（应用心理学专业论文）莫扎特音乐对大学生运动员视觉空间能力影响的研究.pdf

西南大学硕七学位论文摘要 莫扎特音乐对大学生运动员视觉空间能力影响的研究 应用心理学专业硕士研究生赵大勇 指导教师符明秋教授 摘要 视觉空间能力是人类智能结构中的重要组成部分，它在航空航天、机械、竞技体育，以 及人们的日常生活中占有重要的地位。在运动领域视觉空问能力的训练及验测对运动员选 材及培养都极为重要。研究表明，心理旋转能力对个体空间认知能力有较好的预测效度。然 而，由于运动员在运动技能学习及表象过程中多以自我身体表象为基础进行学习，其心理旋 转参照体系主要为自我参照系所以，在自我参照体系心理旋转任务下运动员视觉空间能力 的水平及特点有待于深入研究 空间能力是有可塑性的。国外的研究结果证实，莫扎特音乐可以短时性的提高人们的空 间能力。但是，关于莫扎特效应是否存在，一直是研究者们争论的话题。有学者指出空间能 力的测量方式、实验程序以及音乐的使用等三方面是考察莫扎特效应的关键因素，研究指出 莫扎特音乐只对提高以心理表象能力为基础的空间智能有作用。本研究把奠扎特效应发展到 体育运动中来，在对其范式进行修正后，考察其对提高运动员视觉空间能力的作用。 研究采用左右手心理旋转范式考察运动员自我参照系下不同旋转方式、旋转方向、不同角 度的特点并以此范式来探索莫扎特音乐对运动员视觉空间能力的影响。实验采用前后测设计， 前后测间隔一日；并且以运动员心理旋转前测成绩作为协变量，对不同音乐环境下运动员心 理旋转后测成绩进行统计分析以消除练习效应对实验结果的影响。研究结果显示： l 、运动员左手内旋、右手外旋反应时短于左手外旋、右手内旋，正确率高于右手内旋， 出现内旋效应。 2 、运动员对右手图片的反应时短于左手图片，正确率高于左手图片。出现优势手效应。 3 、随着旋转角度增大。运动员心理旋转反应时增长、正确率下降。 4 、运动员心理旋转角度接近1 8 0 0 的反应时最长、正确率最低，内外旋8 5 0 为难度转折点。 5 、运动员视觉空间能力性别差异显著，男性运动员视觉空能力高于女性运动员；运动类 型的差异显著，非周期性运动员视觉空间能力优于周期性运动员；运动类型和性别交互作用 显著，男性非周期性与周期性运动员心理旋转能力差异不显著。女性非周期性运动员视觉空 间能力优于周期性运动员。 6 、在有效控制了前测练习效应后，运动员在听过奠扎特音乐后其心理旋转正确率上升、 反应时减短，出现莫扎特效应，而一般音乐与无音乐则无此效应。 7 、听过奠扎特音乐后，运动员心理旋转反应时减短。此结果证明，莫扎特音乐不仅提高 了视觉空间任务的正确率，也加快了视觉空间加工的速度。同时，莫扎特音乐后。运动员心 理旋转内旋效应依旧存在，表明莫扎特音乐并非通过改变心理旋转的参照体系而起作用。 关键词：空闻能力。心理旋转，莫扎特夔廑运动员 两南大学硕十学位论文a b s t r a c t ! ii i _ _ i _i l l _ t h ee f f e c to fm o z a r tmu s i co n v i s u a l - s p a t i a la b i l i t y a m o n g a t h l e t e si nc o l l e g e m a j o r ：a p p l i e dp s y c h o l o g y , p o s t g r a d u a t e ：z h a od a y o n g t u t o r ：f u m i n g q i u a b s t r a c t v i s u a l - s p a t i a la b i l i t yi s 蛐i m p o r t a n tc o m p o n e n to fh u m a ni n t e l l i g e n ts t r u c t u r e i tp l a y sa i m p o r t a n tr o l ei nf i e l d so fa e r o s p a c e , m a c h i n e ，s p o r t s , a sw e l la so u rd a i l yl i f e i ns p o r t s ， v i s u a l - s p a t i a la b i l i t yt e s ta n dc u l t i v a t i n ga r cv e r yn e c e s s a r yf o rc o a c h e sa n da t h l e t e s r e s e a r c h s h o w st h a tt h em e n t a ir o t a t i o nt e s t 咖e f f e c t i v e l yp r e d i c ti n d i v i d u a l sv i s u a l s p a t i a la b i l i t y h o w e v e r , a t h l e t e sb a s eo ns e l f - i m a g et ol e a r nm o t o rs k i uo ri m a g e r y