中國大學生英語/ i/-/ / 感知模式研究

楊小虎

(上海交通大學,上海,200240)

1.引言

語音對子(phonetic contrasts)的感知在語言感知研究中是一個重要的課題。不同語言中形成語音對子的聲音各異,而分辨這些聲音則需依賴不同的聲學信息。例如,英語/i/-/1/的分辨至少涉及兩種信息線索,即音質和音長(Kondaurova & Francis 2008)。音質體現在語譜特征(spectral properties)的變化上,主要是前兩個共振峰(F1、F2)的變化;音長則體現在時長變化上。在大多數英語方言中,/i/與/1/相比,其F1較低,F2較高,且時長也較長(Morrison 2008)。

一般情況下,人們在語音感知中對不同聲學信息的關注有所區別。例如,在大部分英語方言中,人們主要靠語譜特征對/i/-/1/進行區分,而時長因素則只是發揮次要作用(Hillenbrandetal.2000)。然而,對英語作為二語的學習者而言,分辨/i/-/1/時所依賴的信息線索與英語母語者大不相同。Kondaurova與Francis(2008)發現,在分辨一系列時長和語譜特征逐漸變化的合成/i/-/1/語音刺激時,英語母語者主要用語譜特征進行區分,對時長信息只有較小程度的依靠;而以俄羅斯和西班牙語為母語的被試則完全依賴時長信息。類似結論在很多研究中也有所反映(如Bohn 1995;Escudero 2000;Escudero & Boersma 2004;Escudero 2006)。

Bion等(2006)探討過音位范疇構成以及語譜特征在英語前元音感知和發音中的作用。結果表明,盡管部分二語被試在音位范疇構成上的表現也能達到近似英語母語者的程度,但對語譜特征的依靠程度卻與之不同,時長對其音位范疇的形成有重要作用。Bohn與Flege(1990a)也指出,雖然二語學習者也可正確區分一些語音對子,但其所使用策略與母語者大不相同。可見,構建音位范疇過程中所依賴的聲學線索對母語者與非母語者來說有所區別,對不同線索的倚重程度能可靠地解釋母語者和非母語者在感知上的差異。

二語學習者在英語/i/-/1/的感知上相互間也存在較大個體差異(如Flegeetal.1997;Escudero 2000)。雖然很多學習者完全依靠時長進行區別,但也有部分學習者能關注到語譜特征的變化,表現與母語者近似。造成這種差異的原因,按照Escudero(2000)的假設,是因為其處于不同的感知發展階段,這些階段可概括為:

0階段:基本不能區分/i/和/1/。

第1階段:完全靠時長信息進行區分。

第2階段:開始使用語譜特征,但時長信息仍占主要地位。

第3階段:既使用語譜特征,也使用時長信息,但對前者的關注更多,感知模式類似英語母語者。

Morrison(2008)進一步指出,只要二語學習者目標英語口音中/i/-/1/的發音存在語譜特征和時長的差異,則Escudero(2000)的假設在其習得過程中皆可適用,如英格蘭南部、美國以及加拿大西部所講的英語。不過,目前對該假設進行過實證檢驗的研究仍較少,其階段劃分是否合符感知發展經歷、是否適用于各種母語背景的二語/外語人群還有待更深入地探討。

有少數研究對母語為漢語的英語學習者在/i/-/1/感知中的表現進行過實驗。如Bohn(1995)表明,盡管漢語元音系統沒有時長對比,但中國被試還是主要用時長區分/i/-/1/。Flege等(1997)發現,與英語母語者相比,在美國居住經歷較短的中國被試在/i/-/1/感知中對語譜特征的依賴程度小得多,但對時長的依賴程度又大得多。Wang(1998)證明,母語為漢語的學習者對英語/1/的發音和感知都存在嚴重問題,常與/i/混淆,在語譜特征上難有區分。

然而,上述研究大多著眼于英語為二語的環境中中國學習者的感知表現,很少有研究對外語環境下中國學習者的現狀進行考察。考慮到二語環境與外語環境中的英語學習在不少方面都存在差異,我們有必要了解,在當前國內的學習環境下,學習者對/i/-/1/的感知現狀如何呢？是否有人能達到類似母語者的感知表現呢？同時,現在也未有研究考察過能否使用Escudero(2000)的發展階段假設來解釋母語為漢語的英語學習者的/i/-/1/感知個體差異。盡管該假設針對的是母語為西班牙語、英語為二語的被試,但漢語背景的學習者也會面對一些與西班牙語背景的學習者同樣的困難,如兩者的母語語音系統都無/i/-/1/對比(Wang 2002);時長對語音對子不具區分作用(Lin & Repp 1989)等。因此,這兩類學習者的感知模式可能具有一定相似性。那么,中國學生的感知發展過程是否可用該假設的框架進行描述呢？

