效應;而不具備高度結構化與周期性的科普蘭“貓和老鼠”類似無聲靜息,對幼兒時空推理能力無顯著影響。綜上,產生“莫扎特效應”,音樂需具備長時程周期性和高度結構化特點,支持“直接啟動說”理論。

      關 鍵 詞:莫扎特效應 幼兒 時空推理 周期性 直接啟動說

      標題注釋:基金項目:浙江省教育廳科研項目(Y201226313);浙江省研究生創新科研項目.

      1 引言

      音樂在兒童身心全面和諧發展中起至關重要的作用。音樂能促進神經系統的發育,對認知系統、情緒智力、應激一反應系統等產生影響,并為學習帶來積極和持續的益處。如Wolff發現音樂教育可顯著提高創造力(Jensen,2005); Morto,Pietrangelo和Belleperche(1998)指出游戲中使用音樂促進了綜合能力和自我概念的發展;孫長安,韋洪濤和岳麗娟(2013)證實音樂對工作記憶具促進作用;Mockel等發現節奏性很強的音樂可降低皮質醇與去甲腎上腺素水平(Jensen,2005)。此外,研究者發現音樂與空間智能存在密切聯系。Rauscher,Show和Ky(1993)報導聽10分鐘莫扎特“D大調雙鋼琴奏鳴曲”(K.448)的實驗組的時空推理成績比聽通俗音樂和不聽音樂的控制組高出8~9個百分點,且該作用可持續10~15分鐘。法國醫生Tomatis更提出“莫扎特效應”(Mozart Effect)這一術語。且音樂活動(不囿于莫扎特音樂)對學生各種智能表現均具促進作用,如提高數學分數,促進閱讀、地理等能力的發展(Cabanac,Perlovsky,Bonniot-Cahanac,& Cabanac,2013; Jensen,2005)。1999~2000年度美國大學委員會報告指出,音樂課程與學術能力評估測試(SAT)高分數之間存在密切相關(Jensen,2005)。而所謂“莫扎特效應”,狹義來說,是指聆聽某種類型音樂后其時空推理能力短暫提高的現象。

      “莫扎特效應”一經提出,就引起社會廣泛關注,并成為研究的熱點。但其行為學層面的結論并不一致,有些能再現“莫扎特效應”,除Rauscher研究團隊(1993)之外,Ivanov和Geake(2003),Jaekson和Tlauka(2004),Jausovec和Habe(2005)及黃君(2010)等在研究中均證實了此效應;Aheadi,Dixon和Glover(2010)指出,莫扎特效應存在限制性特征:聆聽莫扎特音樂能提高非音樂家的心理旋轉能力,而對音樂家無效。但有些實驗并不能再現“莫扎特效應”。1997年起,Steele等發表系列論文,質疑“莫扎特效應”存在(Steele,Ball,& Runk,1997; Steel,Bass,& Crook,1999; Steele,2003)。此外,Wilson和Brown(1997),Mckelvie和Low(2002),Crncec,Wilson和Prior(2006)也未能在實驗中證實該效應。但認知神經科學方面的研究較一致地證實莫扎特音樂對大腦的影響存在獨特模式(侯建成,劉昌,2008)。例如:腦電實驗發現莫扎特音樂增加了顳葉與左側額葉區域的腦電相干性(Hughes,2001),且對大腦α1頻段腦電功率譜的作用最顯著(盧英俊,吳海珍,錢靚,謝飛,2011);ERP實驗發現:莫扎特音樂使視覺Oddball任務誘發的左半球ERP成分潛伏期增加,右半球潛伏期縮短;添加新異刺激后,莫扎特音樂使P3a和P3b幅度降低,P3b潛伏期改變(Jausovec & Habe,2004; Zhu et al.,2008)。fMRI和NIRS實驗也證實莫扎特音樂除激活與音樂加工相關的顳葉外,還激活了與時空推理密切相關的背外側前額葉和枕葉(Bodner,Muftuler,Nalcioglu,& Show,2001; Suda,Morimoto,Obata,Koizumi,& Maki,2008)。此外,莫扎特音樂對神經系統疾病、認知障礙等治療效果顯著:如可減弱患有癲癇癥的成人及兒童的癇樣放電(Grylls et al.,2013; Hughes,1998; Lin et al.,2011);改變平衡變量,促進前庭損傷病人康復(Forti,Filipponi,Beraradino,Barozzi,& Cesarani,2010);促進心血管健康,并誘導高血壓大鼠血壓下降(Trappe,2010; Akiyama & Sutoo,2011);使患有輕度認知障礙的老年人康復認知(Cacciafesta et al.,2010);幫助克服認知失調(Perlovsky,Cabanac,Bonniot-Cabanac,& Cabanac,2013)等。

