王 杭 江 俊 蔣存梅

(1上海師范大學(xué)音樂學(xué)院, 上海 200234) (2上海師范大學(xué)教育學(xué)院, 上海 200234)

1 引言

在當(dāng)今中國(guó)社會(huì), 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 越來越多的兒童加入業(yè)余學(xué)習(xí)音樂的隊(duì)伍, 比如, 參加合唱團(tuán)、鋼琴培訓(xùn)班、小提琴培訓(xùn)班。許多家長(zhǎng)認(rèn)為, 音樂學(xué)習(xí)可以提高孩子的認(rèn)知能力, 使他們變得更加聰明(Lynn, Wilson, & Gault, 1989;Schellenberg, 2004; Sergeant & Thatcher, 1974)。音樂訓(xùn)練由此變成提升認(rèn)知能力的有效手段之一。

問題是, 音樂訓(xùn)練是否與認(rèn)知能力相關(guān), 并可能提高人們的認(rèn)知能力？或者說, 音樂訓(xùn)練究竟在多大程度上可以提高認(rèn)知能力？早在1993年, Nature雜志就報(bào)道了音樂聆聽與空間認(rèn)知能力的關(guān)系(Rauscher, Shaw, & Ky, 1993), 研究發(fā)現(xiàn),在聆聽10分鐘莫扎特的D大調(diào)雙鋼琴奏鳴曲(K448)第一樂章后, 大學(xué)生的空間推理能力得到短暫的提高。這種現(xiàn)象被稱為“莫扎特效應(yīng)”。盡管后續(xù)的一些研究驗(yàn)證了“莫扎特效應(yīng)”的存在(如, Gilleta, Vrbancic, Elias, & Saucier, 2003; Jones& Estell, 2007; Wilson & Brown, 1997), 但是也有一些研究發(fā)現(xiàn), 聆聽音樂與空間認(rèn)知能力之間不具有相關(guān)(如, Chabris, 1999; Steele, Bass, & Crook,1999; Steele, Bella, et al., 1999)。最近, Pietschnig,Voracek和Formann (2010)使用元分析方法對(duì)已有相關(guān)研究的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析, 分析結(jié)果表明, “莫扎特效應(yīng)”基本不存在。

也許聆聽音樂的時(shí)間過于短暫, 導(dǎo)致音樂聆聽與空間能力的關(guān)系不夠穩(wěn)定, 那么, 較長(zhǎng)時(shí)間的音樂訓(xùn)練是否可以影響認(rèn)知能力？縱觀近十幾年的研究, 許多學(xué)者在這個(gè)領(lǐng)域做了大量工作?？紤]到當(dāng)今中國(guó)社會(huì)的現(xiàn)狀, 本文將圍繞語言能力、空間能力和數(shù)學(xué)能力, 探究音樂訓(xùn)練與認(rèn)知能力的關(guān)系, 試圖為當(dāng)今學(xué)校音樂教育和業(yè)余音樂學(xué)習(xí)提供實(shí)證依據(jù)。

2 音樂訓(xùn)練對(duì)語言能力的影響

音樂和語言都是人類意識(shí)活動(dòng)的產(chǎn)物, 對(duì)人類社會(huì)的生存具有獨(dú)特的意義。由于音樂和語言存在一些相似的構(gòu)成要素和組織原則(Patel, 2008),因此, 許多學(xué)者關(guān)注于音樂訓(xùn)練與語言能力相關(guān)的問題。下文將從語言知覺和產(chǎn)生兩個(gè)方面論述音樂訓(xùn)練對(duì)語言能力的影響。

2.1 音樂訓(xùn)練與語言知覺能力

語言知覺能力不僅涉及語音知覺, 而且還包括個(gè)體對(duì)詞匯和段落的理解。許多研究考察了音樂訓(xùn)練與語音知覺的關(guān)系。相關(guān)研究顯示, 不僅兒童的音樂音高能力與音素意識(shí)具有正相關(guān)(Anvari, Trainor, Woodside, & Levy, 2002; Lamb &Gregory, 1993; Loui, Kroog, Zuk, Winner, & Schlaug,2011), 而且節(jié)奏能力與音素意識(shí)(Anvari et al.,2002)、語音意識(shí)(David, Wade-Woolley, Kirby, &Smithrim, 2007; Holliman, Wood, & Sheehy, 2010;Moritz, Yampolsky, Papadelis, Thomson, & Wolf,2013)都存在相關(guān)。

Escalda, Lemos和Fran?a (2011)發(fā)現(xiàn), 與未受過音樂訓(xùn)練的兒童相比, 受過音樂訓(xùn)練的兒童在語音意識(shí)任務(wù)中表現(xiàn)更好。音樂訓(xùn)練形成的語音知覺優(yōu)勢(shì)也得到了認(rèn)知神經(jīng)研究的支持(Chobert,Marie, Fran?ois, Sch?n, & Besson, 2011; Parbery-Clark, Tierney, Strait, & Kraus, 2012; Strait, O'Connell,Parbery-Clark, & Kraus, 2014; White-Schwoch, Carr,Anderson, Strait, & Kraus, 2013)。例如, 與未受過音樂訓(xùn)練的兒童相比, 受過音樂訓(xùn)練的兒童對(duì)元音/a/時(shí)長(zhǎng)和起始時(shí)間變異的加工誘發(fā)了更大的MMN波幅(Chobert et al., 2011); 學(xué)前兒童音樂訓(xùn)練的時(shí)間與腦干語音編碼具有顯著的正相關(guān)(Strait et al., 2014); White-Schwoch等(2013)發(fā)現(xiàn),在音節(jié)/da/誘發(fā)的腦干神經(jīng)活動(dòng)潛伏期方面, 音樂訓(xùn)練年限較長(zhǎng)的被試短于無音樂訓(xùn)練和音樂訓(xùn)練年限較短的被試, 而后二者之間的差異不顯著。研究者認(rèn)為, 早期較長(zhǎng)時(shí)間的音樂訓(xùn)練將逐漸改變皮層下聽覺功能, 而且這種變化可能會(huì)持續(xù)一生。即便在噪音背景下, 音樂訓(xùn)練對(duì)腦干語音編碼的促進(jìn)作用也能在學(xué)前兒童(Strait,Parbery-Clark, O’Connell, & Kraus, 2013)、學(xué)齡兒童(Strait, Parbery-Clark, Hittner, & Kraus, 2012)、青年人(Parbery-Clark, Anderson, Hittner, & Kraus,2012a; Parbery-Clark, Strait, & Kraus, 2011;Parbery-Clark, et al., 2012)以及中老年人(Parbery-Clark, et al., 2012a; Parbery- Clark,Anderson, Hittner, & Kraus, 2012b; Parbery- Clark,Anderson, & Kraus, 2013)中得到驗(yàn)證。