為了回答上述問題,我們以中國大學生和美國英語母語者為被試,對其在beat-bit系列合成語音刺激感知實驗中的表現進行對比和分析,以找出中國大學生的/i/-/1/感知特點及其發展階段模式。同時,為了驗證Escudero(2000)的發展階段假設的合理性,我們還引入時間因素,即英語學習經歷長短,對其與/i/-/1/感知發展階段的關系進行探索。有研究表明,學習者學習英語或在英語國家居住的經歷越長,其對/i/-/1/的感知越接近英語母語者的表現(如Best & Strange 1992;Bohn & Flege 1990a;Flegeetal.1997;Kondaurova & Francis 2008)。因此,我們推測,如果Escudero(2000)的感知發展階段劃分確有其合理性,則學習者英語學習經歷越長,其在發展階段中所處的位置也就越高,兩者應存在一定程度的正相關。從這個角度看,本研究可檢驗Escudero(2000)的發展階段假設的合理性,具有一定理論意義。

另外,我們在分析各個被試的感知數據時使用了Logistic回歸(詳見Morrison 2005, 2007),而非以往常見的語譜依賴度和時長依賴度算法(spectral reliance and duration reliance measures,如Escudero & Boersma 2004)。Logistic回歸是分析比例數據(proportional data)時使用較為廣泛的標準方法,目前已成功運用到母語語音感知數據分析中,也在二語感知數據分析中開始有所應用(如Morrison 2005,2008)。該方法在國內語音學數據分析中并不多見,將其運用到本研究中是一次有益的嘗試。

2.研究方法

2.1 被試

某大學41名大二學生參加了本實驗,其年齡在19-22之間,包括31名女生,10名男生,所學專業涉及除英語外的文、理、工等多個方向。背景問卷調查結果顯示,他們開始英語學習的年齡最小的是4歲,最大13歲;所以他們學習英語的時間最長達16年,最短為7年。

本實驗還包括由16名英語母語者組成的對照組,他們都來自美國,其中7名男性,9名女性,主要是來華短期學習、執教或旅游的大學生和教師。有11名被試年齡在19-22歲之間,5名被試在26-42歲之間。所有被試都在中西部各州長大,聽力正常。

2.2 實驗材料

為了對相關的聲學特征變化有更好的操控,實驗采用一系列人工合成的從“bit”(/1/)向“beat”(/i/)轉變的連續語音刺激。我們對刺激所含元音的語譜特征和時長參數進行了操控,其中語譜特征的變化等分為7步,而每一語譜特征點的時長變化又等分為5步,因此整個序列共有35個刺激。

從語譜特征維度上看,位于序列兩端的刺激的元音部分是典型的/i/和/1/,其共振峰(F1-F3)數據采用Ladefoged(2001:172)所報告的頻率值。合成所使用的數據是按照聽覺刻度“Mel”而非物理刻度“Hz”設置。各步刺激所含共振峰F1-F3的具體Mel-Hz值見表1。

表1 beat-bi系列語音刺激中元音部分的語譜特征變化點描述

我們采用Bohn和Flege(1990b)的方案,將各刺激的F4和F5分別設為3300和3850Hz;F1到F5的帶寬值設為90、110、170、250和200Hz。另外,F0在元音前半部分保持在138Hz,在后半部分逐步降低到末端值95Hz。

每一語譜特征點分別包含5個時長點的變化,兩點間變化幅度約為1 JND(just noticeable difference),即25ms(Klatt 1976),具體時長值分別是150、175、200、225和250ms。各時長值都包含與元音前輔音/b/、元音后輔音/t/之間的過渡段時長。

在合成/b/時,F1從180Hz、F2從1465Hz、F3從2180Hz各自過渡到其后相應的元音穩定段,過渡段時長分別為25、45和50ms。在合成/t/時,F1、F2和F3分別從元音穩定段過渡到300、2000和2900Hz,過渡段時長分別為40,40和60ms。此后是65ms的無聲段,其后緊跟30ms的爆破段。

語音合成使用了基于Klatt(1980)的語音合成軟件KLSYN 1.5,合成完成后對所有35個語音刺激都使用聲音編輯軟件Audition 1.5進行了標準化。

2.3 實驗程序

所有被試都在約定時間單獨進行實驗,實驗地點為一隔音效果較好的語音實驗室。首先完成個人背景問卷,然后進行感知實驗。實驗在安裝有語音感知及心理聲學研究專用軟件Alvin 1.27(見Hillenbrand & Gayvert 2005)的計算機上進行,持續時間大約30分鐘左右。

