音樂對幼兒空間工作記憶影響的實驗研究

李文輝，申誼可，張雨華，劉笑男

（沈陽師范大學 學前與初等教育學院，遼寧 沈陽 110034）

一、問題提出

音樂訓練對人的生理發(fā)展有著重要影響。以往研究中，研究者們借助多種腦成像技術對音樂訓練與大腦可塑性的關系進行了實驗，發(fā)現音樂訓練與腦功能性神經的激活、腦前額葉的執(zhí)行功能都有著潛在的聯系[1]。長期的音樂訓練不僅能夠提升大腦對音樂刺激的敏感性、縮短反應時，還能改變大腦的功能與結構。Francois和Schon的研究發(fā)現，在行為實驗中，音樂家被試組在音樂材料選擇敏感性與反應時的成績均優(yōu)于非音樂家被試組[2]。還有研究指出，早期的音樂學習經歷能夠促使正處于神經系統(tǒng)發(fā)育關鍵期的兒童，其運動皮層的組織結構發(fā)生顯著變化[3]。

音樂訓練對人的認知發(fā)展有著重要影響。大量研究通過測驗、實驗、問卷等方法證實了音樂訓練可以提升人的認知能力，尤其對幼兒的感知覺、言語、思維、社會性等方面產生了重要影響。李文輝等人選用《語音意識與文字意識評估測試》對40名5-6歲幼兒進行測驗，研究表明，音樂訓練能促進幼兒的語音意識發(fā)展[4]。王杭等人通過對國內外大量實驗研究的整理歸納，分析得出音樂訓練與個體的語言知覺能力、空間視覺化能力都存在正相關,音樂訓練可在一定程度上提升認知能力[5]。由此可見，音樂訓練可以提升人的多種認知能力，其中就包含了記憶力。朱丹通過實驗研究發(fā)現，音樂訓練能夠對幼兒的語言工作記憶、情緒工作記憶及數字工作記憶效能產生影響[6]。李美善采用韋氏量表對11-12周歲的兒童進行測量，結果顯示，接受過音樂訓練的兒童在工作記憶、總智商兩項指數上都顯著高于未接受過音樂訓練的兒童，說明音樂訓練對兒童工作記憶能力有正向積極影響[7]。

不僅是長時間的音樂訓練會對記憶產生影響，即時音樂、先導音樂、背景音樂等短時間的音樂也能夠促進記憶的提升。大量研究者對音樂是否會對記憶產生影響進行了探討。楊青等人在對背景音樂與幼兒工作記憶的關系進行實驗研究后發(fā)現，背景音樂節(jié)奏的快慢對幼兒的工作記憶呈現顯著影響，快節(jié)奏的背景音樂更有助于幼兒工作記憶的提高[8]。孫長安等人采用n-back實驗范式，以肖邦音樂為刺激材料，對30名在校大學生進行ERP實驗，結果顯示，肖邦音樂可以有效促進工作記憶的提高[9]。

1960 年，Miller，Galanter與 Pribram 在Plans and the Structure of Behaviour一書中首次提出“工作記憶”的概念。傳統(tǒng)觀點認為，工作記憶是一個容量有限的記憶系統(tǒng)，負責訊息的暫時儲存與處理。但近年來研究發(fā)現，個體的工作記憶水平可以通過工作記憶訓練獲得提升。研究者從不同角度證明了工作記憶對人的智力、推理、創(chuàng)造力、問題解決等高級認知活動都具有顯著作用。彭君等人通過實驗對4-5歲幼兒進行工作記憶訓練，實驗結果表明，n-back工作記憶訓練可以提高幼兒的流體智力成績，并且這種訓練效果具有長期的穩(wěn)定性[10]。趙鑫等人研究發(fā)現，工作記憶水平可以通過工作記憶訓練提高。通過訓練，個體的閱讀能力、智力水平等都可得到提升。工作記憶訓練還對多動癥兒童、酒精譜系障礙兒童臨床癥狀的緩解有一定的作用[11]?？臻g工作記憶屬于工作記憶模型中的一個次級系統(tǒng)，在個體的訊息處理過程中負責維持與操控視覺和空間的資訊。

綜上所述，音樂對人的生理、認知能力發(fā)展有著至關重要的作用；工作記憶可通過專門的工作記憶訓練抑或是音樂得到提高；空間工作記憶屬于工作記憶的次系統(tǒng)，對于記憶能力的發(fā)展至關重要。以往研究中，研究對象主要集中于成年人或初、高中生，而如果能在幼兒階段就覺察到其在空間工作記憶水平上的個別差異，將會提早幫助工作記憶水平不佳的幼兒，運用合理的輔導策略，協(xié)助幼兒在未來道路上走得更為通順。所以，為進一步拓寬此領域的研究成果，本文選取幼兒園大班幼兒對其進行音樂欣賞，通過實驗探究音樂是否能夠提高5-6歲幼兒的空間工作記憶水平。

