語音記憶和視覺記憶在兒童漢語識字能力中同樣重要嗎？一個元分析綜述

伍秋萍　鄭佩蕓　邢濱鈺　康潔　郭琎

摘要 國外基于拼音文字的眾多實證研究發現有閱讀困難的兒童可能存在語音記憶方面的缺陷，表現為對文字信息而非視覺空間信息的存儲困難。然而，關于普通兒童漢語識字能力方面，雖不少研究探討到了工作記憶在其中的重要貢獻，但目前為止依然對語音與視覺記憶在當中的角色沒有一致的定論，也尚未有一篇元分析研究整合過過往的實證文獻。因此，本文嘗試采用元分析的方法試圖澄清兩種不同的工作記憶在兒童習得漢字中的不同功能。結果發現，工作記憶與兒童漢語識字能力的整體相關為0.24；語音記憶與兒童漢語識字能力的相關是0.34，而視覺記憶與兒童漢語識字能力的相關僅有0.14。本研究的結果支持以Wagner和Torgesen為代表的“泛語音論”的推測，也符合Perfetti和Dunlap（2008）的普適性的語音原則的預期，表明漢語閱讀中代表著語音加工技能的語音記憶依然是漢字習得的核心驅動器。

關鍵詞 語音記憶，視覺記憶，漢語識字，元分析。

分類號 B842.3

1.前言

工作記憶在閱讀過程中發揮著舉足輕重的作用，幫助讀者及時有效地暫存語音或視覺信息，是兒童閱讀能力發展的重要前提。然而，不同類型的工作記憶在特定語言文字系統的閱讀任務中發揮的作用是目前尚未被清晰解答的一個重要議題。根據Baddeley和Hitch（1974）經典的工作記憶三成分模型，工作記憶是一個多層次的信號加工系統，個體在中央執行控制系統的調配監控下加工和存儲來自外界的信號，其中用于操作視覺圖象信息的次級系統稱為視覺空間存儲器，用于操作語音信息的次級系統稱為語音回路，三個成分的相互運作構成了人類認知活動的基礎（Baddeley，1986）。在探討閱讀這樣一個特定的認知任務時，研究者發現語音回路是個體成功完成閱讀任務的關鍵支撐，甚至被稱為“語言學習的驅動器”（Baddeley，Gathercole，& Pa-pagno，1998；Gathercole & Baddeley，1989），可見其在閱讀學習中的重要性。西方研究者在討論到工作記憶在閱讀中所發揮的重要角色時，實際上指的是語音記憶，即工作記憶模型中的語音回路部分。例如，Wagner和Torgesen（1987）在提出語音加工能力的成分模型時將工作記憶視為語音加工過程中的一個重要成分，與語音意識、快速命名共存，指的是語言處理或文字加工的過程中能否及時有效地在聲音表征系統中編碼語音信息并存儲下來的能力。這種短時存儲和加工處理的能力構成了個體識字、閱讀理解的重要基礎。事實上，語音記憶在閱讀中的重要性已得到了不少西方實證研究的支持。Mann和Liberman（1984）的追蹤證據顯示幼稚園學童的語音記憶能力可以預測其未來小學一年級的閱讀能力。類似的證據還有很多，Swanson，Zheng和Jerman（2009）通過元分析的研究范式整合了過往20余年關于英文閱讀的研究，發現閱讀障礙兒童在記憶任務上的表現要明顯落后于普通兒童，差異效應達到-0.89。當他們進一步將工作記憶的測量進行區分時，發現無論是強調了情境加工的工作記憶還是沒有施加多重任務干擾情況下測量的語音記憶，閱讀障礙兒童均顯著落后于普通兒童，且落后程度之間無顯著差異。換言之，閱讀障礙兒童的工作記憶缺陷主要表現為對語音信息的存儲加工問題。其實，兒童對語音信息進行加工和存儲能力上的滯后并不僅僅是特異于英文的一種獨有現象，在其他不同的語言里也有不少研究發現閱讀困難兒童在語音記憶方面存在缺陷（Melby-Lervag，Lyster，& Hulme，2012；Smythe，Everatt，Gyarmathy，Ho & Groeger，2003；Taibah & Haynes，2011）。

