聾人句子閱讀中的視覺功能補償現象：副中央凹-中央凹效應的證據 *

秦 釗 王影超 葉佳瀅 袁小源 閆國利,3

(1 教育部人文社會科學重點研究基地天津師范大學心理與行為研究院，天津 300387) (2 天津師范大學心理學部，天津300387) (3 學生心理發展與學習天津市高校社會科學實驗室，天津 300387)

1 引言

聾人視覺功能補償現象是指，為了彌補聽覺信息的缺失，聾人的視覺功能會發生補償性改變，表現出視覺功能的增強（閆國利, 秦釗, 2021;Alencar et al., 2019）。這種改變既包括空間維度的增強，也包括時間維度的增強。相比健聽者，聾人能夠覺察到邊緣視野內更遠處的刺激（Buckley et al., 2010），或者對副中央凹/邊緣視野內刺激的覺察速度更快（Pavani & Bottari, 2012）。

聾人視覺功能補償現象不僅會影響低水平的視知覺任務，也會影響高水平的閱讀任務（Dye et al.,2008）。在句子閱讀過程中，補償現象的一種表現形式是，相比閱讀能力匹配的健聽讀者，聾人對副中央凹視野內文本信息的加工效率更高（劉璐,閆國利, 2018; 閆國利 等, 2019; Yan et al., 2015）。Yan 等采用邊界范式，在早期眼動指標上發現了漢語聾人讀者的語義預視效益；而在晚期眼動指標上發現了聾人讀者的語義預視代價，以及健聽讀者的語義預視效益。隨后，劉璐和閆國利采用消失文本范式發現，當副中央凹視野的詞N+1 呈現40 ms 消失后，不會影響聾人的副中央凹詞匯通達，但是會對閱讀水平相當的健聽讀者造成干擾。因此，在句子閱讀過程中，聾人讀者存在副中央凹視覺功能補償現象。

那么，聾人在副中央凹視野內表現出的視覺功能補償現象如何影響其中央凹的信息加工過程？在視知覺任務和詞匯識別任務中均發現，副中央凹視野內的有效刺激會促進中央凹目標刺激的加工。而聾人的視覺功能補償現象會使其受到的促進作用更大（劉璐, 2017; Prasad et al., 2017）。劉璐采用副中央凹啟動范式，在3°視角上設置字形相似啟動字，要求被試對中央凹的目標字進行詞匯判斷。結果發現，聾人讀者的啟動效應明顯大于健聽讀者。

但是，在句子閱讀過程相關研究中，尚無文獻直接探討聾人的副中央凹視覺功能補償現象對中央凹加工過程的影響。在視知覺任務和詞匯識別任務中發現的聾人副中央凹視覺功能補償現象對其中央凹加工過程的促進作用，能否反映在句子閱讀水平中？對于閱讀過程而言，中央凹的詞匯通達比副中央凹的預視加工更為重要（Rayner &Bertera, 1979）。而且，在漢語句子閱讀過程中，字與字之間沒有空格，漢字排列緊密，讀者更容易從注視點右側的漢字提取信息。因此，本研究將操縱副中央凹字N+1 和中央凹字N 之間的關系，以探究聾人句子閱讀過程中的副中央凹視覺功能補償現象能否促進其中央凹的詞匯識別過程。

在閱讀過程中，中央凹目標詞的注視時間會受到副中央凹視野內單詞特性的影響，這種現象稱為副中央凹-中央凹效應（parafoveal-on-foveal effect, PoF）（Drieghe, 2011）。其中，最為穩定的是PoF 重復效應（Mirault et al., 2020），即副中央凹和中央凹呈現的詞相同（重復呈現詞N），會促進詞N 的加工。研究者常用PoF 重復效應來探究句子閱讀過程中，讀者的詞匯加工方式是序列加工還是平行加工（胡笑羽 等, 2010）。Dare 和Shillcock（2013）以健聽的英語母語大學生為被試，采用邊界范式，設置不同的預視條件。結果發現，與無關詞預視條件相比，在重復詞預視條件下，詞N 的注視時間更短。隨后，胡笑羽等（2013）在漢語母語讀者中重復了上述結果。也有研究者發現了與之相關的電生理證據（Mirault et al.,2020）。

