艺术教育对开发脑功能、促进认知发展的积极作用

姜 钧 孟现柱 王园园

（聊城大学 物理科学与信息工程学院，山东 聊城 252000）

随着脑科学研究的深入，人们逐渐认识到艺术对于大脑的重要性。比如，大脑听觉皮层能够有效地感受音乐；跳舞时大脑和小脑协同工作；从事表演活动让大脑边缘的情感系统提供相关的情感支持。中小学阶段大脑内树突（树突的作用是接受神经元传递来的信息）和树突之间的连接持续生长。学生感兴趣的活动，如唱歌、跳舞和绘画等能够让大脑产生更多的神经网络，从而促进其的认知发展，提高学习水平。比如音乐和美术能够有效地开发脑功能，促进认知发展，而体育运动则能够让学生的情绪更加积极乐观。

一、艺术教育提高认知能力

认知能力是指接受、加工、储存和应用信息的能力。［1］一般的学术学科如数学只能提高学生某一方面的认知能力，但是艺术教育则能够帮助学生提高多方面的认知能力。艺术教育能够促进学生八种认知能力的发展。［2］

（一）体验联系的能力。音乐、视觉艺术或其他艺术形式都能够让学生体验到事物内部是互相联系的，如绘画中不经意的一笔，就会影响整幅作品的艺术效果。

（二）观察能力。艺术教育让学生了解到很小的差别可以带来较大的不同。一件好的艺术品的产生，需要认真观察，体验各种形式和颜色带来的效果的不同。同样，一篇好的作文，需要重视细节的观察。

（三）解决问题能力。艺术教育能让学生认识到一个问题有多种解决办法。学校里，学生所受到的教育是一个问题只对应一个正确答案，但在现实社会中一个问题总是有多种解决办法。

（四）改变目标能力。艺术教育让学生懂得追求的目标可以不是最初所设立的目标，即目标可以随着过程的实践而改变，随着过程中出现的困难而改变。学生在学术课程里学到的通常是刻板的单一目标。

（五）判断能力。学术课程如数学教授给学生的是确定性，但是在现实情境中，多数情况下不具备数学确定性的条件。现实情境更多的是在缺乏规则的情况下进行判断，即凭借直觉去判断什么是对的。

（六）想象力。毋庸置疑，艺术活动能够有效培养学生的想象力，并且想象力的成功培养能为学生以后的人生带来极大的益处。

（七）接受自身局限的能力。不论听觉、视觉还是触觉都有其局限性，艺术活动让学生在有限的能力下进行超越。

（八）对美感知的能力。艺术教育为学生提供了从美学看待世界的角度，如既可以从建筑学的视角来研究桥梁，又可以从美学角度来研究。

二、音乐、心理表象、运动对促进脑功能开发、认知发展的积极作用

在学校里艺术教育的表现形式通常有：听音乐和演奏乐器、绘画和手工、舞蹈和表演。在脑科学研究中，这几种形式分别对应着音乐、心理表象、运动三个研究领域。

（一）音乐。音乐对脑和认知的影响分为两类：听音乐和演奏乐器，其中演奏乐器是指演奏传统的乐器而非电子乐器。

1.听音乐的益处

听音乐可以提高学生的空间推理能力。研究显示，听莫扎特D大调钢琴鸣奏曲可以提高空间推理能力，但是这种提高的智力在停止聆听后十分钟左右便消失。这种现象称为“莫扎特效应”，后来这一现象被很多的教育者扭曲为聆听莫扎特的音乐可以提高智力。其实，听莫扎特的音乐只能提高部分智力，而且提高的智力很快又恢复到平常水平。更进一步的研究指出，聆听旋律复杂的莫扎特鸣奏曲比聆听旋律简单的贝多芬的致爱丽丝能激活更多大脑区域进行工作。聆听贝多芬的致爱丽丝仅能刺激听觉皮层的活动，而聆听莫扎特鸣奏曲不仅能刺激听觉皮层，还能刺激额叶（额叶负责思维和逻辑运算）的活动。［3］上述研究能够有效解释，在课堂中以一定的背景音乐进行教学可以提高学习效率的现象。