追蹤研究進(jìn)一步說明, 音樂訓(xùn)練對(duì)語言知覺具有促進(jìn)作用。Overy (2003)發(fā)現(xiàn), 通過15周的音樂學(xué)習(xí), 閱讀障礙兒童的語音意識(shí)能力得到顯著提高。類似地, Degé和Schwarzer (2011)隨機(jī)將41名學(xué)前兒童分配到音樂、語音或運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練3個(gè)小組。經(jīng)過20周的訓(xùn)練后, 接受音樂和語音訓(xùn)練的兒童在語音意識(shí)測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)都明顯提高, 而接受運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練兒童的成績(jī)沒有提高, 同時(shí), 音樂訓(xùn)練組與語音訓(xùn)練組的分?jǐn)?shù)不存在差異。該研究結(jié)果表明, 與語音訓(xùn)練一樣, 音樂訓(xùn)練可以促進(jìn)語音知覺能力。音樂訓(xùn)練對(duì)語言知覺的促進(jìn)作用也得到其他研究的驗(yàn)證(Chobert, Fran?ois, Velay,& Besson, 2014; Gromko, 2005; Herrera, Lorenzo,Defior, Fernandez-Smith, & Costa-Giomi, 2011;Moritz et al., 2013)。

另一方面, 研究表明, 音樂訓(xùn)練與語言理解也存在聯(lián)系。在詞匯理解方面, 已有研究主要使用韋克斯勒智力量表中的類同和詞匯分測(cè)驗(yàn)進(jìn)行探究。Schellenberg (2004)發(fā)現(xiàn), 通過36周的音樂訓(xùn)練, 144名兒童在類同分測(cè)驗(yàn)上的分?jǐn)?shù)顯著高于未受過音樂訓(xùn)練的兒童。該結(jié)果得到后續(xù)研究的驗(yàn)證(Schellenberg, 2011)。在詞匯分測(cè)驗(yàn)上, 相關(guān)研究表明, 音樂訓(xùn)練年限能夠預(yù)測(cè)詞匯測(cè)驗(yàn)的成績(jī)(Forgeard, Winner, Norton, & Schlaug, 2008)。的確, 受過音樂訓(xùn)練的兒童比未受過音樂訓(xùn)練的兒童具有較好的詞匯理解能力(Forgeard et al., 2008;Schellenberg, 2011; Swaminathan & Gopinath, 2013)。追蹤研究驗(yàn)證了音樂訓(xùn)練對(duì)兒童詞匯理解的影響。無論是接受36周的音樂表演(鍵盤或聲樂)訓(xùn)練(Schellenberg, 2004), 還是接受4周的音樂聽覺訓(xùn)練(Moreno et al., 2011), 受過音樂訓(xùn)練兒童的詞匯理解能力都高于非音樂訓(xùn)練的兒童。以上研究進(jìn)一步表明, 音樂訓(xùn)練對(duì)詞匯理解具有促進(jìn)作用。

在段落理解方面, Corrigall和Trainor (2011)考察了6～9歲兒童的音樂訓(xùn)練年限與段落理解能力的關(guān)系。研究結(jié)果表明, 盡管在控制了音樂聽知覺分?jǐn)?shù)、單詞解碼分?jǐn)?shù)、IQ以及每周閱讀時(shí)間的影響后, 音樂訓(xùn)練年限與閱讀理解能力仍具有顯著的正相關(guān), 但是, 在控制了年齡、父母教育水平和兒童開始學(xué)習(xí)音樂的年齡后, 二者的相關(guān)接近顯著水平。的確, Moritz等(2013)也發(fā)現(xiàn), 學(xué)前兒童的音樂節(jié)奏能力不能夠預(yù)測(cè)他們二年級(jí)時(shí)的段落理解成績(jī)。對(duì)語言障礙兒童的追蹤研究表明,通過6周的音樂節(jié)奏訓(xùn)練, 閱讀障礙兒童的段落理解成績(jī)得到提高(Long, 2014); 通過4周的音樂訓(xùn)練, 言語產(chǎn)生能力較差的被試在段落理解上的成績(jī)也明顯提高(Register, Darrow, Swedberg, &Standley, 2007)。但是, 針對(duì)正常人段落理解的研究結(jié)果存在差異：盡管8周(Lowe, 1995)或 4周的音樂訓(xùn)練(Register et al., 2007)都不能提高兒童的段落理解能力, 但是, Schellenberg (2004)發(fā)現(xiàn),一年的音樂訓(xùn)練可以對(duì)兒童的段落理解能力產(chǎn)生促進(jìn)作用。以上研究結(jié)果的不一致可能緣于音樂訓(xùn)練時(shí)間的差異。從這些研究可以看出, 對(duì)于正常兒童來說, 短暫的音樂訓(xùn)練可能無法提高他們的段落理解能力, 至少一年的音樂訓(xùn)練才有可能促進(jìn)段落理解能力。