t h e r e f o r e , t h e yt e n d 幻 i n d u c ee g o c e n t r i cm e n t a lr o t a t i o n t h i ss t u d ya i m st oe x a m i n et h ev i s u a l - s p a t i a la b i l i t yu n d e r t h et a s ko fm e n t a lr o t a t i o ni ne g o c e n t r i cr e f e r e n c ef r a m e v i s u a l s p a t i a la b i l i t yh a st h ep l a s t i c i t y n er e s u l t sp r o v et h a tm o z a r t sm u s i cc 锄i m p r o v e p e o p l e ss p a t i a la b i l i t yi nas h o r tt i m e h o w e v e r , w h e t h e rm o z a r te f f e c tr e a l l ye x i s t si st h eh o t i s s u eo fr e s e a r c h e r sb e c a u s eo ft h ec o n t r o v e r s i a ll - e s u i t s s c h o l a r si n d i c a t e dt h a tf a i l u r e si n r e p l i c a t i n gt h em o z a r te f f e c tc a nb ce x p l a i n e di nt e r m so ft h ed e p e n d e n tm e a s u r e su s e d , t h e e x p e r i m e n t a lp r o c e d u r ee m p l o y e d , a n dt h ec l a s so fm u s i c a ls t i m u l iu s e d 1 飞e t h em o z a r t e f f e c tw a sr e s t r i c t e do ns p a t i a l - t e m p o r a lt a s k st h a ti n v o l v et h ea b i l i t y 幻t r a n s f o r mm e n t a l i m a g e si nt h ea b s e n c eo fap h y s i c a lm o d e l t h e r e f o r e , c o m p o n e n t so fs p a t i a l - t e m p o r a l t a s k s - s p a t i a li m a g e r ya n dt h et e m p o r a lo r d e r i n go fs p a t i a lc o m p o n e n t s - a r ce s s e n t i a lf o rt h e m o z a r te f f e c t i nt h ec l u r e n t s t u d y , u s i n gl e f t - r i g h th a n dj u d g m e n tt a s k , w ee x p l o r e dt h ec h a r a c t e ro f v i s u a l s p a t i a la b i l i t y0 1 1t y p e so fr o t a t i o n ( s p i nr o t a t i o nv s d e p t hr o t a t i o n ) , t h ed i r e c t i o no f r o t a t i o n ( i n - r o t a t i o nv s o u t - r o t a t i o n ) ，a n dt h em a g n i t u d eo fr a t i o n ( 2 5 ，5 5 ，8 5 ，115a n d1 4 5 ) ， a n dw h i c hw a su s e dt oe x a m i n et h em o z a r te f f e c ta m o n ga t h l e t e s 1 1 埒p r e - p o s td e s i g nw a s a d o p t e di nt h ee x p e r i m e n t m o r e o v e r , aw h o l ed a yi n t e r v a lb e t w e e np 峥a n dp o s t = t e s tw a ss e t a n d 翻x 糯o fp r et e s tw a su s e df o rac o v a r i a