缺氧环境下汉字识别字义通达类型研究

缪丽珺，徐节峰2，谢旭慧

(1．上饶师范学院，江西 上饶 334001； 2．汪村学校，江西 上饶 334101)

一、引言

单字词识别中，词义是如何通达的，根据内隐性认知原理设计出的大量实验研究，得出相应有价值的理论三种：词形信息直接通达词义信息的直通理论[1]；词形信息转换成语音信息后再通达词义信息的语音中介理论[2]；词形信息直接通达词义信息和词形信息经由语音信息再达词义信息这两条通路同时并存的双通道理论[3，4](他们以英文词为实验材料)。

在已进行的各种研究设计范式中，各有自己的特点和优点。根据实验的缺氧环境条件，研究实验设计较适宜借鉴陈宝国和彭聃龄[5，6]的实验范式，比较缺氧干扰对基于语义和基于语音的启动反应时的影响，用以探索缺氧条件下词义通达的理论类型。实验操作采用汉字启动法，选取形似字对、音同字对、义近字对及无关字对，对各SOA条件中，单字词形音义启动反应时与无关启动反应时进行比较，观察形似字对、音同字对、义近字对启动效应出现的SOA时间，从而证明词义通达理论类型。在陈宝国和彭聃龄的实验报告中，高频汉字为实验材料时，基于语音的启动范畴判断作业条件下，音同字对没有出现启动效应，也许此种实验设计模式音同启动需要更长的SOA时间。根据Perfetti(1998)的实验结果[7]：SOA为57ms、85ms、145ms时，正好语音效应开始出现、语义效应开始出现、语义加工进一步完整的时间点，结合陈宝国和彭聃龄的基于语音的启动范畴判断作业条件下，高频汉字语音效应没有出现的实验结果，加之缺氧环境会干扰认知的特点，缺氧环境下汉字识别词义通达类型研究设计SOA时间探索性地选语音、语义效应均出现的145ms，同时在缺氧放大时间差的前提下，分别比较必须完成语义加工的基于语义的启动范畴判断作业条件下缺富氧环境间汉字启动反应时的差异和必须完成语音加工的基于语音的启动范畴判断作业条件下缺富氧环境间汉字启动反应时的差异，间接得出词义通达理论类型。有大量研究表明[8，9]，实验材料的使用频率影响着形音义启动反应时。本研究在选择实验材料时，也充分考虑了字频效应，选取大于30次/百万的汉字为高频汉字，而低于30次/百万的汉字为低频汉字。

缺氧环境的典型代表地为高原，高原地区气压低,氧分压低，大气含氧量低。研究实验地之一选取为青藏高原，据科学测定[10]，青藏高原空气稀薄,海拔4000米以上地区空气中的含氧量只有海平面的60%。缺氧环境对人们正常的生产生活产生大量消极影响，尤其干扰个体的认知活动。在这种特殊的缺氧环境下研究汉字认知词义通达类型，极大地丰富了汉字认知的实验条件，同时也为缺氧环境条件下的汉字教学提供理论依据，并能为缺氧环境下其它语言的认知研究提供借鉴作用。

二、实验一

1.研究目的

采用基于语义的启动范畴判断作业(即要求被试判断目标字是否是表示动物名称的字)，考察缺氧、富氧环境条件下，汉族大学生高低频单字词启动反应时的差异性。

2.研究方法

(1)被试

缺氧环境条件下大学生和富氧环境条件下大学生各21名，其中缺氧环境条件下大学生来自富氧地区，共计42名，文理各半，男女各半，视力正常。

(2)设计

实验采用4×2×2三因素混合实验设计，自变量有三个：启动类型有四个水平，分别为形似启动、音同启动、义近启动和无关启动；环境条件有两个水平，分别为缺氧环境和富氧环境两个水平；字频有两个水平，分别为高频单字词和低频单字词两个水平。其中启动类型和字频为被试者内因素。环境条件为被试者间因素。

(3)材料

实验材料之一为高频和低频的形似字对、音同字对、义近字对和无关字对，每种字对各20组。各字对中，第一个字为启动字，第二个字为目标字。基于判断任务的要求，规定两字都不是表示动物名称的字及两字的读音都不为“yi”，汉字选自《现代汉语频率字典》。 实验材料之二为60对目标字为动物名称字的单字词对，这些字的频率和笔画数和四种启动条件下目标字的频率和笔画数匹配。举例如表1。

表1 实验一材料举例

(4)程序

实验的反应时和错误率记录均通过DMDX3.1.4.1版软件在清华同方台式电脑上自动执行。实验用字在电脑上以6cm×6cm大小呈现，被试坐在60cm处反应。实验开始时首先在计算机屏幕中心呈现实验指导语：请你们仔细、认真地看第一个字，然后又快又准地判断第二个字是否是表示动物名称的字。如果是，按“←”键，如果不是，按“→”键。启动单字词呈现145ms后，紧接着呈现目标单字词，若1000ms后被试不做出反应，目标单字词消失，按错误记录这一反应，并呈现下一启动单字词、目标单字词，循环操作直至实验结束。正式实验前给被试一定的练习，使其熟悉实验任务及操作。