聾人作為特殊群體，存在副中央凹視覺功能補償現象，這種現象可能會影響其PoF 重復效應的大小或發生時間。Dare 和Shillcock（2013）認為，PoF 重復效應與副中央凹啟動效應的原理相似，當副中央凹預視字與中央凹目標字相關時，會促進目標字的識別。結合聾人副中央凹啟動實驗的結果來看（劉璐, 2017; Prasad et al., 2017），預計聾人的PoF 重復效應會大于健聽讀者。而現有句子閱讀實驗的結果表明，聾人對副中央凹視野內文本信息的加工效率更高（劉璐, 閆國利, 2018;Yan et al., 2015）?；诖?，預期聾人能夠更快地獲得字N+1 的信息，并將其與字N 的信息進行整合，即聾人的PoF 重復效應出現得更早。

綜上，為了探討聾人句子閱讀過程中的副中央凹視覺功能補償現象對其中央凹加工過程的影響，本研究將采用邊界范式（胡笑羽 等, 2010），在自然閱讀的狀態下，操縱字N 和字N+1 之間的關系，測量聾人的PoF 重復效應。另外，為了排除閱讀技能和發展因素對實驗結果的影響，設置三組被試，分別是聾人組、閱讀能力匹配組和生理年齡匹配組，匹配組均為健聽讀者（劉璐, 閆國利, 2018）。由于聾人的副中央凹視野優勢（劉璐,閆國利, 2018; Yan et al., 2015），本研究預期：（1）相比閱讀能力匹配組，聾人的PoF 重復效應更大或者出現得更早；（2）相比年齡匹配組，聾人的閱讀水平較低，而副中央凹視覺功能補償現象能夠在一定程度上彌補這種不足，使得兩組被試的PoF 重復效應沒有差異。

2 研究方法

2.1 被試

聾人被試選自天津某聾人學校的初高中生，3 歲前失聰，優勢耳聽力損失程度大于80dB，未植入人工耳蝸，且父母均健聽。年齡匹配組選自天津某中學的初高中生，與聾人組的年齡和智力匹配。閱讀能力匹配組選自天津某小學四年級學生，與聾人組的智力、閱讀理解能力、閱讀流暢性和正字法意識匹配。

具體測驗如下。（1）智力測驗：本土化后的瑞文標準推理能力測驗，結果用百分等級表示（張厚粲, 王曉平, 1989）。（2）閱讀理解能力：要求被試閱讀一篇文章，并回答文末的題目，滿分15 分（李利平 等, 2016）。（3）閱讀流暢性：要求被試判斷句子的對錯，限時3 分鐘，計算其閱讀速度（字/分）（董瓊 等, 2012）。（4）正字法意識：要求被試判斷漢字是真字還是假字，滿分45 分（董瓊 等, 2012）。

采用G*Power 3.1 軟件計算樣本量，設置中等效應量f=0.25，α=0.05，Power=0.80，計算得到最少需要36 人。經過篩選和測驗，實驗最終包括54 人，每組18 人，測驗成績見表1。聾人組和年齡匹配組的生理年齡（p=0.413）和智力（p=0.897）均無顯著差異。聾人組和閱讀能力匹配組的智力（p=0.486）、閱讀理解能力（p=0.479）、閱讀流暢性（p=0.688）和正字法意識（p=0.904）均沒有顯著差異。

表 1 各組被試的測驗成績

2.2 實驗設計

3（被試類型：聾人組、閱讀能力匹配組、年齡匹配組）×3（預視條件：重復字預視、等同字預視、無關字預視）的混合實驗設計。其中，被試類型是被試間變量，預視條件是被試內變量。

2.3 實驗材料

填充句選自閆國利等（2021），正式實驗句的編制步驟如下。

（1）目標字選取。從小學一至五年級語文課本（人教版）的生字表中，選取足量的單字名詞，作為實驗句的目標字N。（2）句子編制。句長在14～18 個字之間，句中字N 和字N+1 都是單字詞，位于實驗句的中間位置。（3）聾校教師評定。請天津某聾人學校的兩位老師進行篩選，確保實驗句符合絕大多數聾人被試的閱讀水平。（4）小學生評定。請四年級學生對句子的難度（1=非常簡單，5=非常難）、通順性（1=非常不通順，5=非常通順）和字N 的預測性進行評定。實驗句的難度較低，M=1.76（SD=0.53），通順性較高，M=3.74（SD=0.49），且字N 的預測性較低，M=0.03（SD=0.05）。（5）無關預視字選取。在字N+1 的位置上，可能會呈現三種預視字：重復字（repetition）、等同字（identical）和無關字（unrelated）。重復字是原句的字N，等同字是原句的字N+1。