總之, 已有研究表明, 音樂訓(xùn)練可以在一定程度上促進(jìn)個(gè)體對(duì)語音、詞匯和段落的理解。音樂訓(xùn)練的這種促進(jìn)效應(yīng)可能緣于音樂和語言加工共享認(rèn)知資源或神經(jīng)機(jī)制(Patel, 2003, 2008,2012), 使得音樂技能可能遷移到語言領(lǐng)域。

2.2 音樂訓(xùn)練與語言產(chǎn)生能力

語言產(chǎn)生包括口頭語言產(chǎn)生和書面語言產(chǎn)生(張清芳, 楊玉芳, 2003)。口頭語言產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上就是指言語產(chǎn)生, 它主要是通過對(duì)單詞或句子發(fā)音的準(zhǔn)確性和速度進(jìn)行評(píng)估(Corrigall & Trainor, 2011;Hille, Gust, Bitz, & Kammer, 2011)。書面語言產(chǎn)生主要指拼寫和寫作。

在言語產(chǎn)生方面, 相關(guān)研究發(fā)現(xiàn), 言語產(chǎn)生能力與音高分辨(Anvari et al., 2002; Lamb & Gregory,1993)、和弦分析(Barwick, Valentine, West, &Wilding, 1989)、節(jié)奏分辨(Moritz et al., 2013)以及節(jié)奏再現(xiàn)(Douglas & Willatts, 1994; Strait, Hornickel,& Kraus, 2011)等能力都存在相關(guān)。通過對(duì)比受過與未受過音樂訓(xùn)練的被試, 一些研究發(fā)現(xiàn), 受過音樂訓(xùn)練的本科生在言語產(chǎn)生測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)好于未受過音樂訓(xùn)練的被試(Bugos & Mostafa, 2011;Jakobson, Lewycky, Kilgour, & Stoesz, 2008; Stoesz,Jakobson, Kilgour, & Lewycky, 2007), 然而, 另一些研究表明, 是否受過音樂訓(xùn)練對(duì)5～9歲兒童的言語產(chǎn)生能力(Tsang & Conrad, 2011)、8～9歲小學(xué)生言語產(chǎn)生成績(jī)和速度(Hille et al., 2011)以及老年人的言語產(chǎn)生能力(Hanna-Pladdy & MacKay, 2011)都不具有影響。以上研究結(jié)果的不一致可能緣于被試年齡的差異。與本科生相比, 兒童的音樂訓(xùn)練時(shí)間總體上較短, 短暫的音樂訓(xùn)練可能無法影響兒童的言語產(chǎn)生能力, 而對(duì)于老年人來說, 由于他們擁有較為成熟、穩(wěn)定的言語產(chǎn)生能力, 因此,音樂訓(xùn)練可能對(duì)他們不產(chǎn)生作用。

追蹤研究表明, 音樂訓(xùn)練可以促進(jìn)個(gè)體言語產(chǎn)生能力。無論是閱讀能力較差的兒童(Long, 2014),還是具有閱讀障礙的兒童(Register et al., 2007),他們?cè)诮?jīng)過音樂訓(xùn)練之后, 言語產(chǎn)生能力都得到明顯提高。后續(xù)研究進(jìn)一步驗(yàn)證了以上研究結(jié)果。Cogo-Moreira, de ávila, Ploubidis和Mari (2013)以閱讀能力較差的小學(xué)生為被試, 將其隨機(jī)分配到實(shí)驗(yàn)組和控制組。實(shí)驗(yàn)組被試參加5個(gè)月的音樂課程, 控制組被試不參加音樂課程。5個(gè)月之后,實(shí)驗(yàn)組被試的言語產(chǎn)生測(cè)驗(yàn)成績(jī)顯著高于控制組被試。針對(duì)正常被試的研究也得出相似的結(jié)論,比如, Fisher (2001)發(fā)現(xiàn), 通過19個(gè)月的音樂訓(xùn)練,接受音樂訓(xùn)練兒童的言語產(chǎn)生測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)高于未接受音樂訓(xùn)練兒童。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn), 即便經(jīng)過一年的音樂表演訓(xùn)練, 6歲兒童的言語產(chǎn)生能力明顯高于未接受音樂訓(xùn)練的兒童(Schellenberg, 2004)。

此外, 音樂訓(xùn)練與第二語言言語產(chǎn)生能力也存在聯(lián)系。相關(guān)研究表明, 芬蘭人的音樂能力與英語的發(fā)音技能具有相關(guān)(Milovanov, Pietil?,Tervaniemi, & Esquef, 2010); 日本人的音樂能力與英語單詞和句子產(chǎn)生能力也存在相關(guān)(Slevc &Miyake, 2006; Tanaka & Nakamura, 2004); 以英語為母語的被試的音高知覺能力與西班牙語發(fā)音技能也存在顯著相關(guān)(Posedel, Emery, Souza, &Fountain, 2012)。反過來, 與英語發(fā)音技能較低的被試相比, 英語發(fā)音技能較高的芬蘭小學(xué)生具有較好的音高與音色分辨能力、節(jié)奏感和調(diào)性感(Milovanov, Huotilainen, V?lim?ki, Esquef, &Tervaniemi, 2008)。此外, Milovano等(2010)還發(fā)現(xiàn), 音樂能力較高的芬蘭大學(xué)生在英語單詞發(fā)音技能方面好于音樂能力較低的大學(xué)生。然而,Swaminathan和Gopinath (2013)的研究表明, 受過與未受過音樂訓(xùn)練的印度兒童在英語單詞產(chǎn)生測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)沒有差異。研究結(jié)果的差異可能是由于兩個(gè)研究分配被試方法的不同造成的。Milovano等(2010)是根據(jù)被試在音樂才能測(cè)驗(yàn)上的分?jǐn)?shù)進(jìn)行分組的, 因而能夠確保組間在音樂能力上存在差異; 而Swaminathan和Gopinath (2013)是按照被試自我報(bào)告的音樂訓(xùn)練年限進(jìn)行分組,難以保證組間在音樂能力上具有顯著差異。