二、研究對象與方法

（一）研究對象

本研究在遼寧省某公立幼兒園中隨機抽取42名大班幼兒參與實驗，將其隨機分為音樂欣賞組和安靜休息組兩組，每組各21人。由于1人未完成實驗，最終只統(tǒng)計41名幼兒的數據。其中音樂欣賞組20人，男生10人，女生10人，平均年齡為5.3歲；安靜休息組21人，男生11人，女生10人，平均年齡為5.35歲。所有幼兒均視力正常，智力發(fā)展正常，無軀體及精神疾病。

（二）實驗材料與程序

本實驗為單因素被試間實驗設計，自變量為有無音樂（音樂欣賞、安靜休息），因變量為空間工作記憶任務的正確率。實驗中使用的音樂材料為莫扎特《D大調雙鋼琴奏鳴曲》。實驗分為兩部分進行：第一部分為實驗準備階段，音樂欣賞組的幼兒聽5分鐘的莫扎特《D大調雙鋼琴奏鳴曲》，而安靜休息組則要求在座位上休息5分鐘；第二部分為實驗執(zhí)行階段，所有幼兒坐在筆記本電腦（屏幕15.6英寸，分辨率1920×1080）前完成空間工作記憶任務。實驗程序采用E-prime2.0編制和呈現。

實驗開始前由主試向幼兒講解實驗方法，幼兒了解實驗進程后，先進行練習實驗。練習實驗開始時（刺激呈現階段）首先呈現注視點，呈現時間無限，被試按鍵后開始實驗。接著呈現5×5白色方格，隨后3個方格依次變綠，每個方格變綠的持續(xù)時間為1 000ms。隨后進入反應階段，首先呈現500ms的注視點，之后呈現與之前界面相同的5×5白色方格，呈現時間無限，被試需要用鼠標在方格陣列中依之前呈現的順序點擊正確的方格位置（點擊過的方格變綠）。從刺激呈現階段開始至反應階段的反饋界面為止為一個實驗試次，實驗序列循環(huán)3次進行，待幼兒理解并完成練習實驗進程后進入正式實驗。實驗結束后記錄每個幼兒所能達到水平的最大值、最小值和平均值。實驗程序如圖1所示。

圖1 實驗程序示意圖

（三）數據統(tǒng)計

用SPSS19.0軟件對幼兒空間工作記憶容量、正確率和反應時進行獨立樣本t檢驗分析。

三、研究結果

（一）幼兒空間工作記憶容量結果

對本研究中幼兒空間工作記憶容量進行獨立樣本t檢驗分析。結果顯示，音樂欣賞組與安靜休息組幼兒的空間工作記憶容量在最大值（p=0.02）與平均值（p=0.03）上存在顯著性差異，最小值（p=0.17）上的差異未達到顯著水平。具體數據結果見表1。

表1 幼兒空間工作記憶容量水平差異

（二）幼兒空間工作記憶正確率結果

對本研究中幼兒空間工作記憶的正確率進行獨立樣本t檢驗分析。結果顯示，音樂欣賞組（62.62±13.69%）比安靜休息組（51.88±18.72%）的正確率更高，t=2.1，df=39，p＜0.05。具體見圖 2。

圖2 安靜休息組和音樂欣賞組的空間工作記憶任務正確率結果

（三）幼兒空間工作記憶反應時結果

對本研究中幼兒空間工作記憶的正確率進行獨立樣本t檢驗分析。結果顯示，音樂欣賞組（6331.32±1473.73ms）比安靜休息組（7956.75±2757.01ms）的反應時更快，t=2.4，df=39，p ＜ 0.05。具體見圖3。

四、討論

（一）幼兒空間工作記憶水平有限

根據實驗結果可知，幼兒空間工作記憶容量均值較低，說明幼兒只能記住少量訊息，空間工作記憶水平十分有限。國外研究也證實了這一點，幼兒的工作記憶容量很小，但隨著年齡到青春期都會穩(wěn)定增加，成人的工作記憶容量相當于四歲幼兒的兩倍之多[12]。從結果的最大值、最小值與均值的比較中也可以發(fā)現，幼兒的空間工作記憶具有明顯的個體差異性。大量研究也表示，空間工作記憶水平較高的幼兒，其攝入的圖片、文字、語音等訊息量較為豐富，不僅可以促進學習知識的獲取，長此以往，有效知識得到積累，其長時記憶也會得到充分強化，從而建立起良性的記憶系統(tǒng)循環(huán)。反之，若在幼兒空間工作記憶水平低的情況下，很可能造成其接受信息少、注意力難以維持較長時間、學習的自我效能感下降等，最終導致學習成效的低落。如此，工作記憶就如同電腦內存一般，日常生活中幼兒看似糊里糊涂，常常背不住故事、記不住成語等，這些都是工作記憶“內存低”的體現。