從生字表中，再次選取足量的單字名詞，作為無關預視字。三種預視字的筆畫數無顯著差異[F(2, 256)=0.02, p=0.931]，而字頻存在差異，F(2,256)=55.24，p＜0.001。等同字的字頻高于其他兩種預視字（ps＜0.001），重復字和無關字的字頻無顯著差異（p=1.000）。三種預視字的筆畫數和字頻結果見表2。

2.4 實驗設備和程序

實驗設備是EyeLink 1000Plus 桌面式眼動儀，顯示器的分辨率為1024×768 像素，被試眼睛距離屏幕63cm。每個漢字以28 磅宋體呈現，所占視角為1.3°。采用邊界范式，在字N 和字N+1 之間，設置無形的邊界，如圖1。當被試注視邊界之前的漢字時，在字N+1 的位置上，會呈現三種預視字。當被試眼跳越過邊界時，邊界后的字重新變回原句的字N+1（如“能”）。實驗共包括129 個實驗句和30 個填充句，其中38 個句子的后面有問題句，需要被試按鍵回答。采用拉丁方平衡實驗句和預視條件的匹配關系，編制三套程序，每名被試只做其中一套。

圖 1 實驗材料和預視條件示例

2.5 數據處理方法

眼動指標。以字N 和字N+1 位置為興趣區，分別計算被試的PoF 效應和預視效應。納入分析的眼動指標有：首次注視時間、凝視時間、總注視時間、回視入比率和回視出比率（Angele et al.,2013; Wang et al., 2021）。

數據剔除。對異常和極端數據進行剔除：（1）剔除注視時間小于80 ms 或大于1200 ms 的注視點。（2）剔除眼動記錄缺失的試次（1.35%）。（3）剔除邊界變化不合理的試次（10.51%）。（4）剔除邊界后圖片呈現延遲的試次。分析字N+1 的結果時，將邊界后圖片呈現時間延遲9 ms 以上的試次剔除（Angele et al., 2013），共剔除6.34%的試次。分析字N 的第一遍閱讀相關指標時，將延遲25 ms 以上的試次剔除（Angele et al., 2013），共剔除0.55%的試次。分析字N 的總注視時間和回視入比率時，剔除標準與字N+1 的標準一致。（5）分析時間指標時，剔除2.5 個標準差以外的極端試次，平均剔除1.72%的試次。

分析軟件。采用R 軟件（4.1.1）的lme4 軟件包（1.1-27.1），將時間指標log 轉化后，對其進行線性混合模型分析，對二分變量進行廣義線性混合模型分析，并采用lmerTest 軟件包（3.1-3）計算p 值。報告的結果有回歸系數β、標準誤SE、t/z 值和 p 值。

模型信息。第一個模型的固定效應是被試類型和預視條件，隨機效應是被試和項目，字N+1 的字頻是協變量。將聾人組視為基線，在三組被試之間設置兩對連續比較，即聾人組-年齡匹配組和閱讀能力匹配組-聾人組。同理，將無關字預視當作基線，在三種預視條件之間設置兩對連續比較。分析字N 時，無關字預視和其他兩種預視條件之間的差異，都可稱之為PoF 效應（Dare &Shillcock, 2013）。其中，PoF 重復效應是指重復字和無關字預視條件的比較（Mirault et al., 2020）。隨后，為了作進一步的簡單效應分析，參照前人研究（劉璐, 閆國利, 2018; 閆國利 等, 2019; 閆國利等, 2021），重新構建一個模型，將預視條件當作固定效應，單獨比較每組被試在不同預視條件之間的差異。

3 結果

聾人組、年齡匹配組和閱讀能力匹配組，問題句判斷的準確率分別為90%、95%和93%。被試類型的主效應顯著，F(2, 51)=4.79，p=0.012。聾人組的準確率低于年齡匹配組（p=0.010），而閱讀能力匹配組和其他兩組讀者的差異不顯著（ps＞0.05）。

3.1 字N 的注視結果

在不同預視條件下，三組被試對字N 的注視時間及回視入比率結果見表3。

表 3 字N 的眼動結果

聾人組的總注視時間高于年齡匹配組（β=0.19,SE=0.09, t=2.07, p=0.043），閱讀能力匹配組的回視入比率高于聾人組（β=0.39, SE=0.19, z=2.05,p=0.040）。相比無關字預視，重復字和等同字預視條件下字N 的凝視時間（|t|s≥2.15, ps＜0.05）和總注視時間更短（|t|s≥1.96, ps≤0.05），且回視入比率更低（|z|s≥2.42, ps＜0.05），存在 PoF 效應。

