無關(guān)言語對一年級小學(xué)生閱讀影響的眼動研究*

張?zhí)K媛 蘭澤波 張 水 孟 珠 閆國利

(1 教育部人文社會科學(xué)重點研究基地天津師范大學(xué)心理與行為研究院，天津 300387)(2 天津師范大學(xué)心理學(xué)部，天津 300387) (3 學(xué)生心理發(fā)展與學(xué)習(xí)天津市高校社會科學(xué)實驗室，天津 300387)(4 天津商業(yè)大學(xué)馬克思主義學(xué)院，天津 300134) (5 天津市北辰區(qū)佳寧里小學(xué)，天津 300400)

1 引言

小學(xué)生的日常學(xué)習(xí)中充滿各種各樣的背景聲音，它可能是在家中學(xué)習(xí)時電視節(jié)目或打電話的聲音，也可能是課堂上各種交談的聲音，或是窗外汽車發(fā)出的轟鳴聲等，這些無關(guān)的背景聲音是否會對兒童正在進(jìn)行的認(rèn)知任務(wù)產(chǎn)生干擾是老師和家長比較關(guān)注的問題。正在進(jìn)行的視覺認(rèn)知任務(wù)受到無關(guān)的背景聲音干擾的現(xiàn)象被稱為無關(guān)言語效應(yīng)（Elliott,2002;Jones & Macken,1993）。

最早的無關(guān)言語效應(yīng)是在成人的記憶任務(wù)中發(fā)現(xiàn)的。Colle 和Welsh（1976）考察短時記憶任務(wù)時發(fā)現(xiàn)了無關(guān)言語干擾記憶，與安靜條件下相比，被試在無關(guān)言語條件下的記憶成績顯著下降。成人除了在記憶任務(wù)中（Jones,Madden,& Miles,1992;Neath,2000），在復(fù)雜的閱讀任務(wù)中也同樣存在無關(guān)言語效應(yīng)（何立媛,黃有玉,王夢軒,孟珠,閆國利,2015;孟珠,閆國利,2017;Hy?n? & Ekholm,2016;Oswald,Tremblay,& Jones,2000）。近年來，兒童閱讀中的無關(guān)言語效應(yīng)研究主要聚焦于背景音的不同特征的作用（Guerra et al.,2021）。

目前，閱讀任務(wù)中無關(guān)言語效應(yīng)的發(fā)生機(jī)制有語音干擾假說（phonological disruption）和語義干擾假說（semantic disruption）兩種理論（Hughes,2014）。

基于工作記憶模型理論提出的語音干擾假說（Salamé & Baddeley,1982）認(rèn)為，任何言語信息（有意義或無意義）都會自動進(jìn)入工作記憶中的語音回路并保存在語音儲存裝置中，并與視覺材料轉(zhuǎn)換的語音編碼在語音儲存裝置中發(fā)生混淆，從而干擾閱讀信息的編碼和提取。Salamé和Baddeley（1989）認(rèn)為所有類似言語的輸入，無論被試是否可理解，都會自動激活工作記憶中的語音回路從而導(dǎo)致干擾效應(yīng)產(chǎn)生。Klatte，Lachmann，Schlittmeier和Hellbrück（2010）考察了一年級（7 歲）兒童和其他年級兒童在無關(guān)言語（有意義言語）和教室噪音（無意義言語）條件下對名詞圖片的記憶任務(wù)，發(fā)現(xiàn)一年級兒童除了受到有意義言語干擾外還受到無意義言語的干擾。有研究者認(rèn)為語音干擾理論雖然是在記憶任務(wù)中發(fā)現(xiàn)的，但在閱讀過程中，記憶也是一個重要的環(huán)節(jié)，因此在閱讀任務(wù)中也可能會觀察到類似的干擾（Salamé & Baddeley,1989），該觀點在之后的研究中得到證實。Dockrell和Shield（2006）考察了教室噪音（無意義言語）對8 歲兒童閱讀理解的影響，發(fā)現(xiàn)與安靜條件相比，兒童閱讀受到教室噪音影響。