（二）音樂能提高幼兒空間工作記憶容量

在空間工作記憶容量上，音樂欣賞組幼兒的空間工作記憶容量水平顯著大于安靜休息組幼兒。具體表現為音樂欣賞組幼兒的工作記憶容量在平均值、最大值上均顯著高于安靜休息組幼兒。究其原因，一方面，音樂欣賞對大腦內部區(qū)塊構成了刺激反應，活躍了大腦細胞，使得發(fā)育中的大腦結構和功能產生變化，其可塑性和延展性得到提升；另一方面，音樂之所以能夠擴大幼兒空間工作記憶的廣度，與工作記憶系統(tǒng)中的視覺空間模板密不可分。視覺空間模板的主要功能是處理時間信息或空間信息，對視空材料進行存貯、保持和控制。本實驗中幼兒需要記住的就是閃現小方格的順序、位置等空間信息，刺激以視覺空間模式呈現，所以幼兒依賴于使用視覺刺激的反應特性來貯存信息，反映出這一時期幼兒視覺編碼模板較其他兩個系統(tǒng)的發(fā)展更具優(yōu)先性。Gathercole在其實驗結果中也發(fā)現，兒童的工作記憶在4歲左右開始顯露，但幼兒仍主要依靠使用視覺空間模板存儲訊息。直至11歲以后，兒童才可以像成年人一樣靈活使用所有復雜的工作記憶系統(tǒng)[12]。由此可見，盡管幼兒空間工作記憶水平有限，但是音樂卻能對幼兒空間工作記憶容量的提升起到積極的促進作用。

（三）音樂能提高幼兒空間工作記憶效率

音樂不但擴大了幼兒空間工作記憶的廣度，還使得空間工作記憶效率得到提高。實驗結果顯示，音樂欣賞組幼兒在工作記憶的正確率上顯著高于安靜休息組幼兒；在反應時間上，音樂欣賞組幼兒比安靜休息組幼兒速度更快，證實了音樂能夠提高幼兒的空間工作記憶的效率水平。由于記憶、邏輯等認知活動主要在大腦左半球進行，而音樂欣賞、空間知識等藝術活動多在大腦右半球進行，在正常狀態(tài)下，右半球加工區(qū)不易被激活。但是，音樂卻可刺激大腦右半球的覺醒狀態(tài)，使得大腦左、右半球協(xié)同運動，大腦進入最佳活躍狀態(tài)，加速了認知任務的加工過程，記憶、思維等能力隨之加強，從而提高了空間工作記憶的效率水平。因此，此次實驗前聽莫扎特《D大調雙鋼琴奏鳴曲》，也可能是由于音樂激活了幼兒右半球的覺醒狀態(tài)，促進了其認知加工過程，進而有效提升了幼兒空間工作記憶的加工效率。

五、教育建議

本研究表明，音樂對幼兒工作記憶有積極促進作用，音樂又是一門極具表現力和感染力的藝術，充分利用音樂的特點來提高幼兒的工作記憶水平，進而幫助幼兒身心全面發(fā)展是當前亟須關注的問題。

（一）運用多元化感官輸入，擴充記憶水平

工作記憶就像一個工作平臺，支持著日常的認知活動，并儲存心智活動中的重要訊息。在幼兒階段，工作記憶系統(tǒng)尚未發(fā)展完善，空間工作記憶水平有限，對于煩瑣、復雜的事情尚不能全部納入平臺中，而工作記憶又在幼兒的學習活動中扮演著極其重要的角色。所以，對于工作記憶容量正處于發(fā)展期的幼兒來說，在完成復雜任務時，思維很容易掉線，難以集中注意力。假設班級中教師正在進行故事分享，幼兒就必須暫時將教師分享故事中的人物、時間、地點、情節(jié)等重要訊息放入工作記憶中，等待通篇故事結束開始談論發(fā)言時，幼兒才針對教師的問題將暫存在工作記憶中的訊息提取出來，并且結合自身經驗使用言語表達，即是工作記憶的使用。所以在日?；顒又?，幼兒教師應注意要以貼近幼兒日常生活的實物作為起點，盡量選擇色彩鮮明、形象生動的材料，充分利用視覺空間模板的優(yōu)勢，例如，利用制作記憶卡片、制作圖畫書或直接用肉眼去觀察等多元方式引起幼兒共鳴，以此作為感官輸入的重要媒介，激發(fā)幼兒的空間工作記憶，加快大腦左、右半球的運作與思考，提升幼兒對學習知識、參與活動的熱情。另外，還可以將記憶策略自然地融入課程當中，例如，利用分類記憶、協(xié)同記憶、記憶游戲、邀請幼兒進行親身體驗等多種方式，使幼兒在識記過程中既聽又看，從而提高幼兒視覺空間模板與語音回路系統(tǒng)的結合率，充分調動幼兒的多種感官，幫助幼兒記得既完整又牢固。