雖然在不同的文字系統中，我們可以肯定工作記憶在閱讀中的獨特功能，但是不同文字的閱讀任務中，讀者所依賴或啟動的是否是同一種工作記憶，研究者至今尚未有定論。我們還無法清晰地回答究竟什么類型的工作記憶在特定的閱讀任務中發揮著重要作用。在特定語言的閱讀任務中區分發揮作用的工作記憶類型有著重要的意義，一方面可以加深我們對工作記憶在閱讀中的工作機制的認識，另一方面可以為臨床心理學家、教育者提供實踐指導，更好地幫助閱讀困難者提升閱讀能力。如前所述，在拼音文字語言系統中，研究者肯定了語音記憶在閱讀中的獨特貢獻。然而，語音記憶是否在非拼音文字的閱讀中有著同等的重要地位，依然存在很大的爭議。漢語是當今世界上作為母語使用人數最多的語言，也是世界上最古老和至今通用語言時間最長的語言之一，無疑是非拼音文字的典型代表。在漢語閱讀中來窺探不同的工作記憶的功能，可以幫助我們理清語音記憶和視覺記憶的不同的工作機制。

在漢語閱讀中，究竟語音記憶更重要還是視覺記憶更重要？對這一問題的回答，存在兩種理論上的推測。以Wagner和Torgesen為代表的一派研究者認為語音記憶的功能應該存在跨語言的普遍性。在Wagner和Torgesen（1987）的語音加工能力模型中，工作記憶被視為一種語音加工的能力，語音記憶能力強的個體可以在識字過程中準確地在聲音表征系統中編碼語音信息并存儲下來，從而達到鞏固的效果。這種論調也非常符合Perfetti和Dunlap（2008）所提出的普適性的語音原則（Universal Pho-nological Principle，UPP），即所有的文字系統，識字的本質無非是將構形單位與言語單位進行匹配聯結，所以在學習閱讀的初級階段我們是不可能脫離語音系統這個驅動器的。我們將這一派的言論統稱為“泛語音論”，即支持語音技能的普適性。然而，這一派的觀點還是受到了一些來自跨語言，特別是非拼音文字的研究的質疑。以漢語為背景的一些研究指出，漢語是一種表意文字，它和拼音文字存在很大差異，它沒有像英文那樣明晰的形素音素對應規則（grapheme-phoneme correspondence rules），即很難像英文那樣從漢字的構形直接解碼出語音信息。若要鞏固漢字的學習，關鍵在于對漢字的視覺特征的檢索和編碼。這些學者從而推測，工作記憶中時常被西方學者所忽視的另一塊存儲系統，即視覺工作記憶，可能對一些強調字形的非拼音文字的閱讀有著特殊意義（Huang & Hanley，1997；Siok &Fletcher，2001）。我們暫且將這一派的觀點稱為“視覺論”。一項跨語言的研究分別對以英語、匈牙利語和漢語為母語的閱讀困難學童以及相匹配的普通學童施測了語音工作記憶和視覺工作記憶，結果發現只有以漢語為母語的閱讀困難學童在存儲抽象視覺刺激序列方面顯著落后于相匹配的普通學童，支持了視覺技巧在漢語閱讀中的重要性的推斷（Smythe，Everatt，Gyarmathy，Ho，& Groeger，2003）。另外還有一項年級跨度較大的調查研究也支持了視覺論的觀點（Siok & Fletcher，2001）。Siok和Fletcher（2001）調查了北京154名來自一年級、二年級、三年級和五年級的學生，同時施測了與閱讀相關的系列認知任務以及漢語拼音知識，結果發現學生視覺技巧上的個體差異是可以用來預測和解釋學生在低年級時期的閱讀成績的，而漢語拼音知識的貢獻則發生在二年級以后。

縱觀目前漢語研究的文獻，同時涉及到了工作記憶和漢字習得的實證研究其實不少，但回應什么類型的工作記憶在漢字習得中發揮作用的研究卻鳳毛麟角，也尚未有一篇元分析研究整合過過往的實證文獻來回應這一議題。本研究試圖將語音記憶和視覺記憶區分開來，采用元分析的方法來綜合考慮和比較這兩種工作記憶類型與漢語識字之間的關系。元分析技術是一種對既往研究的結果進行定量整合的方法，在評估整體效應的同時也能用于探討可能存在的調節變量，特別適用于理清存在分歧的研究問題，在結合傳統的文獻綜述的基礎上可以幫助研究者對某一特定領域描繪出宏觀而清晰的輪廓從而推動理論的發展（Borenstein，Hedges，Higgins，& Rothstein，2009；Lipsey & Wilson，2001）。鑒于語音工作記憶和視覺工作記憶在漢語閱讀習得中的角色尚未理清，而過往的實證探討也已經累積到了一定的階段，現有的存在分歧結論的文獻到了一個可以整合的階段，以幫助我們進一步看清兩種工作記憶的工作機制以及漢語習得可能存在的特異性，而元分析的方法正契合了本研究的目的和需要。本研究將整合過往同時涉及了工作記憶與漢語閱讀的實證研究，將工作記憶區分并編碼為語音記憶和視覺記憶兩種類型，選取關聯強度為效應指標，對比兩種工作記憶與漢語識字能力之間的關系，以此回應究竟在兒童漢語識字能力的發展中，是語音記憶更重要還是視覺記憶更重要。

