运用音乐促进体育锻炼的研究进展、模型构建与策略建议

周振茂

(安徽医科大学 体育教学部，安徽 合肥 230032)

自人类文明诞生以来，音乐就以多种形式融入人类社会的发展，并发挥着教育、认知、审美、社交及娱乐等多重功能。音乐与体育锻炼结合的现象由来已久，随着科学技术的发展，音乐与体育锻炼的联系得到进一步增强。运用音乐促进体育锻炼，不仅在大众健身、体育训练等实践中得到推崇，还业已引起学术界的关注。科学研究广泛运用实验法、数理统计法、问卷调查法、观察法、访谈法、逻辑分析法等方法，并结合心理学、运动生理学、运动生物力学、社会学、神经科学等学科领域知识，对音乐促进体育锻炼的效果与机制进行了深入探索。心理学方面，主要研究音乐对体育锻炼者心理和行为变化的影响；
运动生理学方面，主要研究音乐对体育锻炼者生理反应和生理适应的影响；
运动生物力学方面，主要研究音乐对体育锻炼者动作节奏和运动效率的影响；
社会学方面，主要研究影响体育锻炼者选择与运用音乐的因素；
神经科学方面，主要研究体育锻炼者的大脑对音乐的反应机制。研究表明，正确选择、合理运用音乐有可能对体育锻炼者的心理体验、情绪状态、机体能力、运动技能、社会发展、思维水平、自我意识等诸多方面产生积极影响[1]，从而提升体育锻炼效果。

1.1 运用音乐促进体育锻炼的效果

1.1.1 体育锻炼前

体育锻炼前运用音乐的目标一般是提高心理唤醒水平(兴奋度)，并借此提升运动表现。有研究显示，体育锻炼前运用快节奏的音乐可以改善随后的选择反应时(choice reaction time,CRT)表现[2]；
也有研究显示，体育锻炼前运用20 min慢节奏或快节奏音乐，并没有影响功率自行车全力骑行的表现，但运用音乐确实影响了兴奋度水平，快节奏音乐提高兴奋度的程度高于慢节奏音乐[3]；
还有研究显示，运用音乐并没有对随后的运动表现产生显著影响，但运用音乐确实提高了体育锻炼前的心率和兴奋度[4]。从上述研究可以看出，快节奏的音乐可以在体育锻炼前起到心理唤醒作用，但对运动表现的影响并不显著，可能的原因在于，研究者很难确定体育锻炼者的最佳心理唤醒水平(兴奋度)，而心理唤醒水平(兴奋度)与运动表现之间呈倒U形关系。

1.1.2 体育锻炼中

在体育锻炼中运用音乐，体育锻炼者往往能够坚持更长的运动时间或运动时更加努力[5]。音乐在体育锻炼中的运用分为异步运用和同步运用。

在低强度、中等强度的耐力性体育锻炼中异步运用音乐，可以明显改善体育锻炼者的耐力表现[4]。异步运用精选的音乐，能够有效降低体育锻炼过程中的自我疲劳感知，而如果同时运用精选的音乐与视频，降低自我疲劳感知的益处会被进一步放大[6]。但值得注意的是，当运动强度过大时，生理反应会主导支配体育锻炼者的注意力，从而降低运用音乐带来的益处。有研究显示，运动强度在最大摄氧量的75%以下(或低于无氧阈值)时，运用音乐可以降低自我疲劳感知，当运动强度超过无氧阈值强度时，运用音乐降低自我疲劳感知的效果就会急剧减弱，不过体育锻炼者的心理感受依然比无音乐时更好，但从运动表现测量方面看，效果并不明显[7]。无论运动强度如何，未受过训练的体育锻炼者似乎比受过训练的体育锻炼者更易从运用音乐中获得更大的益处，特别是自我疲劳感知[5]。当体育锻炼者可以自定节奏、自定运动强度时，运动表现和心理感受似乎都会因为运用音乐而获益[8]。有研究指出，体育锻炼者的运动心率与音乐节奏偏好之间有一定联系，但并非简单的线性关系。随着运动心率的提高，体育锻炼者更偏好快节奏的音乐，但当进入高强度运动区间后，超过140 bpm的音乐节奏似乎对体育锻炼者没有显著影响，体育锻炼者对音乐节奏的偏好范围基本限于120～140 bpm区间[1]。