      關于“莫扎特效應”產生機制,目前主要有兩種理論:“直接啟動說”與“間接偏好、心境和喚醒說”。受Show等“Trion”模型的啟發,Rauscher為代表的“直接啟動說”派認為莫扎特音樂,能夠啟動、激發或增強時空推理任務所使用的固有神經放電模式,進而提高時空推理能力,產生“莫扎特效應”(Rauscher,Robinson,& Jens,1998)。而“間接偏好、心境和喚醒說”則質疑該理論,認為“莫扎特效應”本質上只是音樂所導致的偏好、心境或喚醒度差異對被試產生影響(黃君,2009)。兩種理論都得到部分實驗結果的支持。支持“直接啟動說”的結果來源于行為學與認知神經科學層面,如腦成像研究提示莫扎特音樂激活了與空間任務相關的腦區(Bodner et al.,2001; Suda et al.,2008)。支持“間接偏好、心境和喚醒說”的研究結果大部分來源于行為學層面。如Nantais和Schellenberg(1999)報導被試聆聽偏好刺激后時空測試成績高于聆聽不被偏好刺激;Thompson,Schellenberg和Husain(2001)發現,歡樂、速度較快的音樂可以提高被試空間能力,而悲傷、慢速音樂則不能。除上述理論外,Sutoo和Akiyama(2004)還試圖從分子機制上探究“莫扎特效應”的成因,發現莫扎特音樂K.205可增加腦內鈣/鈣調蛋白依賴的多巴胺合成,進而影響廣泛的腦功能;且音樂中4~16KHz的高頻音最能刺激多巴胺合成。綜上,“莫扎特效應”的機制研究至今尚未有定論。

      研究者探究能產生“莫扎特效應”的音樂的本質特征。Rauscher等曾指出,簡約型音樂、簡單重復型音樂均不能產生“莫扎特效應”,而具有復雜結構的音樂可以產生“莫扎特效應”(黃君,2009)。Hetland(2000)利用元分析指出:能產生“莫扎特效應”的音樂并不局限于莫扎特所創作的音樂。Hughes認為能產生“莫扎特效應”的音樂應該是一種高度結構化、具有長時程周期性的音樂,它與大腦皮層的高度組織化的微觀解剖結構可能存在某種模式上的相關性。他利用自動分析軟件解析了數百首不同音樂家作品(包括莫扎特,巴赫,肖邦,瓦格納,貝多芬,李斯特,海頓等)的結構特征,發現莫扎特音樂具有最高水平的長時程周期性:即4~60個音符長度的旋律線的重復度顯著高于其他作曲家。海頓和巴赫的音樂也具一定長時程周期性,但弱于莫扎特音樂。而顯著存在于搖滾樂中的1~2Hz短時程周期,在莫扎特音樂中幾乎未見(Hughes,2001; Hughes,2002; Jenkins,2001;盧英俊,吳海珍,錢靚,謝飛,2011)。而音樂的高度結構化特點是指音樂的空間組織結構復雜,密度高。莫扎特音樂的縱向和聲與橫向的旋律走向構成的音樂空間組織結構密度大,重復度高。Hughes分析了4音符長度旋律線的特征:包括音符、音程、旋律輪廓、音符時值和終止和弦等要素的重復性。結果發現莫扎特音樂的音符和音程得分顯著高于其他作曲家的音樂,音符時值顯著高于肖邦音樂。逆向的音符、音程和音符時值上也有類似趨勢(Hughes,2001)。Hughes提出的“高度結構化、長時程周期性”假說,試圖闡明莫扎特音樂的本質特征;而這種特征與大腦皮層的高度組織化存在模式上的相似性,能夠促進特定的腦功能,解釋了“莫扎特效應”的成因,從而間接地支持了“直接啟動說”。但這一假說,尚缺乏實證研究的證實。