2.研究方法

2.1 文獻搜索和篩選標準

以記憶、閱讀為關鍵詞，通過搜索ISI知網、Psy-cArticles等國際數據庫搜索到發表于國際期刊的相關文獻，再從中國期刊全文數據庫搜索發表于中國內地的相關文獻。之后，按如下的標準篩選文獻：（1）文獻必須是研究報告類型，同時測量了工作記憶和漢語字詞閱讀；（2）研究結果中必須報告了工作記憶的類型、樣本大小以及工作記憶與字詞閱讀之間的相關系數，若數據信息不全則將其剔除。最后，篩選出用于元分析計算的文獻10篇。

2.2 編碼程序

首先，每篇文獻中的獨立研究所報告的工作記憶與字詞閱讀的相關系數被記錄下來作為元分析的效應值。其次，系列與研究特征相關的指標被記錄下來，包括：工作記憶類型、發表年限、樣本年級水平、樣本量。

2.3 統計方法

本研究的統計程序完全參照Borenstein等人（2009）所著的《Introduction to meta-analysis》中所介紹的標準程序完成。第一步，選擇效應模型（例如，隨機效應模型）并綜合所有研究的效應值；第二步，齊性檢驗，只有齊性檢驗顯著的情況下我們才接著做后續的分析；第三步，調節變量為分類變量的情況下，分別統計不同類型或條件下的整合效應，并比較不同的整合效應之間是否存在顯著差異。

3.結果

3.1 研究特征描述

本研究從篩選出的10篇文獻中得到36個獨立樣本，共包含3246名被試。這些研究發表于1999年至2009年間，全部樣本的平均年齡為8.25（SD=2.14），范圍從3歲到11歲半，橫跨幼兒園至小學六個年級。表1列出了用于本元分析的所有研究的效應值以及抽樣被試的年齡、地域等背景信息。

3.2 整體關聯效應

在不區分工作記憶類型的情況下，元分析的結果發現工作記憶確實與漢語字詞閱讀之間存在顯著的關聯，未權重的平均關聯效應達到0.232，其95%的置信區間為（0.163，0.300），而加權后的平均關聯效應達到0.247，其95%的置信區間為（0.177，0.295）。齊性檢驗（Homogeneity test）發現，各個關聯效應之間是不齊性的（Q=154.85，df=49，p<0.001）。

3.3 語音記憶與視覺記憶的對比

齊性檢驗已揭示了效應之間的非齊性，將工作記憶的類型編碼為調節變量，用工作記憶的分類來解釋效應之間的變異。結果顯示，語音記憶與漢語識字之間的整體關聯強度為0.336，其95%的置信區間是（0.240，0.425）；視覺記憶與漢語識字之間的整體關聯強度為0.158，其95%的置信區間是（0.056，0.256）。語音記憶與漢語識字之間的關系顯著強于視覺記憶，t=2.628，df=34，p=0.013。在控制了方言背景和抽樣樣本的平均年齡等可能存在影響的變量后，兩種工作記憶與漢語字詞閱讀之間的關聯強度仍然存在顯著差異，t=2.107，df=31，p=0.043。

4.討論

雖然目前基于拼音文字的系列研究都支持語音記憶對識字能力的重要性，但對于漢語這樣一種非拼音文字而言，究竟是語音記憶對于漢語識字能力更重要還是視覺記憶更重要，研究結果尚存在分歧。本研究通過元分析的方法整合了現有的同時涉及了工作記憶和漢語識字能力的實證文獻。結果發現工作記憶與漢語識字之間存在中等強度的關聯效應（r=0.247），不同研究之間的關聯效應的變異不可忽視。當人們考慮工作記憶類型為調節變量的時候，結果發現語音記憶與漢語識字之間的關聯強度要顯著大于視覺記憶，一定程度上解釋了不同研究之間關聯效應的變異來源。下面，我們將從兩個方面討論本研究的兩個重要發現。