語義干擾假說認(rèn)為，無關(guān)言語的干擾主要是來自無關(guān)言語的語義特征，而不是聲學(xué)或語音特征。在以成人為被試的研究中，Martin，Wogalter和Forlano（1988）發(fā)現(xiàn)有意義言語（英語）比無意義言語（俄語）對英語讀者的閱讀理解干擾更大，進(jìn)而提出語義干擾假說。該假說認(rèn)為被試對無關(guān)言語語義的自動加工干擾了閱讀文本中語義內(nèi)容的提取，也就是說無關(guān)言語的語義特征影響了閱讀文本語義表征的構(gòu)建。在以兒童為被試的研究中，Ljung，S?rqvist 和Hygge（2009）考察說話聲音和嘈雜的背景音（無意義言語）疊加在一起對12 歲和13 歲兒童閱讀的干擾，發(fā)現(xiàn)兒童閱讀速度和閱讀理解均未受到影響。這可能是無關(guān)言語語義缺失所致。另一項研究發(fā)現(xiàn)有意義言語對干擾控制能力較弱的8～10 歲兒童的閱讀產(chǎn)生了更大的干擾（Guerra et al.,2021）。

綜上所述，語義干擾假說在成人閱讀研究中已經(jīng)得到一些證實（Oswald et al.,2000;Vasilev,Liversedge,Rowan,Kirkby,& Angele,2019;Yan,Meng,Liu,He,& Paterson,2018），關(guān)于兒童閱讀中無關(guān)言語效應(yīng)發(fā)生的言語特征的研究結(jié)果尚存爭議，也就是說語義是否為兒童閱讀任務(wù)中無關(guān)言語效應(yīng)發(fā)生的關(guān)鍵尚需要進(jìn)一步探討。在以語義加工為主的閱讀任務(wù)中，對于閱讀經(jīng)驗較少，言語自動化加工水平不高的一年級小學(xué)生而言（Chein & Schneider,2012），相比語音成分，言語的語義是否成為兒童閱讀中無關(guān)言語效應(yīng)發(fā)生的關(guān)鍵因素？根據(jù)閱讀發(fā)展理論（Chall,1996），小學(xué)一年級（7 歲）兒童處于學(xué)會閱讀階段（learning to read），也是正式的閱讀教學(xué)開始實施的階段，該階段兒童的主要任務(wù)是掌握詞匯、學(xué)會基本的閱讀方法等。因此研究這個階段兒童閱讀中無關(guān)言語效應(yīng)的發(fā)生規(guī)律，將有助于為兒童創(chuàng)設(shè)適宜的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高其閱讀和學(xué)習(xí)效率。

以往考察兒童無關(guān)言語效應(yīng)的研究大多以閱讀正確率和反應(yīng)時為因變量。本研究將運(yùn)用眼動追蹤技術(shù)實時記錄閱讀句子的眼動指標(biāo)，分析無關(guān)言語效應(yīng)在一年級兒童閱讀加工中的時間進(jìn)程。

本研究參考以往相關(guān)研究（俞錦旺等,2020;Vasilev et al.,2019;Yan et al.,2018），使用四種背景音條件，即普通話（有意義言語）、維吾爾語（無意義言語）、白噪音（非言語）以及安靜條件，來區(qū)分干擾是來自語音還是語義，以探討無關(guān)言語的哪種成分是干擾一年級小學(xué)生閱讀過程的重要因素。本實驗假設(shè)：如果干擾來自語音，則普通話和維吾爾語條件都會對閱讀產(chǎn)生干擾，且沒有顯著差異，支持語音干擾假說；如果干擾來自語義，則僅在普通話條件下對閱讀產(chǎn)生干擾，維吾爾語條件和白噪音條件都不會有顯著差異，支持語義干擾假說。

2 研究方法

2.1 被試

選取天津某小學(xué)一年級學(xué)生36 名（男生17 名，女生19 名），平均年齡7.58 歲，被試的視力和聽力均正常，母語均為漢語，完成實驗后可獲得一份禮品。