t ev a r i a b l ei nf i n a la n a l y s i s , i no r d e rt oe l i m i n a t e c a 盯l y o v o rl e a r n i n ge f f e c t t h er e s u l t sa r cs h o w na sf o l l o w s ： 1 f o rt h es a m em a g n i t u d eo fr o t a t i o n , t h eh a n dw h e nr o t a t e dm e d i a l l y ( i n - r o t a t i o n ) w a s r e c o g n i z e dm o r eq u i c k l ya n da c c u r a t e l yt h a nw h e nr o t a t e d1 锄呻( o u t - r o t a t i o n ) , w h i c h s h o w e d “i n r o t a t i o ne 岱t 2 1 1 h ep e r f o r m a n c ef o rr i g h th a n dw a sb e t t e rt h a nl e f th a n d , w h i c hs h o w e d “h a n de f f e t e 3 t h ep e r f o r m a n c eo fa t h l e t e sd e c r e a s e da st h ed e g r e eo fr o t a t i o ni n c r e a s e d 4 t h ea c c u r a c yh a dt h es a m et r e n dw i t i lt h er e a c t i o nt i m e ；b o t h 哪w o r s th o u n d i n ga t l8 0 0 8 5 0f r o mi n - o r - o u tr o t a t i o nw a st h et r a n s i t i o nf o r t h ed i f f i c u l t y 5 s i g n i f i c a n td i f f e r e n c e so fg e n d e ra n ds p o r tt y p ew e r ef o u n d v i s u a l - s p a t i a l & b u i t yo fm a l e i 西南大学硕士学位论文 a b s t r a c t - _ _ _ i _ _ - i _ i i i i ，i 曼! ! ，! ! ! ! ! ! ! ! ! a t h l e t ew a sb e t t e rt h a nf e m a l e ，a n da t h l e t e sw h ow e r ee n g a g e di nn o n - c y c l i c a lm o v e m e n t s 棚陀b e u e rt h a nc y c l i c a lo r l e s t h ei n t e r a c t i o nb e t 、ng e n d e ra n ds p o r tt y p ew a s s i g n i f i c a n t t h e r ew a s1 1 0s i g n i f i c a n td i f f e r e n c eb e t w o e l lc y c l i c a la n dn o n - c y c l i c a l m o v e m e n ta m o n gm a l ea t h l e t e s , h o w e v e r , i ti ss i g n i f i c a n ta m o n gf e m a l ea t h l e t e s 6 w i t ht h em e a s u r et op r e v e n tc a r r y o v e r - l e a r n i n ge f f e c t s , r e s u l t si n d i c a t e dap o s i t i v ee f f e c t o f l i s t e n i n gt om o z a r t , b u t1 1 1 0e f f e c to fl i s t e n i n gt os e c r e tg a r d e na n d 1 1 0m u s i c 7 r e s u l t ss h o w o dt h a tr e a c t i o nt i m es h o r t e n e da f t e rl i s t e n i n gt om o z a r t , w h i c hi n d i c a t e dt h a t m o z a r tm u s i cn o t l yi m p r o v et h ea c c u r a c yo fv