4.1 一般工作記憶成分在識字閱讀中的普遍功能

從整體關聯效應來看，工作記憶與漢語識字能力之間存在顯著的關聯效應。結果與Gathercole及其合作者所開展的系列基于工作記憶與英語閱讀的實證研究所得到的結論基本一致（Alloway，Gather-cole，Adams，Willis，Eaglen，& Lamont，2005；Gathercole，Tiffany，Briscoe，Thorn，& Team，2004；Jarvis & Gathercole，2003；Gathercole，Brown，&Pickering，2003）。例如，Gathercole，Brown和Pick-ering（2003）施測了多個工作記憶任務并合并為一個指標納入回歸方程，結果發現整合后的工作記憶與閱讀之間的關聯大概在0.25左右。本研究的元分析所得到的0.247的相關效應是整合了不同的工作記憶任務的結果，與Gathercole合并多個任務的做法類似，它所代表的是不同的工作記憶任務背后所測量的一般工作記憶成分。在的元分析所整合的各項實證研究中，有些研究所測量的工作記憶偏重于語音，有些研究則偏重于視覺。然而，無論哪種工作記憶任務的完成都離不開工作記憶模型中處在調控角色的中央執行控制系統的配合。所以，本研究推測工作記憶加工系統中的中央執行控制在習得閱讀中的功能是普遍的，它構成了不同工作記憶任務所測量到的一般工作記憶成分的重要支撐。不難想象，無論是閱讀英文、阿拉伯文還是漢語，個體都需要調動和分配大腦中的注意力等認知資源，并監控存儲系統完成對文字信息的進一步加工使其逐漸進入大腦的長時記憶，最終成為一種以某種表征而存在的知識。如陳天勇、韓布新和李德明（2003）在其綜述中指出的那樣，中央執行功能是工作記憶系統中最重要卻又研究最少的一個成分，它在漢語閱讀中的功能的探索有待于未來研究結合腦電成像、功能核磁共振等先進技術來實現。然而，值得注意的是，這個關聯強度并沒有我們想象中的那么強，而是僅僅0.247的中等強度的效應，說明漢語閱讀這項高級認知活動不僅僅依賴于工作記憶，還有其他基礎技能或知識的支持，例如個體對漢語拼音方案的掌握、語音意識、語素意識等（Shu & Anderson，1997）。