2.2 實驗設(shè)計

實驗采用單因素4 水平（背景音類型：有意義言語、無意義言語、白噪音、安靜）被試內(nèi)設(shè)計。

2.3 實驗材料

我國小學(xué)生曾使用的語文教材有“部編版”（人民教育出版社）、“北師版”（北京師范大學(xué)出版社）、“蘇教版”（江蘇教育出版社）等版本。2019 年秋季全國小學(xué)生統(tǒng)一使用“部編版”語文教材，為了避免材料熟悉度對實驗結(jié)果的影響，本研究從“北師版”和“蘇教版”的語文課本（一年級上冊、下冊）中選取句子作為實驗材料。實驗共有98 個句子（示例見表1），其中練習(xí)句10 個，填充句8 個，實驗句80 個，句長10 個字，句中無標(biāo)點符號，無句法歧義和語義歧義。由天津市某小學(xué)一年級的語文教師（8 名）根據(jù)一年級小學(xué)生閱讀要求分別對句子難度與句子的通順性進(jìn)行5 點量表的評定，以確保句子材料的難度適合被試當(dāng)前的閱讀水平。本實驗的句子難度評定結(jié)果M=1.4，SD=0.2（1 代表“非常簡單”，5代表“非常難”），句子通順性評定結(jié)果M=1.3，SD=0.2（1 代表“非常通順”，5 代表“非常不通順”）。為了檢驗被試是否認(rèn)真閱讀句子，25% 的句子后面設(shè)置了閱讀理解判斷題。

表1 閱讀材料示例

實驗所用的無關(guān)言語參考了俞錦旺等（2020）的材料，言語內(nèi)容是維漢雙語讀物中一篇文章。有意義言語材料由一位女大學(xué)生用漢語朗讀并錄音，無意義言語材料由同一位女生用相同語速的維吾爾語朗讀并錄音，時長均為12 分鐘。再選擇同樣時長的白噪音作為對照。音頻時長可以支持被試完成該條件下的所有實驗。背景音播放順序采用拉丁方平衡，確保每個被試隨機(jī)接受一種刺激呈現(xiàn)順序。背景聲音的音強(qiáng)為65 dB（A）。

2.4 實驗儀器

實驗采用Eyelink1000plus 眼動儀記錄，儀器采樣率為1000 Hz。閱讀材料在22 英寸的顯示器上呈現(xiàn)，顯示器屏幕刷新率為120 Hz，屏幕分辨率為1024×768 像素，顯示器距離被試眼睛的距離為70 cm。實驗材料用宋體呈現(xiàn)，每個漢字在屏幕上的大小為27×27 像素，占據(jù)視角約0.98°。音頻材料使用小米5 手機(jī)QQ 音頻播放器，通過羅技H110頭戴式耳機(jī)向被試播放。

2.5 程序

（1）熟悉環(huán)境。被試進(jìn)入實驗室后，讓其熟悉實驗環(huán)境。（2）熟悉實驗程序。主試要求被試戴上耳機(jī)，向被試簡述實驗指導(dǎo)語、實驗程序和注意事項，以確保被試對實驗程序的理解正確；告知被試，在實驗過程中只需要專心閱讀，忽略耳機(jī)里的聲音；并告知被試閱讀句子之后，有時會有一些問題需要通過按鍵“F”或“J”做“是”或“否”的判斷。（3）實驗校準(zhǔn)。實驗采用三點校準(zhǔn)，被試閱讀10 個練習(xí)句。（4）正式實驗。被試熟悉實驗程序之后進(jìn)入正式實驗。整個實驗過程大約需要25 分鐘。

3 結(jié)果

被試在有意義言語、無意義言語、白噪音以及安靜條件下的閱讀理解判斷題的正確率（標(biāo)準(zhǔn)差）分別為83.36%（2.02%），83.33%（2.83%），85.67%（2.69%），83.25%（2.04%）。經(jīng)單因素重復(fù)測量方差分析，不同背景音條件下的正確率無顯著差異，F(xiàn)(3,143)=0.23，p>0.05。

根據(jù)Rayner（1986）的標(biāo)準(zhǔn)對眼動數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除：（1）注視點少于3 個的句子；（2）注視時間短于80 ms 或者長于1200 ms 的注視點；（3）大于或小于3 個標(biāo)準(zhǔn)差以外的句子。剔除的無效數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)的9%。