i s u a l s p a t i a la b i l i t y , b u tt h es p e e do f v i s u a l s p a t i a lc o g a i t i o n k e yw o r d s ：v i s u a l s p a t i a la b i l i t y , m e n t a lr o t a t i o n ，m o z a r te f f e c t , a t h l e t e h 独创性声明 学位论文题目：墓扎挂童巫盘太堂生重邈员塑鲎空闺能左髭啦鲍 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加 了特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同 仁在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者：刍犬彰 签字日期：力矽年尹月巧曷 一 学位论文，版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者张参矽 签字日期：力哆年争p j z s - 日 导师张磊l 以抄、 签字日期：z 。7 年争月三厂日 西南大学硕+ 学位论文文献综述 1 视觉空间能力 第一部分文献综述 视觉空间能力是人类智能结构的重要组成部分，视觉空阊认知能力是指个体对客体或空 间图形在头脑中进行识别、编码、贮存、表征、分解，组合和抽象，概括的能力。主要包括空 间观察、空间记忆、空间想象和空问思维等能力因素1 1 1 在人类早期智力研究中已经发现言 语能力并非难一与智力有关的能力，空闻能力也是较为独立的智力结构网。高登的。认知功 能侧化”理论指出，个体问存在着两种认知功能的差异，即言语功能和空间功能1 2 】，其认知 功能侧化理论比大脑优势半球理论更能有效解释个体的特殊技能及作业成绩。许多研究已经 表明空问认知能力具有很好的预测效度，主要体现在两方面：第一，空间浏验在人员选拔和 作业绩效预测方面的研究：第二，空间测验对职业技术培训项目有效性预测方面的研究作 为职业选拔和绩效预测中的重要指标，空间能力测验对人员选拔的重要价值在许多领域中得 到了充分的证明 1 1 空间认知能力的结构 目前对空间认知能力结构的分析，心理学界一直没有定论。t h u r s t o n 将空间能力定义为 膏在空间或视觉表象方面的才能”，其进行的相关测验是。保持心理表象并在心理上使表象扭 曲、转动或旋转到不同位置，以及能将移动了的表象和结果相匹配”。1 9 4 1 年，他通过大规 模测验总结出：空间能力涉及到二维中的表象运动，可分为s 1 ，s 2 两个因素，s 1 指“想象 一个物体结构被移动到不同位置时的能力”：s 2 是“想象结构间存在运动，一结构取代另一 结构的能力”。f r e n c h ( 1 9 5 1 ) 在回顾了有关文献后提出：至少有三个独立的空间因素：一是空 间，精确地觉察空间模式并作相互比较的能力；二是定向，保持不被空间模式以不同方向呈 现而弄糊涂的能力：三是想象理解表象的三维运动或操作想象中的物体的能力川。m a c 曲b y 和j a c k l i n 将空间能力分为两大类：分析型( a r g y l e ) 和非分析型( n o n a n a l y t i o 1 9 8 5 年，l i n n 和p e t e r s e n 将空阚能力定义为一种涉及表征( r e p r e s e n t i n g ) 、转换( m e m a lr o t a t i o n ) 、生成 ( g e n e r a t i n g ) 、提取( r a l l 妯g ) 符号和非言语信息的技能。基于对以往空间研究的因素分析， 他们认为空间能力包含三个因素：空闯知觉( s p a t i a lp e r c e p t i o n ) 、心理旋转( m e n t a lr o t a t i o n ) 和 空间想象( s p a t i a lv i s u a l i z a t i o n ) h a t p e m ( 1 9 9 2 ) 认为空间能力至少包括四种因素：空间想象 ( s p a t i a lv i s u a l i z a t i o n ) 、空间知觉( s p a t i a lp e r c e p t i o n ) ，心理旋转( m e n t a lr o t a t i o n ) 和瞬时空间判 断( s p a t i o t e m p o r a lj u d g m e n t ) 。我国学者杨盂萍、石德澄认为空间能力包括两种因素：图形的 识别和表象运动能力、图形映像在二维和三维空间中的旋转和方位定向的能力嘲。 在以上研究结果基础上，m i c h a e l 等概括出了两种类型的空间认知能力：空间视觉化能 力( s p a l i a lv i s u a l i z a t i o n ) 和空间定向能力( s p a t i a o r i e n t a t i o n ) | 6 1 。