由于人类会对音乐的节奏表现出强烈的反应倾向，因此可以在体育锻炼中同步运用音乐，即体育锻炼者的动作节奏与音乐的节奏、节拍尽量保持同步。研究显示，具有稳定节奏的音乐可以在很大程度上增强动作的节奏规律性,音乐的同步运用非常适合相对简单的重复性体育锻炼，例如跑步、游泳、器械抗阻训练、循环运动、操类运动、滑雪等，借助音乐的同步运用，体育锻炼者可以消除运动链中的一些缺陷,可以通过提升运动经济性(如改善肢体协调、节省能量消耗)来提高运动效率[9]。例如在一项以75%最大心率强度完成跑步机力竭跑步的研究中，在音乐同步运用条件下，体育锻炼者的跑步距离比没有音乐时增加了14%[10]，在另一项以60%最大心率强度完成功率自行车骑行的研究中，音乐同步运用(节奏一致)与音乐异步运用(音乐节奏比动作节奏慢)相比，耗氧量减少7.4%[11]，而在一项针对铁人三项运动员的跑步研究中，运用音乐(无论同步运用还是异步运用)条件下，运动员的跑步持续时间都比无音乐时增加了约20%，而音乐同步运用时的耗氧量比音乐异步运用时的耗氧量减少了约1%，这表明跑步的运动经济性得到了一定程度的提升[12]。

1.1.3 体育锻炼后

只有为数不多的研究调查了运用音乐对体育锻炼后的影响。在体育锻炼后运用音乐，主要目的是为了平静心理、促进机体恢复。研究表明，在高强度体育锻炼后即刻进行的低强度主动恢复活动中，运用节奏缓慢的、具有平静作用的音乐，会导致更快的乳酸清除、心率恢复、血压下降和尿蛋白下降，并降低自我疲劳感知；
而运用节奏快速的、具有唤醒作用的音乐，则会导致兴奋度和皮质醇水平(压力水平)维持在较高的水平上，这与体育锻炼后平静心理、促进机体恢复的目标是相悖的[13]。总体而言，从心理、生理指标测量的角度看，体育锻炼后运用节奏缓慢的、具有平静作用的音乐，对机体恢复的贡献优于运用节奏快速的、具有唤醒作用的音乐。

1.2 运用音乐促进体育锻炼的机制

1.2.1 大脑反馈机制

大脑作为人脑的主要组成部分，是一个结构精密、功能复杂的神经器官，是中枢神经系统的最高级部分，其中大脑皮层主要负责调节控制躯体运动，处理听觉、视觉、触觉等信息，并参与体温调节、代谢反应等。例如，顶叶主要负责处理各类感觉信息；
额叶主要负责处理思维信息；
布洛卡区主要负责处理语言信息；
枕叶主要负责处理视觉信息；
初级听觉皮层主要负责处理声音信息。音乐是以乐器或人作为媒介，通过演奏或演唱产生按时组织的、有规律的声波呈现不同声音的。音乐的声音可以刺激大脑产生反应，因为大脑皮层的初级听觉皮层(颞横回)能够接收和处理声音信息[14]。不同的音乐会包含不同的声音，对大脑产生不同的刺激影响，例如快速响亮的音乐声音容易让大脑兴奋，而缓慢低沉的音乐声音容易让大脑平静，这是由不同声音所包含的不同声波性质造成的。声波是声音的传播形式，如果声波在振幅、波长、频率等物理参数方面发生变化，就会导致声音在音调、速度和音量等方面的变化。人类听觉器官在接收到不同的音乐声音后，听觉神经细胞会产生不同程度的兴奋并将神经冲动传递给初级听觉皮层，由此刺激大脑进行反馈，而大脑不仅参与声音信息的处理，同时也参与情绪和运动控制。因此，利用大脑的反馈机制，音乐可以从心理、生理和运动表现等方面对体育锻炼者产生影响。

1.2.2 节奏共鸣机制

音乐节奏可以对人类的生理产生直接影响，人类与生俱来就有将动作节奏与音乐节奏进行同步的倾向，例如人们往往会跟着音乐的节奏不自觉地进行敲指或点头。节奏快速的音乐能够提高体育锻炼者的初始心率，而节奏舒缓的音乐能够降低体育锻炼者的初始心率，这是因为自律神经系统既有助于动员身体运动，也有助于调节消化、呼吸、血流等心肺功能活动。人类的心率、呼吸频率和脑电波等生物节律有时可以趋近音乐的脉冲频率，这一现象被称为节奏共鸣[15]。实际上，在节拍器发明之前，音乐节奏通常是参照人类的心跳节奏确定的。音乐节奏可以刺激大脑中控制唤醒的部分(如运动皮层)，从而促使体育锻炼者产生节奏反应。研究表明，体育锻炼者运用音乐节奏协调动作节奏，可以提高运动经济性并降低代谢成本[11]。