在正式實驗前,被試先進行練習任務。該任務中,35個合成語音以隨機形式各出現一次。在隨后的正式實驗階段,35個合成語音以隨機形式各重復10次,故共有350個語音刺激呈現。實驗結束后只對正式實驗的數據進行分析。

實驗時,被試端坐在計算機前,在聽到耳機中的語音刺激后,用鼠標點擊顯示屏上相應的按鍵作出反應,表明聽到的刺激是“beat”還是“bit”。被試須在不犧牲準確度的情況下盡快按鍵反應,但實驗對每一次反應沒有時間限制:只有對當前刺激作出反應后,下一個刺激才會出現。對上一個刺激作出反應后到下一個刺激出現前有500ms的間隔期。另外,被試如對刺激并不確定,可通過猜測進行判斷。

2.4 數據分析

首先對各被試的數據分別進行Logistic回歸分析以找出其對語譜特征和時長的依賴程度。Logistic回歸程序對感知數據利用最大似然法進行模型參數估計,其等式(Morrison 2005,2008)為Logit(/i/|dur,spec)=α+βdur×dur+βspec×spec。其中“dur”和“spec”分別表示語音刺激的時長和語譜特征值;α為常數項,βdur和βspec為回歸系數,該系數可表明,隨著語音刺激的時長或語譜特征逐漸發生變化,被試的判斷在從/1/范疇到/i/范疇的轉變過程中對時長或語譜特征的依賴程度大小。

鑒于英語母語者在/i/-/1/感知過程中對時長和語譜特征的倚重程度與非母語者有很大不同,我們預測美國被試與中國大學生在回歸模型中的時長和語譜特征回歸系數上都有系統性的差異;同時,中國大學生相互間也應在習得進展上存在個體差異。因此,在取得個人Logistic回歸系數后,我們以時長和語譜特征回歸系數為分類維度,對被試作分層聚類(hierarchical cluster analysis),該分析可將被試分為若干人群,同一類人群的被試表現類似,而不同人群之間的表現有差異。隨后按照Escudero(2000)框架中對各發展階段的描述,我們根據各人群的實際表現,將其歸納到相應的發展階段上。

為了確認發展階段的合理性,我們引入時間維度,將中國大學生被試學習英語的經歷長短作為預測變量、其所處感知發展階段作為反應變量進行了Ordered logistic回歸,以觀察兩者的關系。各被試學習經歷的長短等于其當前實際年齡與英語學習起始年齡間的差值。

主要數據統計和作圖工作采用統計軟件R 2.9.0完成,三維作圖使用了由Morrison編寫的Matlab程序。

3.實驗結果

3.1 中美被試對英語/1/-/i/的感知模式整體對比分析

對各被試數據作Logistic回歸并進行總體描述性統計后發現,美國被試的語譜特征系數均值為1.54(SD=.52),時長系數均值為.29(SD=.17);中國被試的語譜特征系數均值為.61(SD=.86),時長系數均值為1.01(SD=.68)。對兩類被試在這兩種系數上的差異作Welch’st檢驗后發現,美國被試的語譜特征系數顯著大于中國被試,t=4.99,p<.001;而時長系數遠小于中國被試,t=-6.25,p<.001。圖1展示了兩類被試的數據總體分布趨勢。

圖1 中美被試/1/-/i/感知數據Logistic回歸系數散點圖

由圖1可知,美國被試的感知結果個體差異較小,主要集中在左上部。為了形象展示其感知模式,我們制作了三維概率圖(見圖2)。該圖是在對一典型美國被試的感知數據作Logistic回歸分析后制作而成,其語譜特征系數與時長系數分別為1.58和.16。

圖2 某美國被試的/1/-/i/感知模式三維概率圖

圖2中左側底部為語譜特征變化步驟,右側底部為時長變化步驟。高度坐標為對/1/或/i/刺激判斷的預測概率:黑色平面是對/1/的判斷概率走勢,灰色平面是對/i/的判斷概率走勢,兩個平面隨語譜特征或時長的變化而起伏。可以看出,隨著刺激的語譜特征維度從/1/向/i/變化(1-7),在/1/平面上,該被試對刺激作/1/的判斷概率在第1步(此點的刺激具有典型的/1/特征)最高,達到1,但在第3步到第5步之間急速下降,在第7步達到0(此點刺激具有典型的/i/特征);/i/平面的情形則與此相反。兩個概率平面上的這種S形走勢是典型的范疇性感知的表現。而從時長維度上看,同一語譜步驟上各時長點之間(1-5)無明顯升降現象,兩個概率平面總體上都保持平直狀態。可見,該圖很好地反應了美國被試對/1/-/i/的感知主要依賴語譜特征而非時長的特點。