视觉化是对所呈现物体的折叠、 旋转，对物体间位置的相对变化以及对机械运动的表象能力。它在以图形作为呈现刺激的测 验中表现得尤为突出视觉空间能力；定向能力是对知觉刺激模式内各元素排列的理解， 保持对变化着的空间物体一致性的识别以及以自身为参照对空间方位进行判断的能力。 两南夫学硕十学位论文文献综述 1 2 视觉空间认知能力的测量方法 空问认知能力的结构分析、预测效度及训练等研究都要以客观、准确的测量方法为依据。 国内外学者根据相应理论设计了许多典型的实验，对空间认知能力特别是其相关因子进行了 较多的测量。如皮亚杰水平测验，测验要求被试通过想象能正确估计出在倾斜的瓶子中半瓶 水的水面，实验材料为不同形状、不同方位、瓶下有无水平线的装水瓶子共2 4 个川；以及小 林重雄的绘人测验被试在一张a 4 自纸上用铅笔画一个人物像再用小林重雄5 0 分评分法 进行评定，并对条目进行分类，主要通过分析其任务总体貌、各部分比例和细节技巧三种构 图能力测查空问能力刚 在空阈认知能力的结构因子中，空间视觉化是其中一个重要因素，而心理旋转测验被认 为是空间视觉化能力的代表性测验。在研究中，人们特别选择心理旋转的认知实验来探索不 同空间能力者的特点和水平，使其成为评估空间能力的最典型指标。心理旋转测验最初是由 s h e p a r d 和m e l z l e r 于1 9 7 1 年设计的 9 1 ，此测验要求被试在卷面上把三维空间的标准图形从不 同角度的旋转中挑选出来。如果要完成该项任务。就必须在头脑中想象出物体是如何在三维 空间中旋转变化的学者们根据这一范式在变化刺激材料的基础上从不同角度进行了多种旋 转实验【1 0 1 。如s h e p a r d 在他的经典研究中呈现一对对由一些立方体所组成匏表示三维空间物 体的图画让被试比较f l l 】：c o o p e r 等运用字母( 主要是r ) 和数字进行了心理旋转的实验： b e t h e l l - f o x 用2 4 点多边形作为心理旋转的实验材料i 除了对空间能力各结构因子进行测量的单独实验以岁 ，国乡 学者还编制了甩于溅量空阃 能力的整套测验。如k o u s s y ( 1 9 3 3 ) 包括纸笔测验的空间能力团体测验，g u i l f l r d ( 1 9 5 2 ) 陆军 军性向测验，g o r d o n ( 1 9 8 6 ) 的认知侧化测验( c o g n i t i v el a t e r a l i t yb a t t e r yc l b ) ，a l d e r t o n 在 对空间认知全面分析基础之上建立了复杂空间问题解决测验( c o m p l e xs p a t i a lp r o b l e m s o l v i n gt e s t - - - c s p s t ) 等：我国学者李洪玉和林崇德也自编了空间认知能力倾向成套测验， 共7 0 个项目、9 个分测验，来测量空间能力。 2 心理旋转的研究概述 2 1 心理旋转研究的起源 关于心理旋转的实验研究是由美国斯坦福大学的心理学家s h e p a r d 和m e t 2 1 c r 等人开始 的。s h e p a r d 和m e t z l e r 为他们的实验制作了一千六百对图片，所有的图形都是用计算机制作 的，每个图形都是由l o 个小方块连接起来组成的手柄形，有3 个直角弯头，看起来是立体的。 这些图的成对应用有3 种情况：第一种情况是两个图形相同两方位不同，其中一个相对于另 一个在平面上转动了一定角度，如果将其中的一个图形旋转相应的角度，那么这两个图形就 可以重合。对这一类图片的正确判断应该是。相同”。第二种情况是将其中一个图形经过空间 旋转一定角度后仍然可以重合，对它们进行旋转后正确的反应依然是。相同”。第三种情况是 两个不相同的图形，它们是镜像对称的，其区别就像我们的右手和左手一样。这两个图形看 起来相似，但无论怎么旋转都不能重合，对它们的正确反应是“不同”，实验材料如图1 a 所 2 西南大学硕七学位论文 文献综述 示s h e p a r d 和m 战r _ , l e r 著名的心理旋转实验是这样的：以图形是否在个体心理上进行旋转为 实验目的。将3 种不同性质的图对随机的混在一起由速示器呈现，每次呈现一个图对，要求 被试尽快地做出异同判断，记录反应时被试的任务是确定这些图形除方向之外是否相同 参加实验的被试报告说，为了确定成对呈现的两个图形是否匹配，他们须将其中一个图形在 内心做出不同的旋转，以发现它与另一图形是否致显然，被试在对( a ) 对与( b ) 对图形做出 不同的心理旋转；其中( a ) 是平面对，其中一个图在平面上旋转8 0 度：( b ) 是立体对，其中一 个图在空间中旋转度：是镜像对，不能通过旋转其中一物体而使它和另一物体相同 实验结果发现被试的反应时是呈现给他们的两个图形的角度差异的函数，而这种角度的差异 恰好代表了被试须对其中某个图形在心理上做出旋转，以求得与另一方向的图形能够匹配的 量。此外，两类图形的函数关系极为相似，即对图形作深度( 郾三维 上的处理似乎并不比平 面( 两维) 上的加工处理需要更多的时间。