在書面語言產(chǎn)生方面, Schellenberg (2006)的研究發(fā)現(xiàn), 音樂學(xué)習(xí)年限與拼寫成績(jī)具有顯著的正相關(guān)。同時(shí), 個(gè)體拼寫能力與節(jié)奏分辨(Douglas& Willatts, 1994)、節(jié)奏再現(xiàn)(Overy, Nicolson,Fawcett, & Clarke, 2003)能力也存在相關(guān)。該結(jié)果得到Hille等(2011)研究的驗(yàn)證。在該研究中, 研究者發(fā)現(xiàn), 受過樂器訓(xùn)練的小學(xué)生在拼寫測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)比未受過樂器訓(xùn)練的學(xué)生更好。盡管非言語IQ與拼寫錯(cuò)誤具有顯著的負(fù)相關(guān), 但是在控制了非言語IQ的影響后, 受過樂器訓(xùn)練的學(xué)生在拼寫測(cè)驗(yàn)中仍然顯示出優(yōu)勢(shì)。追蹤研究結(jié)果表明,受過8周音樂訓(xùn)練的特殊兒童在寫作測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)明顯好于未受過音樂訓(xùn)練的同類兒童(Standley& Hughes, 1997)。類似地, 在接受15周的音樂訓(xùn)練后, 閱讀障礙兒童的拼寫測(cè)驗(yàn)成績(jī)也明顯提高(Overy, 2003)。

由上可見, 音樂訓(xùn)練在一定程度上可以提高母語的言語產(chǎn)生和書面語產(chǎn)生能力。音樂訓(xùn)練之所以對(duì)語言產(chǎn)生能力具有積極的影響, 其原因可能在于, 音樂訓(xùn)練改善了個(gè)體的注意力和言語記憶力(Bidelman, Hutka, & Moreno, 2013; Chan, Ho,& Cheung, 1998; Jakobson et al., 2008; Rodrigues,Loureiro, & Caramelli, 2013; Seinfeld, Figueroa,Ortiz-Gil, & Sanchez-Vives, 2013; Strait, Kraus,Parbery-Clark, & Ashley, 2010), 進(jìn)而提高了他們的語言產(chǎn)生能力。但是, 對(duì)于第二語言的言語產(chǎn)生能力來說, 是否存在音樂訓(xùn)練效應(yīng)還需追蹤研究的驗(yàn)證。

3 音樂訓(xùn)練對(duì)空間能力的影響

空間能力指的是人們產(chǎn)生、保持、提取和轉(zhuǎn)換視覺表象的能力。它由空間定位(spatial orientation)能力和空間視覺化(spatial visualization)能力組成(McGee, 1979)。前者涉及對(duì)視覺刺激模式內(nèi)部元素組合的理解能力、把握空間構(gòu)型的方位關(guān)系以及確定事物空間位置的能力, 后者涉及在頭腦中對(duì)圖形或物體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、操作或翻轉(zhuǎn)的能力(McGee, 1979)。

3.1 音樂訓(xùn)練與空間定位能力

根據(jù)上述空間定位能力的定義, 評(píng)估該能力的測(cè)驗(yàn)主要包括空間關(guān)系(Space/Spatial Relations)測(cè)驗(yàn)、卡片旋轉(zhuǎn)(Card Rotations)測(cè)驗(yàn)、鑲嵌/隱蔽圖形(Embedded/Hidden Figures)或閉合(Closure)測(cè)驗(yàn)、迷宮(Maze)測(cè)驗(yàn)以及與方向感(Sense of Direction)相關(guān)的測(cè)驗(yàn)(McGee, 1979)。

Hassler, Birbaumer和Feil (1985)考察了120名9～14歲兒童的音樂能力對(duì)空間關(guān)系加工的影響。根據(jù)Wing的標(biāo)準(zhǔn)化音樂智力測(cè)驗(yàn)成績(jī)以及是否具有即興創(chuàng)作或演奏能力的標(biāo)準(zhǔn), 研究者將被試分為三組：具有音樂天賦且能進(jìn)行即興創(chuàng)作或演奏的兒童、具有音樂天賦但不能進(jìn)行即興創(chuàng)作或演奏的兒童、不具有音樂天賦的兒童。具有音樂天賦的被試都接受過音樂訓(xùn)練。所有兒童完成了空間關(guān)系測(cè)驗(yàn)。次年, 研究者再次對(duì)其中103名被試的空間關(guān)系能力進(jìn)行測(cè)量。盡管第一次實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)組間差異, 但是, 在第二次實(shí)驗(yàn)中,研究者發(fā)現(xiàn), 具有即興創(chuàng)作或演奏能力的被試在空間關(guān)系測(cè)驗(yàn)上的分?jǐn)?shù)明顯高于沒有音樂天賦的控制組被試; 不具有即興創(chuàng)作或演奏能力的青少年在空間關(guān)系測(cè)驗(yàn)上的分?jǐn)?shù)與控制組被試相近。該結(jié)果表明, 音樂訓(xùn)練并不影響個(gè)體對(duì)空間關(guān)系的加工, 但是音樂創(chuàng)造力(是否具有創(chuàng)作或即興演奏能力)影響個(gè)體的空間關(guān)系加工能力。Hassler(1992)的研究進(jìn)一步證實(shí)了“音樂創(chuàng)造力對(duì)空間關(guān)系加工具有積極影響”的結(jié)論。然而, 后續(xù)研究卻發(fā)現(xiàn), 無論是音樂專業(yè)學(xué)生(Brandler &Rammsayer, 2003; Helmbold, Rammsayer, &Altenmüller, 2005), 還是具有絕對(duì)音高感的音樂家(Costa-Giomi, Gilmour, Siddell, & Lefebvre, 2001),他們對(duì)空間關(guān)系的加工能力與非音樂家沒有顯著差異。以上研究結(jié)果的差異可能緣于音樂創(chuàng)造力的特殊性。盡管音樂表演藝術(shù)家可能也涉及音樂創(chuàng)造力, 但是從本質(zhì)說, 音樂創(chuàng)造力是一種特殊的能力, 它主要與音樂創(chuàng)作相關(guān), 因此, 并不是所有音樂家都具備這種能力。這可能是后續(xù)研究中音樂家與非音樂家對(duì)空間關(guān)系加工相似的原因之一。

