藝術教育對開發腦功能、促進認知發展的積極作用

姜 鈞 孟現柱 王園園

（聊城大學 物理科學與信息工程學院，山東 聊城 252000）

隨著腦科學研究的深入，人們逐漸認識到藝術對于大腦的重要性。比如，大腦聽覺皮層能夠有效地感受音樂；跳舞時大腦和小腦協同工作；從事表演活動讓大腦邊緣的情感系統提供相關的情感支持。中小學階段大腦內樹突（樹突的作用是接受神經元傳遞來的信息）和樹突之間的連接持續生長。學生感興趣的活動，如唱歌、跳舞和繪畫等能夠讓大腦產生更多的神經網絡，從而促進其的認知發展，提高學習水平。比如音樂和美術能夠有效地開發腦功能，促進認知發展，而體育運動則能夠讓學生的情緒更加積極樂觀。

一、藝術教育提高認知能力

認知能力是指接受、加工、儲存和應用信息的能力。［1］一般的學術學科如數學只能提高學生某一方面的認知能力，但是藝術教育則能夠幫助學生提高多方面的認知能力。藝術教育能夠促進學生八種認知能力的發展。［2］

（一）體驗聯系的能力。音樂、視覺藝術或其他藝術形式都能夠讓學生體驗到事物內部是互相聯系的，如繪畫中不經意的一筆，就會影響整幅作品的藝術效果。

（二）觀察能力。藝術教育讓學生了解到很小的差別可以帶來較大的不同。一件好的藝術品的產生，需要認真觀察，體驗各種形式和顏色帶來的效果的不同。同樣，一篇好的作文，需要重視細節的觀察。

（三）解決問題能力。藝術教育能讓學生認識到一個問題有多種解決辦法。學校里，學生所受到的教育是一個問題只對應一個正確答案，但在現實社會中一個問題總是有多種解決辦法。

（四）改變目標能力。藝術教育讓學生懂得追求的目標可以不是最初所設立的目標，即目標可以隨著過程的實踐而改變，隨著過程中出現的困難而改變。學生在學術課程里學到的通常是刻板的單一目標。

（五）判斷能力。學術課程如數學教授給學生的是確定性，但是在現實情境中，多數情況下不具備數學確定性的條件。現實情境更多的是在缺乏規則的情況下進行判斷，即憑借直覺去判斷什么是對的。

（六）想象力。毋庸置疑，藝術活動能夠有效培養學生的想象力，并且想象力的成功培養能為學生以后的人生帶來極大的益處。

（七）接受自身局限的能力。不論聽覺、視覺還是觸覺都有其局限性，藝術活動讓學生在有限的能力下進行超越。

（八）對美感知的能力。藝術教育為學生提供了從美學看待世界的角度，如既可以從建筑學的視角來研究橋梁，又可以從美學角度來研究。

二、音樂、心理表象、運動對促進腦功能開發、認知發展的積極作用

在學校里藝術教育的表現形式通常有：聽音樂和演奏樂器、繪畫和手工、舞蹈和表演。在腦科學研究中，這幾種形式分別對應著音樂、心理表象、運動三個研究領域。

（一）音樂。音樂對腦和認知的影響分為兩類：聽音樂和演奏樂器，其中演奏樂器是指演奏傳統的樂器而非電子樂器。

1.聽音樂的益處

聽音樂可以提高學生的空間推理能力。研究顯示，聽莫扎特D大調鋼琴鳴奏曲可以提高空間推理能力，但是這種提高的智力在停止聆聽后十分鐘左右便消失。這種現象稱為“莫扎特效應”，后來這一現象被很多的教育者扭曲為聆聽莫扎特的音樂可以提高智力。其實，聽莫扎特的音樂只能提高部分智力，而且提高的智力很快又恢復到平常水平。更進一步的研究指出，聆聽旋律復雜的莫扎特鳴奏曲比聆聽旋律簡單的貝多芬的致愛麗絲能激活更多大腦區域進行工作。聆聽貝多芬的致愛麗絲僅能刺激聽覺皮層的活動，而聆聽莫扎特鳴奏曲不僅能刺激聽覺皮層，還能刺激額葉（額葉負責思維和邏輯運算）的活動。［3］上述研究能夠有效解釋，在課堂中以一定的背景音樂進行教學可以提高學習效率的現象。