这些实验结果向人们揭示这样一些特征：第一，当 人在处理以空间信息或视觉信息为主的任务时，往往要使用心理表象；第二在人对心理表 象做出处置时，似乎也经历了同对实物做出实际处理楣类似的过程，郾被试进行心理旋转所 需的时间，随类似的实际运作所需的时间而相应地提高。也就是说。随着旋转度数的变大， 反应所用的时间也就越长。这些结论说明，心理旋转这一研究的特点，不是把表象当成静止 的画面而是从动态的角度研究表象进行加工的【1 2 j 。 ab 图i 以往有关心理旋转研究的实验材科 3 两南大学硕七学位论文文献综述 为了进一步揭示心理旋转的内在本质s h e p a r d 和c o o p e r 合作，以不同倾斜角度的正向 和反向字母r 为实验材料，对心理旋转作了进一步的研究。左边为六个正写的r 但r 的 倾斜度各不相同，右边为反向的字母r ，倾斜度与正向的r 相同，两个相邻的方位相差 度，如图l b 所示。实验过程是这样的，用速示器把这十二个字母随机地呈现出一个，要被 试者尽快判断它是正向还是反向的而不管其具体的方位如何。按键做出反应记录反应时 被试报告说，他们的头脑中，先把这个字母旋转到正常的正立位置，然后才能做出判断。主 试记录他们每一判断所用的时闻。实验结果发现字母在心理旋转的角度越大，做出判断所用 的时间就越长。当然，人是聪明的，对字母进行心理旋转的方式并非固定不变，不是都按顺( 逆) 时针方向进行，这要看哪边离正常位置近，就向哪边旋转【略】。因此，一般认为心理旋转视觉 图像如同在现实中操纵真实物体一样是同构的( i s o m o r p h i c ) ，邵两个翟形角度差愈大，心理 旋转所需的时间也愈长。随着研究的不断深入，利用不同心理旋转实验材料，如字母、数字、 无意义多边形、二维和三维图形叩、身体和手脚图片f 1 5 l ；以及不同的实验范式，如经典的。相 同一不同一( s a m c - d j f f e z e n t j u d g m e n t ) 实验范式、。等值判断任务押臼搬渺6 泌g m e 贰诬的范式或 称作正像一镜像辨别任务范式( n o r m a l - m i r r o rd i s c r i m i n a t i 蛐t a s k ) ；甚至不同的感觉通道的研究 中，如触觉表象心理旋转l l q ，均得出类似结论 2 2 心理旋转的神经生理机制 认知神经科学家一般是以正常人、脑损伤患者、灵长类动物或小自鼠等为对象来探讨心 理旋转的神经生理机制，并在研究过程中运用了多种神经一表象技术，如功能磁共振成像术 ( f m p i ：f u n c t i o n a lm a g n e t i cr e s o n a n c el m a g i n 西、脑电技术卿：e l e c t r o e n c e p h a l o g r a p h ) 取l 正电 子发射层照相术( p e t ：p o s i t r o ne m i s s i o nt o m o g r a p h y ) 等。当前的研究结果表明顶叶、枕叶和 额叶涉及到心理旋转活动。c o h e n 等人使用s h e p a r d 和m e t z l e r 所用的3 d 图形，让刺激相继 呈现，要被试判断先后呈现刺激是一致的还是镜像的。实验通过姗记录结果，发现顶上 叶( s u p e m r - p a r i e t a ll o b e s ) ，第v 5 区，背侧( d o r s o l a t e r a l ) 前额叶皮层和运动前区与心理旋转活 动具有相关性，其中顶叶和v 5 区对心理旋转起最重要作用l ln 。a l i v s a t o s 和p e t r i d e s 用p e t 记录字母旋转的过程，结果发现对字母的心理旋转涉及大脑左半球的顶叶活动，同时也伴有 右前额叶和右尾状核的活动。对灵长类动物的研究也显示顶叶尤其是右后项叶，在完成视觉 空间转换上起重要的作用 l q 。此外，有关左右手刿断的心理旋转研究还发现心理旋转涉及到 了大脑皮层动力区域的活动。包括主运动区、前运动区、附运动区。基底神经节和小脑的活 动。当前人们对心理旋转的优势半球闯题持有不同的看法，总结起来有如下三种观点： 第一种是坚持优势半球右侧化，持这种观点的学者认为表象的认知属性是完全区剃于言 语机制的，而且认为空间能力是言语能力的补充物，因为言语的优势半球是左脑，那么心理 旋转的优势半球就是右脑。p a p a n i c o l a n o u 等人记录了正常人完成心理旋转时的脑电位变换和 局部皮层血流量( r e g i o n a lc e r e b r a lb l o o df l o w ) ，结果发现大脑两个半球的活动在心理旋转过程 中的主要区别位于额叶和项叶处，右项叶的脑电位强于左顶叶的脑电位i l 川。h a r r i s 等人对字 母旋转的p e t 研究也显示右后顶叶在心理旋转中有明显的活动【2 0 l 。 第二种观点认为心理旋转的优势半球是左脑如m e h t a 和他的同事通过对脑损伤病人的 4 两南大学硕七学位论文文献综述 研究发现，和正常的人相比，左脑损伤的病人心理旋转能力有明显的差j 6 1 i ，但是右脑损伤的 病人心理旋转能力没有受到影响f 2 h 。