      Rauscher(1999)曾指出,音樂訓練提高空間推理能力的效應可在大約5歲或更大年齡的兒童身上發現。故本研究在以往成人研究基礎上,拓寬了被試的年齡范圍(聆聽莫扎特音樂后短時提高時空推理能力的報導,最低年齡為10~12歲,Ivanov & Geake,2003),選取5~6歲幼兒為研究對象,同時將性別差異作為考察因素。另外,為探究“莫扎特效應”產生機制,在材料選擇上創新,控制刺激音樂的喚醒度與情緒效價一致,選取三種音樂:(1)高喚醒度、正性情緒、長時程周期性和高度結構化音樂;(2)高喚醒度、正性情緒、短時程周期性和高度結構化音樂;(3)高喚醒度、正性情緒但不具備高度結構化與周期性的音樂。由前,音樂的高度結構化和長時程周期性可能是產生“莫扎特效應”的關鍵,因此本研究假設:(1)上述第一類型音樂能提高幼兒的時空推理能力;(2)“莫扎特效應”的產生主要是基于音樂本身的結構化和周期性等特征,而非喚醒度和情緒效價等因素,支持“直接啟動說”。

      2 幼兒時空推理測試題的編制

      2.1 被試選擇

      杭州3所幼兒園大班幼兒106人,其中男童54人,女童52人,平均月齡65.1個月。所有被試身心健康,聽力正常。

      2.2 實驗材料

      本研究中測量時空推理能力的工具為折紙剪紙測試題。在以往有關“莫扎特效應”的研究中所采用的測量工具很不一致,常用的工具主要有:(1)逆向數字廣度測試;(2)斯坦福—比納量表中的折紙剪紙作業;(3)紙筆迷津作業;(4)明尼蘇達紙形板測試;(5)瑞文高級圖形補充測試。而在這眾多的測試工具中,Rauscher等經過分析認為折紙剪紙作業對時空推理能力的測試最為適合。因為該任務包含了對“莫扎特效應”起關鍵作用的兩個主要因素——時間順序與空間物體的心像,能夠測試出被試在物理模式缺失情況下進行心理旋轉的能力(黃君,2010)。

      本研究以Rauscher和Show(1993)、黃君(2010)在文獻中發表的折紙剪紙題為參考,根據折疊的方向、次數和剪口的位置、次數的不同來確定題目的難易程度,將測試題分為一折一剪題(圖1 A)、一折兩剪題(圖1 B)、兩折一剪題(圖1 C)與兩折兩剪題(圖1 D)。由于Rauscher指出難度水平較高的空間推理測試題要求被試在大腦中進行心理旋轉加工,而難度較低的題目可能不需要在腦中進行心智操作而完全依靠自動化加工就可完成;因而建議使用難度水平相對較高的測試題(Rauscher,2000)。故此,編制過程中參考5~6歲幼兒的實際時空推理水平,并稍為提高難度。最后,編制成適用于幼兒的折紙剪紙題30個,其中一折一剪9題,一折兩剪9題,兩折一剪7題,兩折兩剪5題,將其按由易到難的順序裝訂成冊,每頁1題(圖1)。

    (編輯:在職博士班同學網
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