1.2.3 注意力分流机制

运用音乐能够降低体育锻炼过程中的自我疲劳感知，其关键机制之一是注意力分流。神经系统的通道容量有限(类似于互联网的带宽)，当运用音乐引导体育锻炼者将注意力集中到外部信息上(如声音、风景、想象)时，就会抑制体育锻炼者对内部生理反馈信息(如呼吸、步幅、疲劳)的注意力。但需要注意的是，当疲劳、伤痛等生理反馈信息的强度大大超过音乐的注意力分流作用时，这种抑制效果就会大大降低[16]。注意力转换受运动强度的影响，无氧阈值强度被认为是分割点。在低强度、中等强度体育锻炼中，运用音乐可以有效分流体育锻炼者对自我疲劳感的注意力，但在高强度体育锻炼中，体育锻炼者的注意力会自动切换到关注内部生理反馈，这是人体自我保护机制启动的体现，为的是确保不会将运动强度提升到损害肌肉和重要器官的程度。

1.2.4 共情机制

运用音乐可以影响所有运动强度下体育锻炼者的情绪状态，这是通过共情机制实现的，共情机制包括回忆、移情和评鉴[17]。回忆是指借助音乐触发产生对某些情感事件的联想；
移情是指感知认同艺术家所表达的情感；
评鉴是指认同音乐中传达的情感对自身幸福的个人意义。情感具有传染能力，当体育锻炼者能够捕捉并内化音乐中固有的情感时，情绪状态就会受到极大影响。通过共情机制，运用音乐可以对体育锻炼者产生诸多与情绪状态相关的益处，例如积极性、唤醒水平、愉悦感、与体育锻炼任务有关的想象和自我对话[18]。

2.1 先行条件

运用音乐促进体育锻炼，音乐因素是先行条件，是体育锻炼者受音乐影响产生连锁反应的开始。音乐因素包括内在因素和外在因素。内在因素指的是音乐的组合方式，外在因素指的是听众如何理解音乐。简单地说，内在因素是关于音乐听起来的方式，而外在因素是关于音乐对于听众的意义。音乐内在因素包括速度、节奏、节拍、形式、旋律、和声、歌词、乐器、力度等；
音乐外在因素包括标志线索、文化联想、音乐风格等。

音乐内在因素在促进体育锻炼方面，影响更为突出。速度、节奏、节拍等对体育锻炼的影响最为显著。歌词有时也会发挥突出的作用，歌词对体育锻炼的影响效果不仅与体育锻炼者接受音乐的方式有关，还与当前体育锻炼任务的相关性有关。音乐可能诱发一些体育锻炼者的强烈情感，甚至促成其进入心流状态。心流状态是指当个体极度专注某项任务时，会完全沉浸其中，工作效率和创造力提高，有可能忘记时间、忘记饥饿，甚至忘记所有不相干的身体讯号[15]，但同样的音乐对另一些体育锻炼者而言，则可能完全没有任何影响。

就音乐的外在因素而言，标志性线索涉及音乐作品的结构元素与某些情绪基调之间的关系。例如，快速响亮的音乐可能听起来很热闹，容易引发兴奋的情绪。标志性线索是建立在音乐结构上的，所以同样的音乐对不同的人来说应该具有类似的标志性意义。文化联想往往受文化背景和大众传媒的影响。例如，西方人通常将大尺度旋律、和声与积极的情感联系起来，而东方人通常将小尺度旋律、和声与积极的情感联系起来。音乐风格对体育锻炼效果也有重要影响，但体育锻炼指导者经常会忽视音乐风格的影响，他们倾向于以自己的风格喜好而不是锻炼者的风格喜好来选择音乐[19]。

2.2 调节因素

个人因素、环境因素和任务因素不仅影响着对音乐的选择，也影响着运用音乐促进体育锻炼的效果，三者是交互融合、相互影响的，共同组成了运用音乐影响体育锻炼效果的调节因素。