c o r b a l l i s 等人对翦脑完全割裂的被试进行了研究。证明 了半球视野差异性，他们发现被试不能完成呈现子他们左侧视野内的二维正像镜像图形 的心理旋转任务，但当刺激予右侧视野时，被试很容易的就完成了心理旋转任务僻珏翻 第三种观点是两个半球都有活动，没有优势半球之分，r o b e r t s 和b e l l 通过e e g 记录简 单的二维心理旋转任务的过程，发现男性左顶叶活动多于右顶叶而女性恰好相反同1 m i l i v o j c v i c 和j o h n s o n 等人通过e r p s 发现，右侧大脑顸叶有利于简单的心理旋转，而一个复 杂的旋转，大部分活动是在左侧的顶时1 2 5 1 总的来看，一些心理学家得出这样一种结论：支持心理旋转的右脑优势半球这一观点， 但是右脑半球的这种优势并不是绝对的。确切地说左右脑两半球均可以完成心瑾旋转任务 只是右脑半球在心理旋转中的作用更为有效，但是这种优势程度达不判我们所认为的左脑半 球为言语优势半球的程度。 2 - 3 心理旋转能力的可塑性 心理学家很早就开始研究心理旋转与狠多领域如数学、生物学、化学、物理、机械和航 空等的操作能力的相关性。如研究了心理旋转与数学能力的相关性。数学等自然科学的训练 可以提高心理旋转镌力，反过来，提高空间能力又可以提高解决数学等自然科学褐繇的能力 如b u r n e t t 和l a n e 发现有关数学等自然科学的活动可以提高心理旋转能力；和受过社会科学 或人类学有关的训练相比，受过数学等自然科学训练的女性的心理旋转能力显著提高1 2 6 j 。一 些研究还表明心理旋转能力与入的数学能力的自信度有很高相关性掰玎。当然这种楣关链是双 向的，提商空间能力反过来又可以提商相关领域的阃题解决能力。如提高空间能力有利于提 高儿童解决数学问题的能力。 我国关于心理旋转的可塑性问题以游旭群研究的最多，他以飞行员为被试，通过苞一系 列表象旋转这典型视觉空间认知加工能力的实验研究中发现，由于受大脑神经细胞活动特 性改变的影响，飞行员在袭象转换加工子系统中表现出练习效应，由此推断，表象旋转具有 更多的认知加工的可塑性和易变性l 强删。 在对电子游戏与心理旋转的关系的研究方面，早在1 9 8 7 年m e c l u r g 和c h a i l l e 就提出了 电子游戏可以提高儿童的空间测验成绩的观点刚l 。他们考察了电子游戏在五年级、七年级和 九年级的被试的心理旋转能力上的练习效果。所有学生每个星期都要玩两次电子游戏。1 k f a c t o r y ”或“s 1 l l a r - 7 ”。共六周。后测的结果显示，两游戏组的心理旋转成绩都优于控制组。 $ u b r a h m a n y a m 和g r e e n f i e l d 随后的研究结果均支持了他们的观点p 孙。1 9 9 4 年o k a l g a l 【a 和 f r e n s c h 使用了2 d 图形快速旋转的游戏，发现玩这种游戏可以提高大学生的空闻能力，1 9 9 6 年，d el i s i 和c a l l l l l a h - - a l l o 使用3 d 客体旋转的电子游戏进行研究。前测的研究结果表明男 大学生的心理旋转成绩高于女大学生。实验中，让被试玩了一个星期的电子游戏。一组被试 玩3 d 客体旋转的游戏，简称a 组，另一组被试玩与心理旋转无关的电子游戏，简称b 组， 在后测中，他们发现a 组被试的纸笔心理旋转成绩提高，但是b 组被试的心理旋转成绩没 有明显提高，而且a 组中的男大学生和女大学生的心理旋转成绩均高于b 组男大学生钓成绩 5 西南大学硕士学位论文 ， 文献综述 i i ll_ _ iii i i i ，鼍蔓! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 【3 3 1 2 0 0 2 年，r i c h a r d 和l i s i 以8 - 9 岁的儿童为对象就这问题进行研究。结果证明，有效 的谰练方法可以提高儿童的心理旋转能力他们在被试玩了计算机游戏( 一类游戏与心理旋转 任务有关，另一类与心理旋转任务无关) 3 0 分钟前和后均进行了2 d 客体的心理旋转测验前 测结果显示8 - 9 岁儿童在心理旋转的准确性上存在着性别差异；后测结果显示。玩过心理旋 转游戏的几童的心理旋转能力提高，且这些几童间的心理旋转的性别差异交小州 总的来看，心理学家应该寻找通过提高心理旋转能力以提高人们的空间智能的策略因 为心理旋转作为人类空问认知的一种基本操作、空间能力的一个基本方诬，与其它基本空河 能力之闻有着较高的相关，对个体的某些方面的成长及未来成就有较好韵预测效度。这一点 对于运动员来说更为重要。优秀的心理旋转能力是否可以作为科学运动选才的标准；在体育 运动中。不同项目的运动员由于选材的差异以及平时训练手段的不同，其心理旋转能力是否 存在差异；如何采用科学有效的训练方法以及教学手段提高运动员的视觉空闯能力等都是很 值得探讨的问题。 2 4 运动员的心理旋转能力 目前在体育运动中有关运动员心理旋转能力的研究还比较薄弱。2 0 0 4 年，郑宏伟等使用 经典心理旋转范式测定了体育专业大学生的反应时、智商和心理旋转能力。