從圖1還可看出,與美國被試的分布格局相反,中國被試的感知表現個體差異較大,位置較分散,沒有統一的模式。我們認為,這可能與Escudero(2000)的假設一致,中國被試內部對/1/-/i/的感知存在發展水平差異問題。對此,我們用分層聚類分析進行了以下探索。

3.2 中國被試/1/-/i/感知能力的發展階段

我們采用類平均方法(the between-groups average linkage method)進行分層聚類,在評估距離時使用歐幾里得距離(the Euclidian distance)。分析時,所有中外被試的數據都被納入到聚類過程中。在對生成的Dendrogram圖進行審視后,我們認為6分類的方案比較合理。結果顯示,美國被試可全部歸納到相鄰的兩類,同時也有10名中國被試也被歸納到這兩類中,可見其/1/-/i/感知模式已經跟美國被試十分接近。我們將這10名中國被試合并為一類,并按照Escudero(2000)的框架的描述,將其作為處于發展的高級階段、類似母語者的被試群體。其余的中國被試分布在其他4類中,我們根據其感知特點將其歸入到相應階段。圖3展示了處于不同階段的中國被試所表現出的/1/-/i/感知模式,各小圖分別按照各階段人群中較典型的被試的數據制作而成。

圖3 處于不同發展階段的五位中國被試的/1/-/i/感知模式三維概率圖

對各階段被試的感知模式特點分別介紹如下。

0階段:屬完全無法區分/1/-/i/的初始階段。只有2位中國被試處于該階段,其中一位的表現如圖3左上角部分所示。該被試語譜系數和時長系數較小(βspec=-.14,βdur=.45),可見兩種信息都未被有效利用。兩個概率平面均呈平板狀,感知無范疇化傾向。

第1階段:完全使用時長區分階段,特點是未注意到語譜特征的差異,純粹依賴時長信息來區別/1/-/i/感知范疇。該階段包括3位被試,其中一位的表現(βspec=-.02,βdur=2.91)如圖3中上部分所示。從右側時長維度看,兩個預測概率平面有明顯的S狀,這是具有范疇化認知的重要特征。然而,從左側語譜特征維度上看,兩個概率平面都比較平直,說明各點預測概率類似,語譜特征變化對感知結果沒有影響。

第2階段:時長依賴減少階段。盡管語譜特征仍未給予必要關注,時長信息還是被用來區分/1/-/i/,但其作用已經比上一階段大為減小。處于本階段的被試有11人,以圖3右上角所示的被試為例,其βspec和βdur系數分別為.05、1.13,表明/1/-/i/兩個概率平面在時間維度上的S形走勢已經不如第二階段明顯。

第3階段:時長和語譜特征混用階段,其特點是對時長和語譜特征兩種信息都有所依賴。與第2階段相比,對時長的依賴程度進一步下降,同時對語譜特征的依賴程度又有明顯上升,但仍未達到母語者的程度。處于本階段的被試有15人,圖3左下部分是其中一位被試的表現(βspec=.86,βdur=.89)。在時間維度上該被試的各概率平面無明顯的S形狀走勢;然而,從語譜特征維度上看,各概率平面又比前面所有階段都更具有明顯的升降現象,初步有S形范疇化感知的趨勢。

第4階段:語譜特征為主階段。此階段的被試對時長和語譜特征的依賴模式已接近美國被試的水平。本階段有10名被試,圖3右下部分是其中一位被試的表現(βspec=1.13,βdur=.33)。與前面各階段的被試相比,在時長維度上,該被試的兩個概率平面起伏已很小,說明時間變化對判斷結果影響很小;相反,在語譜特征維度上,各概率平面呈現明顯范疇化的S走勢。

總體看來,中國被試除少部分人達到了高級階段外,大多數人都處于中級階段,即第2和第3階段。同時,也只有個別人仍停留在低級階段,即初始階段和第1階段。我們設想,這可能與本研究的被試群體特征有關。他們大都從小學或初一開始學習英語,至今都已有很長時間,語音感知經歷較為豐富,感知能力已經有所發展。對此,我們對被試學習英語的經歷長短與/1/-/i/感知發展階段的關系進行了探索。

