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(xué) 學(xué)前與初等教育學(xué)院，遼寧 沈陽 110034）

一、問題提出

音樂訓(xùn)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(shù)對音樂訓(xùn)練與大腦可塑性的關(guān)系進(jìn)行了實驗，發(fā)現(xiàn)音樂訓(xùn)練與腦功能性神經(jīng)的激活、腦前額葉的執(zhí)行功能都有著潛在的聯(lián)系[1]。長期的音樂訓(xùn)練不僅能夠提升大腦對音樂刺激的敏感性、縮短反應(yīng)時，還能改變大腦的功能與結(jié)構(gòu)。Francois和Schon的研究發(fā)現(xiàn)，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(yīng)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(xué)習(xí)經(jīng)歷能夠促使正處于神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育關(guān)鍵期的兒童，其運動皮層的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化[3]。

音樂訓(xùn)練對人的認(rèn)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(xùn)練可以提升人的認(rèn)知能力，尤其對幼兒的感知覺、言語、思維、社會性等方面產(chǎn)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(jìn)行測驗，研究表明，音樂訓(xùn)練能促進(jìn)幼兒的語音意識發(fā)展[4]。王杭等人通過對國內(nèi)外大量實驗研究的整理歸納，分析得出音樂訓(xùn)練與個體的語言知覺能力、空間視覺化能力都存在正相關(guān),音樂訓(xùn)練可在一定程度上提升認(rèn)知能力[5]。由此可見，音樂訓(xùn)練可以提升人的多種認(rèn)知能力，其中就包含了記憶力。朱丹通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，音樂訓(xùn)練能夠?qū)τ變旱恼Z言工作記憶、情緒工作記憶及數(shù)字工作記憶效能產(chǎn)生影響[6]。李美善采用韋氏量表對11-12周歲的兒童進(jìn)行測量，結(jié)果顯示，接受過音樂訓(xùn)練的兒童在工作記憶、總智商兩項指數(shù)上都顯著高于未接受過音樂訓(xùn)練的兒童，說明音樂訓(xùn)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(xùn)練會對記憶產(chǎn)生影響，即時音樂、先導(dǎo)音樂、背景音樂等短時間的音樂也能夠促進(jìn)記憶的提升。大量研究者對音樂是否會對記憶產(chǎn)生影響進(jìn)行了探討。楊青等人在對背景音樂與幼兒工作記憶的關(guān)系進(jìn)行實驗研究后發(fā)現(xiàn)，背景音樂節(jié)奏的快慢對幼兒的工作記憶呈現(xiàn)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(xué)生進(jìn)行ERP實驗，結(jié)果顯示，肖邦音樂可以有效促進(jìn)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(rèn)為，工作記憶是一個容量有限的記憶系統(tǒng)，負(fù)責(zé)訊息的暫時儲存與處理。但近年來研究發(fā)現(xiàn)，個體的工作記憶水平可以通過工作記憶訓(xùn)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(rèn)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(jìn)行工作記憶訓(xùn)練，實驗結(jié)果表明，n-back工作記憶訓(xùn)練可以提高幼兒的流體智力成績，并且這種訓(xùn)練效果具有長期的穩(wěn)定性[10]。趙鑫等人研究發(fā)現(xiàn)，工作記憶水平可以通過工作記憶訓(xùn)練提高。通過訓(xùn)練，個體的閱讀能力、智力水平等都可得到提升。工作記憶訓(xùn)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]。空間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(fù)責(zé)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(rèn)知能力發(fā)展有著至關(guān)重要的作用；工作記憶可通過專門的工作記憶訓(xùn)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(guān)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(dǎo)策略，協(xié)助幼兒在未來道路上走得更為通順。所以，為進(jìn)一步拓寬此領(lǐng)域的研究成果，本文選取幼兒園大班幼兒對其進(jìn)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(jī)抽取42名大班幼兒參與實驗，將其隨機(jī)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(shù)據(jù)。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(shè)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(wù)的正確率。實驗中使用的音樂材料為莫扎特《D大調(diào)雙鋼琴奏鳴曲》。實驗分為兩部分進(jìn)行：第一部分為實驗準(zhǔn)備階段，音樂欣賞組的幼兒聽5分鐘的莫扎特《D大調(diào)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(wù)。實驗程序采用E-prime2.0編制和呈現(xiàn)。

實驗開始前由主試向幼兒講解實驗方法，幼兒了解實驗進(jìn)程后，先進(jìn)行練習(xí)實驗。練習(xí)實驗開始時（刺激呈現(xiàn)階段）首先呈現(xiàn)注視點，呈現(xiàn)時間無限，被試按鍵后開始實驗。接著呈現(xiàn)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(jìn)入反應(yīng)階段，首先呈現(xiàn)500ms的注視點，之后呈現(xiàn)與之前界面相同的5×5白色方格，呈現(xiàn)時間無限，被試需要用鼠標(biāo)在方格陣列中依之前呈現(xiàn)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(xiàn)階段開始至反應(yīng)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(jìn)行，待幼兒理解并完成練習(xí)實驗進(jìn)程后進(jìn)入正式實驗。實驗結(jié)束后記錄每個幼兒所能達(dá)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(shù)據(jù)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(yīng)時進(jìn)行獨立樣本t檢驗分析。