參考以往研究（閆國利,孟珠,2018;Meng,Lan,Yan,Marsh,& Liversedge,2020），本研究選取整體眼動指標(biāo)和局部眼動指標(biāo)。整體眼動指標(biāo)反映被試在不同聲音條件下對句子閱讀的整體特征，包括總閱讀時間（句子上所有注視點時間的總和）、平均注視時間（句子上所有注視點的持續(xù)時間的平均值）、平均眼跳幅度（句子上所有從當(dāng)前注視點到下一個注視點距離的平均值）、注視次數(shù)（句子上所有注視點的個數(shù)）和回視次數(shù)（從當(dāng)前注視點返回到已經(jīng)注視過區(qū)域的次數(shù)總和）。局部眼動指標(biāo)反映被試在目標(biāo)字（詞）上的局部眼動特征。本研究局部分析報告的是句子中所有漢字上各指標(biāo)的平均值（Meng et al.,2020;Vorstius,Radach,& Lonigan,2014），包括首次注視時間（落在目標(biāo)字上第一個注視點的持續(xù)時間）、凝視時間（從目標(biāo)字首次注視點到注視其他漢字之前所有注視點持續(xù)時間的總和）以及總注視時間（目標(biāo)字上所有注視點持續(xù)時間的總和）。

研究采用線性混合模型（linear mixed models,LMMs）分析眼動數(shù)據(jù)，使用R 語言（R Development Core Team,2014）環(huán)境下的lme4 數(shù)據(jù)包v.1.1-12。研究將報告回歸系數(shù)估計值b，標(biāo)準(zhǔn)誤SE，t值。|t|≥1.96 時視為效應(yīng)顯著。

3.1 整體指標(biāo)分析

對被試在不同背景音下句子閱讀整體分析的各眼動指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果見表2。

表2 不同背景音下句子閱讀整體分析的各項指標(biāo)平均數(shù)

不同背景音條件下的總閱讀時間差異顯著，表現(xiàn)為有意義言語條件下的總閱讀時間顯著長于安靜條件（b=496.64,SE=127.63,t=3.89,p<0.05）、無意義言語（b=483.60,SE=127.70,t=3.79,p<0.05）和白噪音（b=422.40,SE=127.90,t=3.30,p<0.05）。無意義言語與安靜條件下的總閱讀時間差異不顯著（b=13.04,SE=127.57,t=0.10,p>0.05）。不同背景音條件下句子閱讀的注視次數(shù)的影響差異顯著，表現(xiàn)為有意義言語條件下注視次數(shù)顯著高于安靜條件（b=0.78,SE=0.30,t=2.60,p<0.05）和無意義言語條件（b=0.95,SE=0.30,t=3.19,p<0.05）。無意義言語與安靜條件下注視次數(shù)差異不顯著（b=0.18,SE=0.30,t=0.59,p>0.05）。白噪音和安靜條件下差異不顯著（b=0.31,SE=0.29,t=1.02,p>0.05）。

不同背景音條件下被試的平均眼跳幅度存在差異，有意義言語的平均眼跳幅度顯著長于安靜條件（b=0.07,SE=0.02,t=3.69,p<0.05）、無意義言語（b=0.05,SE=0.02,t=2.89,p<0.05）和白噪音條件（b=0.09,SE=0.02,t=4.68,p<0.05）。無意義言語與安靜條件下（b=0.02,SE=0.02,t=0.87,p>0.05）平均眼跳幅度差異不顯著。白噪音和安靜條件下差異也不顯著（b=0.02,SE=0.02,t=0.99,p>0.05）。

有意義言語條件下的回視次數(shù)顯著多于安靜條件（b=0.43,SE=0.10,t=3.69,p<0.05），其他背景音條件下均不顯著。背景音在平均注視時間上沒有顯著差異（|t|s≤0.68）。

由以上結(jié)果可知，有意義言語對小學(xué)生閱讀產(chǎn)生的干擾最大，表現(xiàn)為總閱讀時間更長、注視次數(shù)和回視次數(shù)更多、平均眼跳幅度更長。