2.演奏乐器的益处

聆听音乐能为学生大脑的活动带来积极作用，但演奏乐器似乎能为学生大脑带来更多的益处。学生学习演奏钢琴半年后，其图像思维能力得到了显著的提高。而学生在学习计算机半年后，图像思维能力并未有多少提高。［4］为什么学生学习演奏钢琴比学习使用计算机更能提高图像思维能力呢？这是因为“乐器演奏是协同多种感官（视觉、听觉、触觉、感觉等）的一项高级神经系统运作的过程，它促动、连接、影响着多种神经系统的协同、统合，从而促进脑功能的发展”。［5］因此学生在演奏钢琴时，将多种感官活动结合在一起，带动了较多的脑区域协同工作，这比使用计算机更复杂。

（二）心理表象。人脑能够使客观事物在脑中形成表征，进而为想象力奠定基础。生物学家沃森和克里在研究DNA结构时，就曾在脑中产生过很多关于DNA模型的设想。后来经过努力发现只有DNA的双螺旋结构才能合理解释遗传现象，沃森和克里由此获得了诺贝尔医学生理学奖，并且开创了分子生物学这一新的研究领域。沃森和克里之所以能取得这样的成就，是将想象力和生物学研究相互结合的结果。目前脑科学对于想象力在人脑中产生的机理还不是很清楚，但想象力对人类社会发展的重要性却是显而易见的。

一般情况下，左脑是处理言语信息，进行抽象逻辑思维的中枢；右脑是处理表象信息，进行具体形象思维的中枢。［6］教师在教学中通常重视左脑的开发，而忽视学生右脑心理表象能力的开发。心理表象是指图像在头脑中出现的提示过程，心理表象的形式是实物在头脑中呈现出的图像，心理表象是想象力的基础。研究表明，学生可以通过训练有效在大脑里搜寻心理表象，这种搜寻活动可以有效提高大脑左右半球协同工作的能力，从而提高学习质量，增强记忆的保持。因此“在概念教学过程中，利用心理表象的直观性、象征性，可以避免死记硬背，减轻学生的思维负担，使同学们正确理解和掌握概念”［7］。心理表象可以通过绘画、手工、情境描述、合作学习等培养。

（三）运动。人的运动主要由小脑负责，小脑的激活有助于多种认知能力的提高，如记忆、注意力和空间思维等。［8］运动不仅有利于认知发展，还能够让学生将体内多余的能量释放出来，从而使学生安心学习。运动能为学生的学习带来五点益处，这五点益处是：

1.运动带来多种感觉输入，从而让学生能够保持较长时间的注意力。

2.运动可以调动学生的学习兴趣。学生喜欢在课外活动时以游戏的形式进行运动，在教学活动中教师如能构建相似的情境，则能够唤起学生的学习兴趣。

3.运动可以加强学生对声音和空间的综合感知。

4.运动将短时记忆转换为长时记忆。学生对自己参与的表演活动印象深刻，这是因为学生在表演时调动起了运动感觉系统。

5.运动激活了右半脑。运动让学生使用左右半脑同时对概念进行处理，而不是仅使用左脑。

运动除了上述五点益处外，还能够增加脑部含氧量。即便是时间较短、强度适中的体育运动，也可以增加学生脑部含氧量。脑部氧浓度不同认知能力也不同，脑部含氧量的增加可以有效提高认知能力，此时学生的反应更快，记忆保持更好。［9］

［1］周加仙.为了每位学生的发展：基于脑与认知科学的通用教学设计［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.论音乐教育与脑功能的开发［J］.沈阳师范大学学报（社会科学版），2007，31（3）：157-159.

［6］高伟.艺术教育与脑功能开发［J］.现代特殊教育，2000，（1）：1.

［7］付文临.心理表象在概念教学中的运用［J］.上海中学数学，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.