2.演奏樂器的益處

聆聽音樂能為學生大腦的活動帶來積極作用，但演奏樂器似乎能為學生大腦帶來更多的益處。學生學習演奏鋼琴半年后，其圖像思維能力得到了顯著的提高。而學生在學習計算機半年后，圖像思維能力并未有多少提高。［4］為什么學生學習演奏鋼琴比學習使用計算機更能提高圖像思維能力呢？這是因為“樂器演奏是協同多種感官（視覺、聽覺、觸覺、感覺等）的一項高級神經系統運作的過程，它促動、連接、影響著多種神經系統的協同、統合，從而促進腦功能的發展”。［5］因此學生在演奏鋼琴時，將多種感官活動結合在一起，帶動了較多的腦區域協同工作，這比使用計算機更復雜。

（二）心理表象。人腦能夠使客觀事物在腦中形成表征，進而為想象力奠定基礎。生物學家沃森和克里在研究DNA結構時，就曾在腦中產生過很多關于DNA模型的設想。后來經過努力發現只有DNA的雙螺旋結構才能合理解釋遺傳現象，沃森和克里由此獲得了諾貝爾醫學生理學獎，并且開創了分子生物學這一新的研究領域。沃森和克里之所以能取得這樣的成就，是將想象力和生物學研究相互結合的結果。目前腦科學對于想象力在人腦中產生的機理還不是很清楚，但想象力對人類社會發展的重要性卻是顯而易見的。

一般情況下，左腦是處理言語信息，進行抽象邏輯思維的中樞；右腦是處理表象信息，進行具體形象思維的中樞。［6］教師在教學中通常重視左腦的開發，而忽視學生右腦心理表象能力的開發。心理表象是指圖像在頭腦中出現的提示過程，心理表象的形式是實物在頭腦中呈現出的圖像，心理表象是想象力的基礎。研究表明，學生可以通過訓練有效在大腦里搜尋心理表象，這種搜尋活動可以有效提高大腦左右半球協同工作的能力，從而提高學習質量，增強記憶的保持。因此“在概念教學過程中，利用心理表象的直觀性、象征性，可以避免死記硬背，減輕學生的思維負擔，使同學們正確理解和掌握概念”［7］。心理表象可以通過繪畫、手工、情境描述、合作學習等培養。

（三）運動。人的運動主要由小腦負責，小腦的激活有助于多種認知能力的提高，如記憶、注意力和空間思維等。［8］運動不僅有利于認知發展，還能夠讓學生將體內多余的能量釋放出來，從而使學生安心學習。運動能為學生的學習帶來五點益處，這五點益處是：

1.運動帶來多種感覺輸入，從而讓學生能夠保持較長時間的注意力。

2.運動可以調動學生的學習興趣。學生喜歡在課外活動時以游戲的形式進行運動，在教學活動中教師如能構建相似的情境，則能夠喚起學生的學習興趣。

3.運動可以加強學生對聲音和空間的綜合感知。

4.運動將短時記憶轉換為長時記憶。學生對自己參與的表演活動印象深刻，這是因為學生在表演時調動起了運動感覺系統。

5.運動激活了右半腦。運動讓學生使用左右半腦同時對概念進行處理，而不是僅使用左腦。

運動除了上述五點益處外，還能夠增加腦部含氧量。即便是時間較短、強度適中的體育運動，也可以增加學生腦部含氧量。腦部氧濃度不同認知能力也不同，腦部含氧量的增加可以有效提高認知能力，此時學生的反應更快，記憶保持更好。［9］

［1］周加仙.為了每位學生的發展：基于腦與認知科學的通用教學設計［J］.全球教育展望，2010，（1）：15-20.

［2］Eisner，E.Does Experience in the Arts Boost Academic Achievement？［J］.Art Education，1998，51（1）：7-12.

［3］Hughes JR，Fino JJ.The Mozart effect：distinctive aspects of the music—a clue to brain coding？［J］.Clin Electroencephalogr，2000，31：94-103.

［4］Rauscher，F.H.，Shaw，G.L.，Levine，L.J.，Wright，E.L.，Dennis，W.R.，＆Newcomb，R.L.Music training causes long-term enhancement of preschool children’s spatial-temporal reasoning［J］.Neurological Reasearch，1997，19：2-8.

［5］金素月.論音樂教育與腦功能的開發［J］.沈陽師范大學學報（社會科學版），2007，31（3）：157-159.

［6］高偉.藝術教育與腦功能開發［J］.現代特殊教育，2000，（1）：1.

［7］付文臨.心理表象在概念教學中的運用［J］.上海中學數學，2005，（11）：14-15.

［8］Erickson KI，Voss M，et al.Exercise training increasessize of hippocampus and improves memory［J］.Proceed-ings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2011，108（7）：3017-3022.

［9］Scholey，A.B.，Moss，M.C.，Wesnes，K.A.Oxygen and cognitive performance：the temporal relationship between hyperoxia and enhanced memory［J］.Psychopharmacology，1998，140（1）：123-136.