3.2 局部指標(biāo)分析

對被試在不同背景音下句子閱讀局部分析的各眼動指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果見表3。

表3 不同背景音下句子閱讀局部分析的各項指標(biāo)平均數(shù)

結(jié)果顯示：首次注視時間上不同類型的背景音之間的差異不顯著（|t|s≤0.39），凝視時間上不同背景音之間差異不顯著（|t|s≤0.63），說明背景音對小學(xué)生閱讀詞匯加工的早期階段沒有影響。總注視時間反映詞匯加工晚期的情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同背景音條件下的總注視時間有顯著差異，有意義言語條件下的總注視時間要顯著長于無意義言語（b=54.11,SE=8.42,t=6.43,p<0.05）、白噪音（b=44.44,SE=8.41,t=5.29,p<0.05）和安靜條件（b=55.49,SE=8.38,t=6.62,p<0.05）。無意義言語與安靜條件下總注視時間差異不顯著（b=1.38,SE=8.38,t=0.17,p>0.05）。白噪音和安靜條件下差異不顯著（b=11.05,SE=8.36,t=1.32,p>0.05）。結(jié)果顯示，被試在不同背景音條件下首次注視時間和凝視時間無顯著差異，有意義言語背景下的總注視時間顯著長于其他言語條件。根據(jù)以上結(jié)果可推測，有意義言語影響兒童詞匯加工的晚期階段。

4 討論

本研究主要探討了四種背景音（有意義言語、無意義言語、白噪音、安靜）條件下對一年級學(xué)生句子閱讀的影響。研究主要關(guān)注兩個方面：一是無關(guān)言語是否干擾了一年級小學(xué)生的句子閱讀行為，進(jìn)一步探究無關(guān)言語干擾兒童閱讀主要來自言語的語義成分還是語音成分。二是考察無關(guān)言語對兒童句子閱讀影響的發(fā)生階段。結(jié)果表明，無關(guān)言語的語義成分干擾了一年級兒童句子閱讀，具體表現(xiàn)為：相對于無意義言語、白噪音以及安靜條件，有意義言語條件下的總閱讀時間更長，注視次數(shù)和回視次數(shù)更多，眼跳長度更大。局部指標(biāo)分析結(jié)果顯示，一年級兒童的首次注視時間和凝視時間在不同背景音條件下無顯著差異，但總注視時間在有意義言語條件下顯著長于其他三種條件，說明有意義言語干擾了被試詞匯的晚期加工階段。

4.1 一年級小學(xué)生閱讀加工中的無關(guān)言語效應(yīng)

本研究發(fā)現(xiàn)有意義言語（漢語）干擾了一年級小學(xué)生閱讀加工過程。本實驗操縱了無關(guān)言語的語義特征，對于一年級兒童而言，有意義言語是可理解的，具有語義特征的，而無意義言語（維吾爾語）對于被試是不可理解的，不具有語義特征。結(jié)果表明，有意義言語條件下的兒童閱讀受到了顯著的干擾，也就是說無關(guān)言語的語義成分干擾了兒童閱讀。這與成人在閱讀任務(wù)中的無關(guān)言語效應(yīng)的研究結(jié)果一致（Cauchard,Cane,& Weger,2012;Hy?n? & Ekholm,2016;Yan et al.,2018）。

本研究結(jié)果支持了語義干擾假說，該假說認(rèn)為無關(guān)言語的語義特征會干擾閱讀文本的語義整合。相比之下，無意義言語（維吾爾語）與白噪音和安靜條件相比并沒有顯著差異，也就說具備言語聲學(xué)特征的無意義言語沒有對兒童閱讀產(chǎn)生干擾，因此，本研究結(jié)果并不支持Salamé和Baddeley（1982）提出的語音干擾理論。根據(jù)該假說的觀點，任何言語（有意義言語和無意義言語）對視覺加工任務(wù)都會產(chǎn)生干擾，而在本研究中，無意義言語并沒有產(chǎn)生顯著的干擾。