研究结果显示： 体育专业大学生的反应时与心理旋转能力之间存在显著相关；体育专业大学生心理旋转能力 与智力相关不显著；体育专业大学生心理旋转能力存在年级、性别差异；体育专业大学生对 不同角度、不同方向材料的心理旋转能力存在显著差异。研究结果还表明，体育专业大学生 心理旋转能力较高，反应时基本在4 5 0 - 9 0 0 m s ，1 8 0 度用时最长，达8 0 4 1 5 m s ，而0 度及3 0 0 度用时最短，都在6 0 0 m s 以下，与其他专业的6 4 9 4 2 9 1 1 0 2 6 8 5 m s 的时间有明显差距 3 j j 这与体育专业学生所开的课程和平时的体育训练有关网2 0 0 6 年，李俊采用心理测量的方 法，并运用认知心理学关于空间表象的知识原理探讨了我国不同水平男子定向运动员在空间 ，能力上所表现出来的特征结果显示：高水平的男子运动员在空阅能力上表现出较大的优势， 但空间能力的不同部分对定向运动水平的影响程度各不相同1 3 q 然而，人类视觉系统可以以多种方式编码和加工表象既可以以环境或物体为参照系 也可以以自我为参照系陆3 9 。在体育运动及教学中，教练在进行动作示范时，运动员可以先 想象自己的身体或肢体表象，将其旋转至教练的方位，或者先想象教练身体或肢体表象将其 旋转至自己的方位，再确定该动作如何做才和教练示范一样。总的来说在观察者和客体都 不发生任何实际位移和运动的情况下，观察者要想象从另一注视点所能观察到的客体状态时， 有两种旋转策略：一种是观察者自己保持不动，想象客体或客体中的一部分旋转到新的位置， 在这个过程中客体参照系发生旋转，我们称之为以物体为参照体的心理旋转；另一种是客体 保持不动，观察者想象自己旋转或自已身体的某一部位旋转至新的位置，或者说旋转身体图 式( b o d ys c h e m a ) 至新的位置，这个过程我们称之为以自我为参照系的心理旋转。对于不同运 动类型的运动员来说，运动员在运动技能学习及表象过程串多以自我身体表雾为基础进行学 习，所以，运动员多以自我参照系进行运动技能学习及竞技训练。以自我为参照的心理旋转 任务最能反应出运动员心理旋转能力。有研究表明当使用人的身体、手脚或工具等图片作为 6 两南大学硕+ 学位论文文献综述 心理旋转的材辩时，往往引起运动表象( m o t o ri m a g c ) 加工，或称自我为参照系的心理旋转加 工l 3 1 然而，陶维东等的研究表明似l ，以左右手判断任务进行心理旋转，出现内旋效应 证明被试以自我为参照系进行心理旋转，而以相同一不同判断范式进行心理旋转内旋效应 消失，证明被试以物体为参照系进行心理旋转因此，对于运动员而言，心理旋转的左右手 判断任务应为考察运动员心理旋转能力的最佳实验范式 3 莫扎特音乐与空间认知能力莫扎特效应 1 9 9 3 年大提琴演奏家、哥伦比亚大学的r a u s c h e r 博士与加娴大学的s h a w 博士大胆地提 出了一个假设：音乐和空间能力两者之间存在某种联系。为此他们采用了s h a w 于1 9 8 5 年提 出的一种研究大脑结构模式来解决神经网络如何在脑区之间传递音乐信息这个问题1 5 j 。他们 将3 6 名非音乐专业大学生分为三组，采用不等组后测时闻序歹l j 实验设计，并设定三个目交蹙： 莫扎特 d 大调双钢琴奏鸣曲、通俗音乐、无任何音乐刺激。听了1 0 分钟音乐后采用斯坦 福一比纳智力量表空间推理能力分量表进行测验。发现听了莫扎特音乐的学生其测验成绩比 其他组明显高出s 9 个百分点，而且这种效果持续了1 0 - 1 5 分钟。美国大众媒体对此实验进 行了广泛的宣传，并最终由法国医生t o m a t i s 首次提出。莫扎特效应”( m o z a r te f f e c t ) 这个术 语。虽然在此之前也有一些研究论述了音乐与智力及其他学科能力之间的关系州，但都是相 关研究，只寻求变量之闻的联系而没有证实因果关系。r a u s c h e r 和s h a w 认为大脑在传播信 息时使用了某种神经触发模型，而这些模型被音乐本身的丰富性和结构性所激活，强调了音 乐与神经通路之间的因果关系。 3 1 莫扎特 d 大调双钢琴奏鸣曲- - k 4 4 8 ) 创作背景及音乐风格 莫扎特o v o l f g a n g a m a d e u sm o z a r t ) ( 1 7 5 6 - - - 1 7 9 1 ) 是维也纳古典乐派的第二位大师。这位 具有非凡天才的作曲家短暂的一生阅历丰富，颇具戏剧性。尽管他过早的离开了人世，但却 为世人留下了6 2 6 部作品。莫扎特为双钢琴( t w op i a n o s ) 谱写了四部作品：一部奏鸣曲、 两部协奏曲、一部赋格。 d 大调双钢琴奏鸣曲k 4 4 8 于1 7 8 1 年1 1 月2 3 日创作于维也纳。莫扎特为了在维也 纳一个朋友家里举行的一次私人音乐会而作。在创作这首奏鸣曲的前几年时间里，莫扎特过 着颠簸流离的生活。丧母的悲痛加之与一直欺压凌辱他的大主教的决裂，使他遭受了一连串 的打击这段时期是莫扎特思想和生活上的转折点，他经历了人生的巨大悲痛与变故，尝尽 了世态炎凉的滋