許多研究還通過直線與圓點(diǎn)的關(guān)系考察空間構(gòu)型方位關(guān)系的加工。在Brochard, Dufour和Després (2004)的研究中, 首先, 在計(jì)算機(jī)屏幕上呈現(xiàn)一條水平或垂直的直線, 呈現(xiàn)時(shí)間為500 ms。然后, 一個(gè)小圓點(diǎn)快速閃現(xiàn)(200 ms)在直線的一側(cè)。被試需要判斷圓點(diǎn)出現(xiàn)在直線的哪一側(cè)。結(jié)果表明, 音樂家與非音樂家在所有任務(wù)中的準(zhǔn)確率沒有顯著差異。但是, 在反應(yīng)時(shí)方面, 音樂家在水平線條件下的反應(yīng)時(shí)比非音樂家短, 而在垂線條件下的反應(yīng)時(shí)與非音樂家接近。這可能緣于水平線條件下的任務(wù)與讀譜之間的相似性。的確,五線譜上音符的高低與空間高低存在對(duì)應(yīng)關(guān)系(Pratt, 1930; Rusconi, Kwan, Giordano, Umiltà, &Butterworth, 2006), 在讀譜過程中, 音樂家需要快速地判斷音符符頭在五線譜上的位置, 由此可能潛在地影響了音樂家對(duì)水平線條件下點(diǎn)線關(guān)系的加工。Patston, Hogg和Tippett (2007)進(jìn)一步探究音樂訓(xùn)練與點(diǎn)線方位的關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn), 當(dāng)圓點(diǎn)出現(xiàn)于垂線左側(cè)時(shí), 音樂家與非音樂家的準(zhǔn)確率都比較高; 當(dāng)圓點(diǎn)出現(xiàn)于垂線右側(cè)時(shí), 二者的準(zhǔn)確率都降低, 但是, 音樂家的準(zhǔn)確率高于非音樂家。在反應(yīng)時(shí)方面, 當(dāng)圓點(diǎn)距離垂線較遠(yuǎn)時(shí), 音樂家的反應(yīng)時(shí)短于非音樂家; 反之, 二者的差異不顯著。研究者認(rèn)為, 音樂家可能具有更強(qiáng)的視覺空間注意力。這種注意力有助于鋼琴演奏時(shí)雙手的配合。即便在純粹由直線構(gòu)成的空間方位關(guān)系上, 音樂訓(xùn)練的效應(yīng)仍然存在。音樂家在空間構(gòu)型方位關(guān)系方面的優(yōu)勢(shì)可能緣于他們大腦布洛卡區(qū)的灰質(zhì)體積大于非音樂家的緣故(Sluming et al., 2002)。

在卡片旋轉(zhuǎn)測(cè)驗(yàn)方面, Barrett和Barker (1973)發(fā)現(xiàn), 隨著音樂能力水平的提高, 兒童的卡片旋轉(zhuǎn)加工能力并沒有明顯提高。類似地, Burton,Morton和Abbess (1989)的研究也表明, 非音樂家、音樂專業(yè)學(xué)生、專業(yè)音樂家在鑲嵌圖形測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)沒有顯著差異。但是, 后續(xù)研究得出相反的結(jié)果：受過音樂訓(xùn)練的學(xué)生或音樂家在鑲嵌圖形或閉合測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)比未受過音樂訓(xùn)練的控制組被試(Stoesz et al., 2007; Helmbold et al., 2005)更好。研究結(jié)果的差異可能是由于以上研究中受過音樂訓(xùn)練的被試在音高能力上的差異造成的。比如, Stoesz等(2007)研究中受過音樂訓(xùn)練的學(xué)生具備絕對(duì)音高感, 而Burton等(1989)研究沒有考察音樂家是否具有絕對(duì)音高感。事實(shí)上, 具有絕對(duì)音高感的音樂家在隱蔽圖形測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)比具有相對(duì)音高感的音樂家和非音樂家更好, 但是,具有相對(duì)音高感的音樂家和非音樂家對(duì)隱蔽圖形的加工卻不存在差異(Costa-Giomi et al., 2001)。

方向感不僅包含視覺空間的定位, 也包含聽覺空間的方位定向。在聽覺空間方位定向方面,Escalda等(2011)發(fā)現(xiàn), 受過與未受過音樂訓(xùn)練的5歲兒童在聲音定位測(cè)驗(yàn)中的分?jǐn)?shù)沒有顯著差異。該結(jié)果暗示, 聲音的方位定向能力與音樂經(jīng)驗(yàn)無關(guān)。這可能是由于聲音方位定向能力在嬰兒期就已發(fā)展至成人水平(Bower, 1982), 因此聽覺經(jīng)驗(yàn)的增加并不能使這種能力產(chǎn)生太大的變化。