雖然本研究不支持語音干擾假說，但是，對于兒童閱讀的無關(guān)言語效應(yīng)無語音干擾的結(jié)論應(yīng)該謹(jǐn)慎對待。本研究中，無意義言語沒有產(chǎn)生干擾可能與選取的語音干擾的類型有一定的關(guān)系。本研究選取維吾爾語作為無意義言語，但是，如果選擇漢語的語音作為干擾刺激，比如將句子中漢字的語序隨機(jī)打亂，這種條件下可能由于部分字水平上可通達(dá)語義從而出現(xiàn)干擾，這值得進(jìn)一步探討。

4.2 無關(guān)言語效應(yīng)對一年級小學(xué)生詞匯加工的影響

閱讀中的詞匯加工包含不同的階段，眼動技術(shù)能夠有效反映詞匯加工的早期階段和晚期階段（閆國利,熊建萍等,2013），其中首次注視時間和凝視時間反映詞匯通達(dá)的早期加工效率，總注視時間則反映詞匯通達(dá)的晚期加工水平（Rayner,1986）。

在以成人為被試的研究中，無關(guān)言語影響詞匯加工哪些階段的結(jié)論并不一致。Yan 等（2018）發(fā)現(xiàn)僅在首次注視時間和凝視時間上表現(xiàn)出背景音和詞頻效應(yīng)的交互作用，說明無關(guān)言語干擾了詞匯加工早期階段。也有研究發(fā)現(xiàn)無關(guān)言語影響詞匯的晚期加工，Cauchard 等（2012）發(fā)現(xiàn)在電視節(jié)目聲音（有意義言語）的條件下閱讀篇章，重新閱讀時間（look-back fixation time）顯著增加，表明無關(guān)言語影響了語義信息（晚期）的整合階段。那么，有意義言語如何影響兒童閱讀中的不同加工階段？

本研究發(fā)現(xiàn)，背景言語的語義成分影響了兒童詞匯加工中的眼動特征，有意義言語條件下總注視時間顯著長于其他條件，可以推測有意義言語影響了兒童句子閱讀晚期加工階段，即有意義言語干擾了詞匯通達(dá)。

值得注意的是，與成人被試不同，兒童在有意義言語條件下眼跳幅度顯著大于其他三種條件。一般而言，熟練的閱讀者在閱讀過程中會表現(xiàn)出眼跳幅度大于初級閱讀者的眼動特征（閆國利,張巧明,白學(xué)軍,2013）。較大的眼跳幅度說明讀者在一次注視時獲取信息范圍較大。但是，本研究發(fā)現(xiàn)，與其他條件相比，有意義言語條件下被試出現(xiàn)了較大眼跳幅度。將研究中使用的幾個眼動指標(biāo)綜合考察得知，反映閱讀效率最關(guān)鍵的眼動指標(biāo)，即總閱讀時間，在有意義言語條件下顯著長于其他條件。而且，有意義言語條件下被試的注視次數(shù)和回視次數(shù)顯著增加。回視反映了詞匯通達(dá)和句子整合的過程（閆國利,熊建萍等,2013），是讀者閱讀加工出現(xiàn)困難而采取的策略（Rayner,1986）。可以推測在本研究中，兒童采取了較大的眼跳幅度瀏覽（加工）句子，但沒有很好地理解句子語義，因此，需要采取更多的回視來重新加工之前跳過去的信息以進(jìn)行彌補(bǔ)。因此，可以說無關(guān)言語的語義成分加重了漢語初學(xué)者的認(rèn)知負(fù)荷，并對句意的整合過程產(chǎn)生了干擾。

從實踐的角度，本研究可以幫助老師和家長認(rèn)識到學(xué)習(xí)環(huán)境對兒童閱讀的干擾。因此，在學(xué)校開展教學(xué)活動時，教師要努力排除不必要的干擾，營造安靜的學(xué)習(xí)氛圍。在家里，家長應(yīng)盡量避免在兒童學(xué)習(xí)時看電視、打電話或聊天，這些行為都會影響兒童學(xué)習(xí)。

5 結(jié)論

本實驗條件下得出如下結(jié)論：無關(guān)言語的語義成分干擾了小學(xué)生閱讀加工過程，無關(guān)言語對小學(xué)生閱讀的影響發(fā)生在詞匯加工晚期階段。實驗結(jié)果支持了語義干擾假說。