3.3 英語學習經歷與/1/-/i/感知發展階段的關系

我們采用Ordinal logistic回歸對被試所處的/1/-/i/感知發展階段是否受英語學習經歷長短的影響進行了分析。結果表明,中國大學生被試的英語學習經歷長短對其感知發展階段所處位置有顯著影響,系數達.38(Wald Z=2.50,p=.01)。這表明,被試學習英語的經歷越長,其在感知發展過程中所處的階段就越高。

4.討論

本研究利用合成語音刺激探索了中國大學生在/i/-/1/感知中對語譜特征和時長信息的依賴模式,并對其感知模式按發展階段進行了分析。結果表明,美國被試的感知主要依賴語譜特征,而中國大學生則偏重于時長,但也有少數人能達到或接近美國被試的表現。該結果與Bohn(1995)和Flege等(1997)等現有二語研究都比較一致。那么為何中國學生容易形成依賴于時長而非語譜特征的范疇性感知呢？我們認為有以下幾種可能性。

首先,區別語音所依賴的聲學特征自身就存在凸顯度及習得的容易度差異問題(Burnham 1986;Francis & Nusbaum 2002)。在/1/-/i/感知中,可能時長特征比語譜特征的凸顯度更高(Kondaurova & Francis 2008)。Bohn(1995)提出的感知脫敏假設(desensitization hypothesis)也認為,無論聽音者具有何種母語背景,如果以前的語言經歷難以讓其對特定語音有語譜特征上的敏感性,則在區分這些語音時,他們就會依靠時長差異進行辨別。而時長特征之所以比語譜特征更易利用,可能是因為時長只涉及時間長短,屬單維度變化,加工容易;而語譜特征的變化往往涉及多個共振峰頻率向不同方向的改變,不易加工。

Escudero和Boersma(2004)的觀點提供了另一種可能性。他們指出,學習者在學習二語時與學習母語時有同樣的加工機制,但不同點是,二語學習者的起始狀態是其當前母語狀態,而非空白狀態,從而導致二語語音受同化作用干擾,影響其感知發展。一般情況下,在以前未用過的維度上建立新范疇往往比通過在現有維度上分裂舊范疇而產生新范疇更容易。可以推測,由于漢語語音的語譜維度上并沒有區分/1/-/i/,因此分裂出新的范疇就較困難。與此相反,漢語并不存在時長維度以區分元音,所以可認為是類似于開始母語習得時那種“未經污染的白紙”的狀態,因而單純靠時長來區分英語/1/-/i/就不會有困難。

另外,中國學生對時長的過度依賴與基礎英語教學可能也存在一定關系。很多被試在實驗后報告以前曾被老師告知/1/-/i/的差別主要在于時長變化。可見,/1/-/i/的區分仍然是語音教學的難點,值得引起重視。

我們還發現,盡管Escudero(2000)感知階段假設主要針對母語為西班牙、英語為二語的學習者,但其同樣適用于英語作為外語的中國學習者。按照該假設和中國學生的實際表現,可將中國學生的感知發展過程分為5個階段。需指明的一點是,與Escudero(2000)的框架相比,本研究多增加了一個階段,即第2階段(時長依賴減少階段)。盡管如此,我們認為兩者并不矛盾。正如Morrison(2008)所指出,雖然Escudero(2000)的階段劃分假設極大地方便了語音習得定性描述,但這里的階段不特指感知習得過程一定是離散式的跳躍性發展,該過程實際上可被看作沿特定路線逐漸前移的過程。本研究中,時長依賴減少階段是從完全依靠時長階段逐步過渡到時長、語譜特征混用階段的中間階段,并未獨立于這一發展過程之外。

中國學生之所以在感知上存在較大差異,是因為各自所處的發展階段不同,而這種現象又與其學習英語的經歷長短有關。結果顯示,學習經歷的長短與感知發展階段的高低有正相關關系,經歷越長,則所處階段越高。可見,Escudero(2000)所提出的感知發展階段假設在時間維度上有其合理性。以往的研究并未注意到時間因素與該假設的關系,本研究的這個結論給予該假設實證支持,具有一定理論價值。不過,本研究并非嚴格意義上的縱向研究,要想準確了解外語學習者的感知能力如何隨時間的變化而發展,還需進一步的探索。

5.結論

在對英語/i/-/1/的感知中,中國大學生總體上主要靠時長進行辨別,對語譜特征的變化關注較少。但因所處感知能力發展階段各異,其感知模式個體差異較大:既有人處于對時長和語譜特征變化都不敏感的初級階段,也有人能達到類似英語母語者那樣主要靠語譜特征來區分的高級階段,其總體分布格局基本符合Escudero(2000)的假設。同時,其感知發展又與學習英語的經歷長短密切相關:學習英語的經歷越長,所處的感知發展階段位置就越高。

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