个人因素包括个性、年龄、性别、音乐素养、音乐偏好、熟悉度、节奏能力、个人联想、注意力类型、训练状态、听力敏锐度、节拍失聪等。体育锻炼者的个性特征在调节对音乐的反应方面有作用，外向型体育锻炼者对音乐节奏反应强烈，而内向型体育锻炼者对音乐旋律非常敏感，外向型体育锻炼者比内向型体育锻炼者更喜欢节拍清晰、节奏快速、低音夸张的音乐，例如风靡一时的韩国歌曲《江南Style》。老年体育锻炼者通常比年轻体育锻炼者更喜欢慢节奏音乐，以便匹配更慢节奏的体育锻炼。因此，在为体育锻炼者选择音乐时，需要考虑艺术家、音乐风格以及音乐的发行日期，因为在个人成长时期流行的歌曲和音乐风格具有特别强大的影响，个人的音乐偏好通常在这个时期形成。年轻的体育锻炼者通常认为音乐对他们来说比年长的体育锻炼者更重要，他们更喜欢流行的、快节奏的音乐，这表明青少年时期是形成文化认同、音乐偏好的关键时期[20]。所有年龄段的人都认为音乐的多样性很重要，对音乐的过度熟悉会导致喜欢程度的下降[19]。反复接触一首音乐，会降低该音乐在体育锻炼中形成特定心理状态的效力。性别会调节体育锻炼者对音乐的反应。例如，女性比男性更重视音乐的节奏感和舞蹈能力，男性比女性更重视文化关联的重要性，男性比女性更偏爱低音。个人因素中的音乐偏好和注意力类型(如集中与转移)，主要决定了体育锻炼者对音乐的反应。例如，有些体育锻炼者会将注意力集中在音乐的节拍上，用以调控自己的动作节奏，而有些体育锻炼者则是运用音乐来转移自身对体育锻炼任务的注意力。人格类型(例如外向与内向)、音乐素养(与文化背景一起)和听力敏锐度可能会调节体育锻炼者对音乐力度变化的反应。例如，一个听着重金属音乐长大的性格外向者，如果听力不好(也许是参加重金属音乐会的后果)，就不可能发现轻音乐在体育锻炼中的益处。听力损害或节拍失聪意味着个体的听力敏锐度非常低，无法听到或感知到音乐中的节拍[21]。有严重听力损失或节拍失聪的体育锻炼者是不会从音乐运用中获得显著益处的。指导此类特殊群体进行体育锻炼，需要更多使用视觉提示，而不是音乐的节奏提示。

环境因素包括团体活动、运用时机、声音来源、声音强度、声音精准度、训练场所、训练指导者、变化性等。例如，团体活动是指由一群有共同目标的人进行的协调同步活动，如果一首音乐作品在团体中引发了一股热潮，那么这首音乐作品也会影响到团体中对此音乐作品并不感兴趣的个体，而如果一首音乐作品受到团体领导者的高度偏爱，那么这种偏爱也会对团体成员产生直接影响[22]。

任务因素包括训练模式、训练强度、同步性、训练有无带领、有无口头指导等。例如，训练模式、训练强度和同步性等因素对音乐促进体育锻炼的效果有极其重要的影响，在低强度、中等强度的耐力性体育锻炼中异步运用音乐，可以明显改善体育锻炼者的耐力表现，而在高强度体育锻炼中，这种效果并不显著。

2.3 影响效果

运用音乐促进体育锻炼的研究表明，音乐可以对体育锻炼者产生积极的心理学和生理学影响效果，运用适当的音乐可以激发更积极的情绪、降低自我疲劳感知并提高运动量承受能力，但运动学影响效果并不一致亦不显著，只有在同步运用音乐时，可以发现一定的运动经济性提升效果。

2.4 模型构建

综合考虑音乐因素、个人因素、情景因素与影响效果之间的互动反馈关系，学者构建出了较为完整的音乐影响体育锻炼模型(见图1)[23]。

图1 音乐影响体育锻炼模型

音乐影响体育锻炼模型详细说明了在考察体育锻炼者对音乐的反应时需要考虑的变量。从影响效果到音乐因素的反馈回路影响着对音乐的选择与运用。这个反馈回路需要参考调节因素对运用音乐的影响效果进行反思。导致积极影响后果的音乐作品更有可能被重新选择，并提升对类似音乐作品的选择(例如，同一艺术家的，同一风格类型的，具有类似的速度、节奏和节拍的音乐作品)，反之亦然。音乐的内在因素与反应之间有明显的联系。例如，音乐的时间特征(速度、节奏与节拍)对心理唤醒有很大影响，而音乐的性质特征(旋律与和声)对唤起情绪反应特别重要。运用音乐促进体育锻炼会受到一系列个人和情景因素的调节，体育锻炼者在选择音乐时应充分考虑这些调节因素。

为促进体育锻炼而选择的音乐应该与体育锻炼者的个人特征、任务需求、运动环境和期望的结果相一致。音乐应该适合体育锻炼者的年龄并符合其社会文化背景。节奏的选择应考虑到体育锻炼的运动强度。除热身、冷身、恢复阶段外，体育锻炼中的音乐异步运用的适当节奏区间为120～140 bpm，只要有可能，音乐的节奏最好接近体育锻炼的动作节奏[24]。