在總注視時間上，聾人組和閱讀能力匹配組在無關字和重復字預視條件之間的交互作用顯著（β=0.10, SE=0.05, t=2.12, p=0.034）。從平均值來看，兩組被試的結果趨勢相反，見圖2。聾人組在重復字預視條件下的總注視時間大于無關字預視（18 ms），存在預視代價。而閱讀能力匹配組在重復字預視條件下的總注視時間小于無關字預視（43 ms），表現出PoF 重復效應。

進一步比較每組被試在不同預視條件下字N 的結果，分析每組被試的PoF 效應。聾人組：相比無關字預視，等同字預視條件下的回視入比率更低（β=-0.61, SE=0.18, z=-3.37, p＜0.001），重復字預視條件下的凝視時間更短（β=0.06, SE=0.03,t=2.47, p=0.014），即聾人在早期閱讀指標凝視時間上表現出PoF 重復效應，如圖2 所示。年齡匹配組：相比無關字預視，等同字預視條件下的凝視時間更短（β=-0.08, SE=0.03, t=-2.45, p=0.015），且回視入比率更低（β=-0.93, SE=0.23, z=-3.98,p＜0.001）。閱讀能力匹配組：重復字和等同字預視條件下的總注視時間（|t|s≥2.51, ps＜0.05）和回視入比率（|z|s≥2.61, ps＜0.01）均小于無關字預視條件，即閱讀能力匹配組在晚期閱讀指標上表現出PoF 重復效應。

圖 2 字N 的凝視時間和總注視時間

3.2 字N+1 的注視結果

在不同預視條件下，三組被試對字N+1 的注視時間及回視出比率結果見表4。

表 4 字N+1 的眼動結果

聾人組的回視出比率低于閱讀能力匹配組（β=0.58, SE=0.23, t=2.50, p=0.013）。相比無關字預視，等同字預視條件下字N+1 的首次注視時間、凝視時間和總注視時間都更短（|t|s≥4.44,ps＜0.001），且回視出比率更低（β=-0.54, SE=0.11,z=-4.84, p＜0.001），存在等同預視效益。重復字預視條件下字N+1 的首次注視時間和凝視時間小于無關字預視（|t|s≥2.08, ps＜0.05）。

在回視出比率上，聾人組和閱讀能力匹配組在無關字和重復字預視條件之間的交互作用顯著（β=0.45, SE=0.22, t=2.05, p=0.041）。從平均值來看，閱讀能力匹配組在重復字預視條件下的回視出比率低于無關字預視，而這兩種預視條件對聾人沒有顯著影響，見圖3。

圖 3 字N+1 的首次注視時間和回視出比率

進一步比較每組被試在不同預視條件下字N+1 的結果，分析每組被試的預視效應。聾人組：相比無關字預視，等同字預視條件下的注視時間都更短（|t|s≥3.51, ps＜0.001），且回視出比率更低（β=-0.59, SE=0.20, z=-2.99, p=0.003）。年齡匹配組：等同字預視條件下的注視時間均小于無關字預視（|t|s≥2.36, ps＜0.05）。閱讀能力匹配組：相比無關字預視，等同字和重復字預視條件下的首次注視時間（|t|s≥2.29, ps＜0.05）和凝視時間更短（|t|s≥2.21, ps＜0.05），且回視出比率更低（|z|s≥2.57, ps＜0.05）。因此，三組被試都表現出穩定的等同預視效益。

4 討論

本研究采用邊界范式，測量聾人讀者、閱讀能力匹配組健聽讀者和年齡匹配組健聽讀者的PoF 重復效應。結果發現，聾人組的PoF 重復效應反映在早期閱讀指標，而閱讀能力匹配組的只出現在晚期閱讀指標。因此，相比閱讀能力匹配組，聾人組的PoF 重復效應出現得更早，表現出副中央凹視覺功能補償現象，與預期一致。

在聾人組和閱讀能力匹配組中，都發現了PoF 重復效應，與前人結果一致（胡笑羽 等, 2013;Angele et al., 2013; Dare & Shillcock, 2013; Mirault et al., 2020）。Angele 等提出兩種可能的解釋：（1）重復字預視條件下，讀者對字N+1 的預視加工促進了字N 的識別。（2）重復呈現的目標字中斷了當前注視字的加工。吸引者假說（attraction hypothesis）認為，若字N+1 的預視加工遇到困難，則預視字會吸引讀者的注意，使其提前計劃下一次眼跳，導致字N 的注視時間變短（胡笑羽等, 2010; Hy?n?, 1995）。