（二）創(chuàng)設積極化音樂氛圍，陶冶音樂興趣

我國著名教育家陳鶴琴先生曾說：“什么樣的環(huán)境就得到什么樣的刺激?！睆奶ソ虝r期開始，家長就選擇聽舒緩、柔美的音樂，待孩子降生后，繼續(xù)保持這一習慣，會讓音樂對幼兒產生潛移默化的影響，促進其積極心理品質的發(fā)展。學前教育階段是幼兒感受音樂、學習音樂的關鍵期，家長和幼兒教師應努力為幼兒營造積極的音樂氛圍，創(chuàng)設多樣化的音樂環(huán)境。首先，可以為幼兒選擇貼近生活、情感鮮明的動聽旋律，也可讓兒童自行選擇喜愛的音樂，給予幼兒豐富的音樂體驗，同時增強其對音樂的興趣，促進幼兒與同伴或成人間的互動與交流；其次，在不同時間段播放音樂可以作為對幼兒不同行為的提示，例如，在幼兒睡前播放一段柔美的音樂，營造入睡氛圍，長此以往形成習慣，當幼兒聽到這個音樂響起時，就知道睡覺的時間到了，自覺準備入睡。有調查顯示，目前大部分家長已經會介入到家庭音樂教育中，但對于幼兒音樂教育問題，由于物質投入比重大，及家長自身參與家庭音樂教育的意識薄弱，常常缺乏為孩子創(chuàng)設良好音樂環(huán)境的積極性[13]。因此，家長必須要對音樂環(huán)境的塑造重新重視起來，增加對幼兒音樂時間與精力的投入，在營造豐富音樂氛圍的前提下，培養(yǎng)孩子們對音樂的興趣，也可以讓幼兒嘗試學習一種樂器，切身通過聽、唱、彈等多種方式直接感受音樂的曼妙，有意識地培養(yǎng)幼兒的音樂興趣。

（三）開展游戲化音樂教育，提升音樂素養(yǎng)

幼兒園中音樂教育是美育的重要組成部分，音樂教育因其娛樂性的特點，能夠吸引幼兒積極參與到音樂活動之中。音樂看不見摸不著，是一門聽覺藝術，也是表演藝術，但幼兒生性好動、好玩，注意力時間短，思維具體形象，所以開展游戲化音樂教育必不可少。在幼兒園對孩子們進行音樂教育因組織者是幼兒園教師，參與者數量較多，教育形式可以更加靈活多變。幼兒園通常有專門的教育時間對幼兒進行音樂集中教育，每周幾次集中的音樂教育必不可少，但是僅僅這些時間是不夠的，幼兒園教師應認識到音樂教育對幼兒認知發(fā)展的重要性，將音樂活動與音樂教學滲透到不同領域的教育活動中。因此，幼兒園必須將音樂與幼兒的生活、玩耍融為一體，讓幼兒在游戲活動中直接地、親身地體驗音樂，積極開展游戲化音樂教育才能讓幼兒在音樂活動中主動接受熏陶，提升音樂素養(yǎng)。例如，在游戲設置方面，幼兒園可以多設計一些與音樂相關的游戲活動，邊學邊玩，將歌曲游戲化。在各個學科的教學當中，教師也可加入音樂元素，如閱讀繪本故事時搭配恰當的音樂效果，既增加了語言的表現力，又能促進大腦活動，提升記憶效果。教師還可以在進行教育活動之前用一段音樂讓孩子們安靜下來；在進行戶外體育活動時，用歌謠指導孩子們下一步的動作。幼兒園通過游戲的方式將節(jié)奏與動作融合，使幼兒不斷接觸音樂、提高音樂感受力，通過音樂教育提高幼兒記憶容量水平，為幼兒未來的發(fā)展造就堅固的堡壘。