应选择能够起到肯定、激励、积极、启发等作用的音乐，以促进体育锻炼者产生与体育锻炼任务有关的想象和自我对话。为了最大程度地提高积极心理状态，体育锻炼指导者应该选择大调的音乐，谨慎选择小调的音乐，这也适用于对歌词的选择，因为消极的、失去力量的歌词可能会抵消原本具有激励作用的音乐效果[20]。为了产生刺激效果，音乐应该是快节奏的(>120 bpm)，并且有明显的节奏特征；
为了起到镇静作用，建议采用节奏缓慢的(<80 bpm)、节奏结构简单的、节拍脉动规律的、音高范围有限的、音调模式重复的音乐[25]。体育锻炼指导者和体育锻炼者将受益于这种定期的反思和评估，并利用这个过程指导未来的音乐选择。

运用音乐促进体育锻炼，往往不是简单地选择一首单独的音乐作品，而是创建一个包含一系列音乐作品的播放列表。这种播放列表的创建者应该考虑音乐作品本身的多样性以及在促进体育锻炼方面的一致性，播放列表中的音乐也应该随着时间的推移而适当地变化。研究表明，当体育锻炼者可以自选音乐或有一定的自主选择权时，益处似乎会被放大[26]。

该模型对体育锻炼指导者的音乐运用也有参考价值。例如，如果体育锻炼指导者需要对体育锻炼者进行口头指导，音乐的音量不宜过于响亮，以免音乐干扰体育锻炼指导者的口头指导和激励性评价，抑制体育锻炼者对这些指令的听取与处理。例如，瑜伽练习中需要进行很多动作技术性指导，此时运用的音乐就不宜节奏过快、声音过大。也应该考虑体育锻炼任务与体育锻炼者状态的相互作用，有经验的体育锻炼者往往不需要较多的反馈和指导。因此，应根据不同体育锻炼群体类型，选用针对性的音乐，充分发挥不同类型音乐的不同功能[27]。

虽然在大多数情况下，音乐是体育锻炼的有益辅助，但在这些情况下的运用应慎重[23]：当音乐可能分散对安全相关信息的注意力时(如在公路上)；
当体育锻炼者需要集中全部注意力学习高要求的运动技能时；
当需要将注意力集中于身体内部感受的高强度体育锻炼时。由于存在对内耳结构破坏的潜在威胁，应避免大音量音乐与高强度运动结合的体育锻炼方式。研究表明，即使是听着大音量的音乐(超过100 dB)进行中等强度体育锻炼，也会引起暂时性的听力损失。

音乐与体育锻炼活动结合的现象非常普遍。学者从心理学、生理学、生物力学和神经科学等学科视角出发，运用多种研究方法对音乐提升体育锻炼的效果与机制进行了广泛的研究。音乐能够影响体育锻炼效果的机制包括：大脑反馈机制、节奏共鸣机制、注意力分流机制、共情机制。研究重点关注体育锻炼中的音乐异步运用，主要研究发现包括：在低强度、中等强度的体育锻炼中，音乐可以降低自我疲劳感知；
但在超过无氧阈值强度的体育锻炼中，似乎并不能产生这种益处，因为在高强度体育锻炼活动中，体育锻炼者的注意力必须转向内在的生理压力与疲劳感知。

精心选择的音乐可以增强体育锻炼中的情感体验，具有轻微的运动表现提升作用。体育锻炼中音乐的异步运用研究显示，运动心率与偏好的音乐节奏之间的关系是非线性的，体育锻炼者对音乐节奏的偏好集中于120～140 bpm区间。体育锻炼中音乐的同步运用研究显示，在长时间、动作模式简单重复的体育锻炼活动中(如慢跑、功率自行车骑行)，音乐的促进效果比较明显，音乐节奏与动作节奏同步可以产生更大的能量效率，这是音乐在体育锻炼中产生效果并普及运用的关键机制之一。在动作模式更为复杂的体育锻炼中(如健美操、舞蹈)，女性似乎更善于将动作与音乐协调起来，并获得比男性更大的运动表现益处和心理益处。在体育锻炼前后运用音乐，可以起到一定的心理唤醒与促进机体恢复作用。

音乐因素与个人因素、情景因素之间的相互作用，决定着音乐促进体育锻炼的效果强度，它们之间形成了一个反馈回路，为体育锻炼者、体育指导者选择与运用音乐提供了策略建议。体育锻炼中的音乐选择与运用，既是一门艺术也是一门科学，既需要经验知识累积也需要科学理论指导。