綜上所述, 在空間定位方面, 盡管音樂訓(xùn)練與空間構(gòu)型方位關(guān)系的加工存在相關(guān), 但是與空間關(guān)系和方向定位的加工無關(guān)。此外, 由于以上研究主要從橫斷視角探究音樂訓(xùn)練與空間定位能力的關(guān)系, 無法厘清二者的因果關(guān)系, 因此需要追蹤研究進(jìn)一步揭示二者的關(guān)系。

3.2 音樂訓(xùn)練與空間視覺化能力

在空間視覺化研究中, 研究者通常使用物體拼湊(Object Assembly)測(cè)驗(yàn)、積木圖案(Block Design)測(cè)驗(yàn)與心理旋轉(zhuǎn)(Mental Rotation)測(cè)驗(yàn)評(píng)估個(gè)體的空間視覺化能力(McGee, 1979)。

在物體拼湊測(cè)驗(yàn)方面, 相關(guān)研究表明, 兒童的物體拼湊測(cè)驗(yàn)成績(jī)與音樂能力(Norton et al., 2005)、音樂訓(xùn)練年限都不存在顯著相關(guān)(Schellenberg,2006)。與未受過音樂訓(xùn)練的兒童相比, 受過音樂訓(xùn)練的兒童在物體拼湊測(cè)驗(yàn)成績(jī)上沒有優(yōu)勢(shì)(Forgeard et al., 2008; Hurwitz, Wolff, Bortnick, &Kokas, 1975); 即便是具有絕對(duì)音高感的音樂家,他們?cè)谖矬w拼湊測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)也接近于非音樂家(Costa-Giomi et al., 2001)。但是, 追蹤研究則表明,音樂訓(xùn)練可以提高物體拼湊測(cè)驗(yàn)的分?jǐn)?shù)。Rauscher等(1997)發(fā)現(xiàn), 經(jīng)過兩年的鋼琴演奏訓(xùn)練, 3～5歲兒童在物體拼湊測(cè)驗(yàn)上的得分高于未受過鋼琴演奏訓(xùn)練的兒童。后續(xù)研究(Rauscher &Zupan, 2000; Schellenberg, 2004)也表明, 音樂訓(xùn)練對(duì)兒童物體拼湊測(cè)驗(yàn)成績(jī)具有積極的影響。

在積木圖案測(cè)驗(yàn)方面, 相關(guān)研究顯示, 音樂能力與積木圖案測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)不存在相關(guān)(Norton et al., 2005)。同時(shí), 受過演奏訓(xùn)練的兒童在積木圖案測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)沒有明顯不同于未受過演奏訓(xùn)練的兒童(Forgeard et al., 2008)。但是, Schellenberg(2011)和Stoesz等(2007)發(fā)現(xiàn), 受過音樂訓(xùn)練的學(xué)生在積木圖案測(cè)驗(yàn)上的得分高于未受過音樂訓(xùn)練的學(xué)生。研究結(jié)果的不一致可能緣于被試的家庭因素。在Schellenberg (2011)和Stoesz等(2007)研究中, 音樂訓(xùn)練組被試的父母教育水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位明顯高于控制組, 然而, 在Forgeard等(2008)研究中, 音樂訓(xùn)練組與控制組被試的父母教育水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位沒有顯著差異, 因此, 音樂訓(xùn)練組被試在積木圖案測(cè)驗(yàn)上的優(yōu)勢(shì)可能緣于家庭教育的結(jié)果。

追蹤研究結(jié)果表明, 音樂訓(xùn)練可以提高個(gè)體的積木圖案測(cè)驗(yàn)成績(jī)。Schellenberg (2004)發(fā)現(xiàn),在經(jīng)過一年的音樂表演訓(xùn)練后, 6歲兒童在積木圖案測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)明顯高于未受過音樂表演訓(xùn)練的兒童。Tai (2010)也發(fā)現(xiàn), 即便僅僅接受4周(每周45分鐘)的音樂表演訓(xùn)練, 4～7歲兒童的積木圖案測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)也顯著提高。但是, Moreno等(2011)研究發(fā)現(xiàn), 通過20天(每天45分鐘)的音樂訓(xùn)練, 4～6歲兒童的積木圖案測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)并沒有明顯提高。這種差異可能緣于音樂訓(xùn)練的差異。在Schellenberg(2004)和Tai (2010)研究中, 音樂訓(xùn)練由專業(yè)音樂教師執(zhí)行, 且音樂訓(xùn)練旨在提高兒童演奏或演唱技能。然而, Moreno等(2011)研究的音樂訓(xùn)練是由計(jì)算機(jī)程序提供的, 其主要目的是提高音樂聆聽的技能, 因此, 訓(xùn)練性質(zhì)的差異可能產(chǎn)生不一致的結(jié)果。

在心理旋轉(zhuǎn)測(cè)驗(yàn)方面, Sluming, Brooks, Howard,Downes和Roberts (2007)發(fā)現(xiàn), 交響樂團(tuán)演奏家對(duì)三維圖形心理旋轉(zhuǎn)的加工能力高于非音樂家,同時(shí), 隨著圖形旋轉(zhuǎn)角度的增加, 音樂家的反應(yīng)時(shí)沒有明顯變化, 而非音樂家的反應(yīng)時(shí)逐漸增加;fMRI的結(jié)果與之一致：在心理旋轉(zhuǎn)加工中, 音樂家布洛卡區(qū)、右角回和左側(cè)前扣帶回的激活程度高于非音樂家。Pietsch和Jansen (2012)也發(fā)現(xiàn), 音樂專業(yè)學(xué)生在心理旋轉(zhuǎn)加工任務(wù)中具有優(yōu)勢(shì)。這種優(yōu)勢(shì)可能緣于音樂家在加工心理旋轉(zhuǎn)任務(wù)時(shí),額葉皮層與右頂葉皮層之間的同步化程度更高(Bhattacharya, Petsche, Feldmann, & Rescher, 2001)。另一個(gè)原因可能在于, 音樂家具有較好的樂譜視奏能力, 而樂譜視奏與空間加工涉及共同的大腦區(qū)域, 比如包括布洛卡區(qū)的左額下回(Ng et al., 2000;Sergent, Zuck, Terriah, & MacDonald, 1992; Sluming et al., 2002; Sluming et al., 2007)。