如果是由于重復字的“吸引”，破壞了字N 的加工，那么將會對隨后的閱讀過程造成負面影響，例如出現更多的回視。但是，重復字預視條件下的結果趨勢與該假設不符。因此，實驗結果不支持吸引者假說，即PoF 重復效應是由于重復字預視促進了字N 的識別。對年齡匹配組而言，目標字都是非常簡單的單字詞，在較短的時間內便能夠完成詞匯通達，所以沒有發現PoF 重復效應。

聾人組和閱讀能力匹配組的PoF 重復效應，在時間進程上存在區別。聾人組的PoF 重復效應出現得更早，直到晚期變為預視代價，與Yan 等（2015）語義預視的結果一致。這種時程上的差異可能是由于：（1）聾人采取更直接的字形-語義編碼策略。Yan 等認為，在漢語閱讀過程中，聾人可以通過字形-語義編碼通路更快地完成預視詞的語義通達，而無須依賴語音的中介。但是，由于重復字的語義信息和句子的語境信息不連貫，直到晚期加工階段，這種語義沖突最終破壞了閱讀過程，對字N 的識別產生即時的影響（崔磊 等,2010），表現出預視代價。（2）聾人的副中央凹視覺功能補償現象。劉璐和閆國利（2018）認為，由于聽覺信息的缺失，聾人的視覺功能會發生補償性改變，呈現出視覺注意資源的再分配，即與健聽者相比，聾人會將更多的視覺注意資源分配至中央凹以外的視野。這種視覺注意資源的分配模式，能夠提高聾人對副中央凹視野內文本信息的編碼速度（劉璐, 閆國利, 2018），促進其對字N+1 預視信息的提取和加工（閆國利 等, 2019）。

總而言之，上述兩種觀點都能解釋聾人的PoF 重復效應。但是，聾人能否加工語音信息仍然存在爭議（閆國利 等, 2019; Yan et al., 2015）。而且，重復字的視覺特征也能促進中央凹目標字的識別，無需完成預視字的語義通達（Angele et al.,2013）。所以，不能完全依靠字形-語義通路來解釋聾人的PoF 重復效應。本研究更傾向于支持聾人副中央凹視覺功能補償現象的存在，引起了聾人的早期預視效益和晚期預視代價。

對字N+1 的結果分析發現，在等同字預視條件下，三組被試都表現出穩定的等同預視效益，重復了閆國利等（2019）的結果。在重復字預視條件下，僅在閱讀能力匹配組中發現了預視效益。相比等同字預視，重復字和無關字都是不符合句子語境信息的預視字，都會對隨后的閱讀過程產生干擾（王穗蘋 等, 2009）。而聾人組和年齡匹配組在注視字N 時，就已經能夠意識到這個問題。由于閱讀能力匹配組的閱讀技能低于年齡匹配組，而且不存在視覺功能補償現象，所以在字N+1 的早期加工階段，仍然存在重復字預視效益，見圖3。隨后，通過更多的回視逐漸整合句子的語境信息，直到晚期加工階段，重復字和無關字預視條件之間的差異才消失。

聾人的副中央凹視覺功能補償現象會如何影響其閱讀過程？相比健聽讀者，聾人讀者的詞匯加工特點是否存在差異？關于上述問題，Bélanger和Rayner（2015）提出了聾人的詞匯加工效率假說（word-processing efficiency hypothesis）。該假說認為，與健聽讀者相比，在一次注視過程中，聾人讀者對詞匯的加工效率更高。本研究發現，聾人讀者的字N 回視入比率和字N+1 回視出比率低于閱讀能力匹配的健聽讀者。這說明聾人讀者在詞匯識別過程中，不需要多次回視，便能夠完成詞匯的語義通達，支持詞匯加工效率假說。Bélanger和Rayner 認為，這種高效的詞匯加工特點是由于聾人能夠快速地提取副中央凹視野內的預視信息，而且聾人詞匯識別過程無須語音編碼的參與，字形和語義的連接更加緊密。本研究再次證實了聾人句子閱讀過程中存在副中央凹視覺功能補償現象。但是，在漢語閱讀過程中，是否有語音編碼的參與（閆國利 等, 2019），仍有待后續進一步研究。

5 結論

在聾人讀者和閱讀能力匹配的健聽讀者中，發現了漢語句子閱讀時的PoF 重復效應。相比閱讀能力匹配組，聾人的PoF 重復效應出現得更早。這說明聾人對副中央凹視野內文本信息的加工效率更高，表現出視覺功能補償現象。