三、研究結(jié)果

（一）幼兒空間工作記憶容量結(jié)果

對本研究中幼兒空間工作記憶容量進(jìn)行獨立樣本t檢驗分析。結(jié)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(dá)到顯著水平。具體數(shù)據(jù)結(jié)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(jié)果

對本研究中幼兒空間工作記憶的正確率進(jìn)行獨立樣本t檢驗分析。結(jié)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(wù)正確率結(jié)果

（三）幼兒空間工作記憶反應(yīng)時結(jié)果

對本研究中幼兒空間工作記憶的正確率進(jìn)行獨立樣本t檢驗分析。結(jié)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(yīng)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(jù)實驗結(jié)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(dāng)于四歲幼兒的兩倍之多[12]。從結(jié)果的最大值、最小值與均值的比較中也可以發(fā)現(xiàn)，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(jìn)學(xué)習(xí)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(qiáng)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(xué)習(xí)的自我效能感下降等，最終導(dǎo)致學(xué)習(xí)成效的低落。如此，工作記憶就如同電腦內(nèi)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(nèi)存低”的體現(xiàn)。

（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(xiàn)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(nèi)部區(qū)塊構(gòu)成了刺激反應(yīng)，活躍了大腦細(xì)胞，使得發(fā)育中的大腦結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)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(kuò)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(jìn)行存貯、保持和控制。本實驗中幼兒需要記住的就是閃現(xiàn)小方格的順序、位置等空間信息，刺激以視覺空間模式呈現(xiàn)，所以幼兒依賴于使用視覺刺激的反應(yīng)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(jié)果中也發(fā)現(xiàn)，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(fù)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(jìn)作用。

（三）音樂能提高幼兒空間工作記憶效率

音樂不但擴(kuò)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(jié)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(yīng)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(rèn)知活動主要在大腦左半球進(jìn)行，而音樂欣賞、空間知識等藝術(shù)活動多在大腦右半球進(jìn)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(jìn)入最佳活躍狀態(tài)，加速了認(rèn)知任務(wù)的加工過程，記憶、思維等能力隨之加強(qiáng)，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(diào)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(jìn)了其認(rèn)知加工過程，進(jìn)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(jìn)作用，音樂又是一門極具表現(xiàn)力和感染力的藝術(shù)，充分利用音樂的特點來提高幼兒的工作記憶水平，進(jìn)而幫助幼兒身心全面發(fā)展是當(dāng)前亟須關(guān)注的問題。

（一）運用多元化感官輸入，擴(kuò)充記憶水平

工作記憶就像一個工作平臺，支持著日常的認(rèn)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(fù)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(xué)習(xí)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(fù)雜任務(wù)時，思維很容易掉線，難以集中注意力。假設(shè)班級中教師正在進(jìn)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(jié)束開始談?wù)摪l(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(jié)合自身經(jīng)驗使用言語表達(dá)，即是工作記憶的使用。所以在日常活動中，幼兒教師應(yīng)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(xué)習(xí)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(dāng)中，例如，利用分類記憶、協(xié)同記憶、記憶游戲、邀請幼兒進(jìn)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(jié)合率，充分調(diào)動幼兒的多種感官，幫助幼兒記得既完整又牢固。

（二）創(chuàng)設(shè)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。”從胎教時期開始，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(xí)慣，會讓音樂對幼兒產(chǎn)生潛移默化的影響，促進(jìn)其積極心理品質(zhì)的發(fā)展。學(xué)前教育階段是幼兒感受音樂、學(xué)習(xí)音樂的關(guān)鍵期，家長和幼兒教師應(yīng)努力為幼兒營造積極的音樂氛圍，創(chuàng)設(shè)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(qiáng)其對音樂的興趣，促進(jìn)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(xí)慣，當(dāng)幼兒聽到這個音樂響起時，就知道睡覺的時間到了，自覺準(zhǔn)備入睡。有調(diào)查顯示，目前大部分家長已經(jīng)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(zhì)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(shè)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(xué)習(xí)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(shù)，也是表演藝術(shù)，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(jìn)行音樂教育因組織者是幼兒園教師，參與者數(shù)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(jìn)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(yīng)認(rèn)識到音樂教育對幼兒認(rèn)知發(fā)展的重要性，將音樂活動與音樂教學(xué)滲透到不同領(lǐng)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(shè)置方面，幼兒園可以多設(shè)計一些與音樂相關(guān)的游戲活動，邊學(xué)邊玩，將歌曲游戲化。在各個學(xué)科的教學(xué)當(dāng)中，教師也可加入音樂元素，如閱讀繪本故事時搭配恰當(dāng)?shù)囊魳沸Ч仍黾恿苏Z言的表現(xiàn)力，又能促進(jìn)大腦活動，提升記憶效果。教師還可以在進(jìn)行教育活動之前用一段音樂讓孩子們安靜下來；在進(jìn)行戶外體育活動時，用歌謠指導(dǎo)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。