綜上所述, 音樂訓(xùn)練可以提高個(gè)體在物體拼湊與積木圖案測(cè)驗(yàn)的成績(jī)。盡管心理旋轉(zhuǎn)加工與音樂訓(xùn)練存在相關(guān), 但是, 未來的追蹤研究才能進(jìn)一步確定二者是否存在因果關(guān)系。

4 音樂訓(xùn)練對(duì)數(shù)學(xué)能力的影響

音樂和數(shù)學(xué)的關(guān)系由來已久。早在古希臘時(shí)期, 畢達(dá)哥拉斯就提出音程的和諧性與琴弦比率存在關(guān)系。音樂的音高組合與節(jié)拍節(jié)奏無不體現(xiàn)出數(shù)理邏輯關(guān)系(Vaughn, 2000)。比如, 一個(gè)全音符等于2個(gè)二分音符; 等于4個(gè)四分音符; 16個(gè)八分音符; 等等。但是, 對(duì)于個(gè)體來說, 音樂訓(xùn)練是否可以提高數(shù)學(xué)能力？音樂訓(xùn)練與個(gè)體數(shù)學(xué)能力之間的關(guān)系是否受到其他因素的影響？這些問題至今尚未明了。

音樂訓(xùn)練對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)成績(jī)具有積極的影響作用。相關(guān)研究表明, 音樂能力與數(shù)學(xué)能力存在相關(guān)(Anvari et al., 2002; Gouzouasis, Guhn, & Kishor,2007; Hobbs, 1985)。通過對(duì)比接受和未接受音樂訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)學(xué)加工能力, 已有研究表明, 接受音樂訓(xùn)練的學(xué)生不僅對(duì)數(shù)概念的理解能力更強(qiáng)(Geoghegan & Mitchelmore, 1996), 而且在數(shù)學(xué)成就測(cè)試上的分?jǐn)?shù)也更高(如, Cabanac, Perlovsky,Bonniot-Cabanac, & Cabanac, 2013; Cheek & Smith,1999; Gouzouasis et al., 2007)。這些差異也得到腦成像研究結(jié)果的支持。當(dāng)被試進(jìn)行分?jǐn)?shù)的加減心算時(shí), 音樂家左側(cè)梭狀回與前額葉皮層(BA 46)的激活程度高于非音樂家, 而視覺聯(lián)合區(qū)與左側(cè)頂下小葉的激活程度明顯低于非音樂家(Schmithorst& Holland, 2004)。

追蹤研究驗(yàn)證了音樂訓(xùn)練促進(jìn)數(shù)學(xué)能力的結(jié)果。在Zafranas (2004)研究中, 研究者發(fā)現(xiàn), 61名兒童在接受7個(gè)月的鋼琴演奏訓(xùn)練之后, 其算術(shù)測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)顯著提高。通過對(duì)6歲兒童進(jìn)行一年的鍵盤或聲樂訓(xùn)練, Schellenberg (2004)也發(fā)現(xiàn), 受過鍵盤或聲樂訓(xùn)練的兒童在數(shù)學(xué)測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)高于未受過音樂訓(xùn)練的兒童。Yang, Ma, Gong, Hu和Yao (2014)對(duì)被試進(jìn)行了追蹤研究, 研究結(jié)果表明, 通過11個(gè)學(xué)期的音樂訓(xùn)練, 受過音樂訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)學(xué)成績(jī)高于未受過音樂訓(xùn)練的學(xué)生。

然而, 另一些研究并不支持“音樂訓(xùn)練對(duì)數(shù)學(xué)加工能力具有促進(jìn)作用”的結(jié)果。比如, 受過音樂演奏訓(xùn)練的8～11歲兒童在數(shù)學(xué)概念、運(yùn)算和數(shù)學(xué)應(yīng)用上的成績(jī)與未受過演奏訓(xùn)練的兒童不存在差異(Forgeard et al., 2008); 是否獲得音樂獎(jiǎng)項(xiàng)并不影響高中生的數(shù)學(xué)成績(jī)(Cox & Stephens, 2006);音樂家與非音樂家在數(shù)字運(yùn)算能力上不存在差異(Brandler & Rammsayer, 2003)。反過來說, 數(shù)學(xué)博士的音樂能力也不比文學(xué)或語言博士高(Haimson,Swain, & Winner, 2011)。在追蹤研究中, Mehr,Schachner, Katz和Spelke (2013)發(fā)現(xiàn), 接受6周音樂訓(xùn)練的兒童在計(jì)數(shù)能力方面沒有高于未接受音樂訓(xùn)練的兒童。類似地, Rickard, Bambrick和Gill(2012)對(duì)實(shí)驗(yàn)組被試進(jìn)行一個(gè)學(xué)期的音樂訓(xùn)練,研究結(jié)果表明, 接受音樂訓(xùn)練的被試在數(shù)學(xué)能力方面與未接受音樂訓(xùn)練的被試沒有差異。