4.2 語音記憶比視覺記憶在漢語識字閱讀中更重要

漢語閱讀的實現除了依賴中央執行控制外，也需要一個暫時的信息加工與存儲的系統，該系統能夠保存被激活的信息表征以備進一步加工之用。那么，工作記憶中的兩個次級存儲系統究竟哪一個在漢語閱讀中起著主導作用呢？通過對比語音工作記憶和視覺工作記憶對漢字閱讀的貢獻發現，對語音信息的加工存儲系統占據了優勢地位。語音工作記憶與漢語識字的相關達到0.336的中等強度，而視覺工作記憶與漢語識字之間僅達到0.158的弱相關。這一結果與西方兩項基于拼音文字的元分析發現基本一致。在Swanson（2009）的元分析中，存在閱讀困難的兒童在記憶方面的缺陷主要來源于對言語材料的記憶而非視覺空間的材料。一項最新元分析研究則報告了與本研究所得效應幾乎完全相等的效應值（Melby-Lervag，Lyster，& Hulme，2012）。據Melby-Lervag等（2012）的元分析報告，閱讀困難兒童與普通兒童在語音記憶方面的差異效應為-0.71。本研究根據Borenstein等（2009）所介紹的效應值指標之間的轉換公式將Melby-Lervag等（2012）報告的標準化均值差異效應（d值）轉換為簡單相關系數（r值），得到語音記憶與英語閱讀之間的相關系數（r=0.335）。可見，語音工作記憶無論是與英語閱讀的關聯還是與漢語閱讀的關聯均在0.3左右的中等強度。然而，由于英語閱讀研究中并不重視視覺工作記憶的角色，故在這兩項較新的元分析中均沒有報告視覺工作記憶與閱讀之間的關系，使得我們無法直接比較。但是，本研究的結果已經足以支持以Wagner和Torgesen（1987）為代表的“泛語音論”的推測，也符合Perfetti和Dunlap（2008）的普適性的語音原則的預期，表明漢語閱讀中代表著語音加工技能的語音工作記憶依然是漢語閱讀學習的核心驅動器。雖然我們的研究支持語音工作記憶更重要的論調，但我們依然無法明確地解答語音工作記憶是如何在漢語閱讀中起作用的。根據Baddeley和Hitch（1974）的工作記憶三成分模型對語音回路的界定，它還包括了兩個次級結構，分別為語音存儲裝置和發音/默讀復述裝置。神經機制方面的證據表明這兩個裝置確實獨立存在且由不同的腦區負責，其中布勞德曼區44區（運動性語言中樞，位于額下回后部）與語音存儲有關，而布勞德曼區6區和44區則與復述有關，兩者共同配合構成了語音記憶在閱讀中發揮作用的基礎（Baddeley，2003）。王麗燕和丁錦紅（2003）的綜述簡述了這兩種裝置的功能，其中語音存儲裝置主要用于暫時性地保留語音材料的痕跡，大概在兩秒之內，之后則必須通過發音復述裝置的復述才能持續保留更長的時間。發音復述裝置則同時具備復述和轉述兩個功能：一是通過默聲復述聽覺信息來刷新語音存儲裝置中的記憶痕跡使其得到增強并保持下來；二是通過默讀命名記錄視覺方式呈現的材料，以便將視覺形式的語音信息轉化為聽覺形式的語音信息，從而使其進入語音存儲裝置。其中的轉述規則需要調用長時記憶系統中已經存儲的知識來實現運作。既然不同文字之間的形素音素對應規則存在巨大的差異，本研究推測，個體對語音信息的復述/轉述的形式和速度在不同語言之間可能存在差異。國內已有學者用發音抑制范式和無關言語干擾范式探索了語音回路在漢語閱讀理解中的作用并證明了漢語閱讀理解的成績會因為這兩種裝置的正常工作受到干擾而導致下降（魯忠義，張亞靜，2007）。然而，探討語音在漢語識字過程中的作用的研究還鮮見，這也是未來研究亟待重視和重新探索的重要議題。

另外，特別值得注意的是，雖然本研究發現語音工作記憶與漢語識字的相關顯著高于視覺工作記憶，但這并不代表視覺工作記憶就不重要。在本研究的元分析結果中，視覺工作記憶與漢語識字之間的相關依然是顯著的。根據“視覺論”的一派觀點，漢語由于缺乏像英文那樣明晰的形素音素對應規則，使得視覺特征的檢索編碼能力在漢語閱讀中凸顯出來。如Siok和Fletcher（2001）所指出的那樣，漢字學習可能存在這樣兩個特殊階段，第一個階段是象形階段（logographic phase），這一階段的漢字對于學童而言就像一副圖，他們學習的途徑就是掌握每一個字的圖形特征從而逐漸形成這個字的獨特表征；第二個階段是構形-語音階段（orthographic-phonological phase），這一階段的字形已經能夠與普通的視覺圖形區分開來，有了文字本身的特殊含義和表征，并實現字形與語音的精確匹配。在所整合的實證研究中，年齡跨度較大，其中以小學生為主。本研究推測，象形階段發生的時間可能比Siok和Fletcher（2001）所推測的小一還要早，可能在幼稚園階段就已經發生。另外，象形階段到構形-語音階段的轉變可能是很迅速的，在兒童有了一定的識字經驗后就能快速地進入異于圖形的文字世界。所以，未來的研究若要詳盡地探討視覺工作記憶在漢語識字過程中的機制問題，對學童的年齡的界定要格外地細致。

5.結語

綜上所述，縱使在漢語這樣一個形音匹配模糊的文字系統里，本研究依然發現語音記憶在漢語字詞閱讀中扮演了一個比視覺記憶更重要的角色。研究的結果支持以Wagner和Torgesen（1987）為代表的“泛語音論”的推測，也符合Perfetti和Dunlap（2008）的普適性的語音原則的預期，表明漢語閱讀中代表著語音加工技能的語音記憶依然是漢語閱讀學習的核心驅動器。本研究的發現可能重新點燃漢語閱讀領域對語音加工這一普遍議題的重視，也給人們帶來關于工作記憶、漢字閱讀測量方面的思考和教學上的反思。