可見, 盡管許多研究關(guān)注音樂訓(xùn)練與數(shù)學(xué)能力關(guān)系的問題, 但是, 迄今為止, 該問題尚未得出一致的結(jié)論。這可能緣于二者關(guān)系的復(fù)雜性。的確, 研究已經(jīng)表明, 許多因素影響音樂訓(xùn)練對(duì)數(shù)學(xué)加工能力的效應(yīng)。第一, 音樂訓(xùn)練年限與個(gè)體的數(shù)學(xué)能力有關(guān)。研究表明, 音樂訓(xùn)練年限與數(shù)學(xué)成績(jī)具有顯著的正相關(guān)(Schellenberg, 2006;Vaughn, 2000)。Vaughn (2000)對(duì)已有相關(guān)研究進(jìn)行了元分析, 探究音樂學(xué)習(xí)年限與數(shù)學(xué)成績(jī)的關(guān)系。結(jié)果表明, 音樂學(xué)習(xí)時(shí)間與數(shù)學(xué)成績(jī)具有顯著的相關(guān)。Schellenberg (2006)使用Kaufman教育成就測(cè)驗(yàn)中的數(shù)學(xué)分測(cè)驗(yàn)計(jì)算了音樂學(xué)習(xí)時(shí)間與數(shù)學(xué)成績(jī)的相關(guān)系數(shù)。研究者發(fā)現(xiàn), 二者具有顯著的相關(guān)。即使在排除了IQ的影響后, 二者的相關(guān)仍然顯著。第二, 音樂訓(xùn)練的強(qiáng)度與個(gè)體的數(shù)學(xué)能力也存在聯(lián)系。Yang等(2014)的相關(guān)分析表明, 兒童每周音樂練習(xí)的時(shí)間與數(shù)學(xué)成績(jī)具有顯著的正相關(guān)。Spelke (2008)的研究表明, 與未受過音樂訓(xùn)練的兒童和青少年相比, 受過中等強(qiáng)度音樂訓(xùn)練的兒童和青少年并沒有表現(xiàn)出較好的表征幾何圖形性質(zhì)與關(guān)系的能力。然而, 與受過較少音樂訓(xùn)練或高強(qiáng)度非音樂藝術(shù)(比如舞蹈、戲劇和視覺藝術(shù))訓(xùn)練的被試相比, 那些受過高強(qiáng)度音樂訓(xùn)練的被試具有較高的幾何圖形分辨能力。研究者認(rèn)為, 前者組間差異不顯著可能是由于樣本容量太小造成的。本文認(rèn)為, 只有音樂訓(xùn)練時(shí)間達(dá)到一定年限, 它才可能對(duì)認(rèn)知能力產(chǎn)生影響。因?yàn)橐延醒芯堪l(fā)現(xiàn), 那些課外音樂學(xué)習(xí)時(shí)間超過2年的學(xué)生在數(shù)學(xué)測(cè)試上的成績(jī)高于沒有學(xué)習(xí)音樂的學(xué)生(Cheek & Smith, 1999)。第三, 數(shù)學(xué)刺激類型也影響到音樂訓(xùn)練與數(shù)學(xué)能力的關(guān)系。Bahr與Christiansen (2000)的研究發(fā)現(xiàn), 在音樂和數(shù)學(xué)深層結(jié)構(gòu)相似的項(xiàng)目任務(wù)中(比如模式識(shí)別和符號(hào)用法), 受過音樂訓(xùn)練學(xué)生的加工比未受過音樂訓(xùn)練的學(xué)生更好。然而, 在結(jié)構(gòu)不相似的項(xiàng)目任務(wù)中, 兩組學(xué)生的加工沒有顯著不同。這說明音樂訓(xùn)練效應(yīng)取決于任務(wù)的相似性。因此, 在探究音樂訓(xùn)練與數(shù)學(xué)能力關(guān)系時(shí), 應(yīng)考慮數(shù)學(xué)刺激類型這個(gè)潛在的影響因素。

5 研究展望

已有研究在探索音樂訓(xùn)練與認(rèn)知能力的關(guān)系方面取得了一定的進(jìn)展, 為我們理解音樂訓(xùn)練對(duì)認(rèn)知能力的效應(yīng)提供了基礎(chǔ)。然而, 如前所述, 許多研究都屬于相關(guān)研究, 這些研究只能說明音樂訓(xùn)練與認(rèn)知能力存在聯(lián)系, 無法闡明二者的因果關(guān)系。未來研究應(yīng)加強(qiáng)該領(lǐng)域的追蹤研究。只有這樣, 才可能厘清音樂訓(xùn)練與認(rèn)知能力的關(guān)系,為音樂教育提供借鑒。

其次, 未來研究應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步區(qū)分音樂訓(xùn)練類型對(duì)認(rèn)知能力的影響。例如, 研究發(fā)現(xiàn), 合唱與言語產(chǎn)生或拼寫成績(jī)沒有相關(guān), 而樂器演奏與言語產(chǎn)生或拼寫成績(jī)相關(guān)(Hille et al., 2011)。該結(jié)果暗示, 并不是所有的音樂訓(xùn)練類型都與語言能力有關(guān)。因此, 未來的研究應(yīng)該進(jìn)一步澄清究竟是哪一種音樂訓(xùn)練類型影響語言、數(shù)學(xué)或空間能力。

最后, 已有研究主要是根據(jù)被試自我報(bào)告的接受正規(guī)音樂訓(xùn)練的年限將被試分為音樂家或非音樂家, 但是這種方法不能有效區(qū)分音樂能力的高低(Law & Zentner, 2012)。換句話說, 未受過正規(guī)音樂訓(xùn)練的人或受過正規(guī)音樂訓(xùn)練年限較少的人也可能具有較高的音樂能力, 而受過正規(guī)音樂訓(xùn)練時(shí)間較長(zhǎng)的人也可能音樂能力一般。因此,對(duì)于音樂家和非音樂家的區(qū)分應(yīng)該以可靠而有效的音樂能力測(cè)驗(yàn)為依據(jù)。

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