3.基于语义启动范畴判断作业条件下实验结果

在基于语义启动范畴判断作业条件下，对启动类型×字频×环境条件的MANOVA分析表明，启动类型主效应显著，F(3，38)=12.917，P<0.001；字频主效应显著，F(1，40)=4.574，P<0.05；环境条件主效应不显著，F(1，40)=0.890，P=0.351。启动类型 * 环境条件交互作用不显著，F(3，38)=1.190，P=0.326，字频 * 环境条件交互作用不显著，F(1，40)=1.247，P=0.271，启动类型 * 字频交互作用不显著，F(3，38)=2.761，P=0.055。启动类型 * 字频 * 环境条件交互作用不显著，F(3，38)=0.871，P=0.464。即基于语义启动范畴判断作业实验中，反应时数据分析结果显示，各交互作用均不显著。主效应中，启动类型主效应显著，对其进行多重比较，发现形似启动反应时小于音同启动、义近启动和无关启动反应时，且存在显著差异，其它两两间不存在显著差异。这一结果说明实验有形似启动效应出现(见表2)。

启动类型主效应显著，这与陈宝国和彭聃龄的实验证明类似；字频主效应显著，这与许多研究结果是一致的[9，10]，即汉字频率影响着形音义启动反应时；环境条件主效应不显著，说明环境氧含量对基于语义启动范畴判断作业实验汉字启动时间没有影响。

表2基于语义启动范畴判断作业下缺富氧环境条件下的反应时比较(ms)

高频 汉字缺氧(M±SD)富氧(M±SD)差异量低频 汉字缺氧(M±SD)富氧(M±SD)差异量形似启动685.22±74.15655.60±56.1429.62711.63±104.61682.48±50.1929.15音同启动718.40±107.48696.60±59.5921.80717.50±91.20717.55±47.49-0.05义近启动721.43±83.68700.11±54.4921.33737.31±104.99705.83±64.9231.48无关启动726.50±113.57696.99±55.9529.51702.52±106.10698.88±50.273.64

(*表示在.05水平上显著，**表示在.01水平上显著)

对错误率的数据分析表明，启动类型主效应不显著，F(3，38)= 0.315，P= 0.815；字频主效应不显著，F(1，40)=1.872；P=0.179；环境条件主效应不显著，F(1，40)=1.918；P=0.174。启动类型 * 环境条件交互作用不显著，F(3，38)=0.722，P=0.545；字频 * 环境条件交互作用不显著，F(1，40)=0.408，P=0.527；启动类型 * 字频 * 环境条件交互作用不显著；F(3，38)=1.879；P=0.150，启动类型 * 字频交互作用显著，F(3，38)=3.560，P<0.05。即基于语义启动范畴判断作业实验中，错误率数据分析结果显示，各主效应均不显著。交互作用中，只有启动类型 * 字频交互作用显著，对其进行简单效应检验，发现在以高频汉字为实验材料时，无关启动错误率显著高于形似启动和义近启动的错误率，其它两两间不存在显著差异，这一现象说明从错误率角度反映了实验有形似启动和义近启动效应出现；而在以低频汉字为实验材料时，两两间均不存在显著差异。

总之，实验一的结果从反应时维度上表明，缺氧环境条件下，基于语义启动范畴判断作业实验中，汉字启动出现在形似启动效应上；但从精确判断维度上表明，缺氧环境条件下，基于语义启动范畴判断作业实验中，汉字启动出现了形似启动和义近启动效应。这一实验结果支持缺氧环境下汉字识别词义通达符合直通理论。

三、实验二

1.研究目的

采用基于语音的启动范畴判断作业(即要求被试判断目标字的读音是否为“yi”)，考察缺富氧环境条件下，汉族大学生高低频单字词启动反应时的差异性。

2.研究方法

(1)被试

另外42名大学生，来自缺氧环境条件下大学生和富氧环境条件下大学生各21名，其中缺氧环境条件下大学生来自富氧地区，文理各半，男女各半，视力正常。

(2)设计

实验设计为4×2×2三因素混合实验设计，启动类型、环境条件、字频是其三个自变量，水平分别为4、2、2，被试者内因素有启动类型和字频，被试者间因素为环境条件。

(3)材料

高低频的形似字对、音同字对、义近字对和无关字对各20组实验材料与实验一相同，实验材料之二为60对目标字为读音是“yi” 的单字词对，这些字的频率和笔画数和四种启动条件下目标字的频率和笔画数匹配。举例如表3。

表3 实验二材料举例

(4)程序

运用DMDX3.1.4.1版软件在清华同方台式电脑上自动记录实验的反应时和错误率，实验用字大小也为6cm×6cm，被试与电脑的间距也为60cm，实验的其它程序与实验一相同，但实验开始时呈现的实验指导语改为：请你们仔细、认真地看第一个字，然后又快又准地判断第二个字是否是读音为“yi”的字。如果是，按“←”键，如果不是，按“→”键。启动字与目标字的SOA时间仍然为145ms，判断无反应为错误的时间间距标准也为1000毫秒，同样给被试足够的练习。

3.3 基于语音启动范畴判断作业下实验结果

在基于语音启动范畴判断作业条件下，对启动类型×字频×环境条件的MANOVA分析表明，启动类型主效应显著，F(3，32)=5.057，P<0.01；字频主效应不显著，F(1，34)=1.407，P=0.244；环境条件主效应显著，F(1，34)=11.265，P<0.01。启动类型 * 环境条件交互作用不显著，F(3，32)=0.528，P=0.666；字频 * 环境条件交互作用不显著，F(1，34)=3.302，P=0.078；启动类型 * 字频 * 环境条件交互作用不显著，F(3，32)=1.621，P=0.204；启动类型 * 字频交互作用显著，F(3，32)=3.549，P<0.05。主效应中，启动类型主效应显著，对其进行多重比较，发现形似启动反应时小于音同启动和无关启动反应时，且存在显著差异，其它两两戒不存在显著差异；交互作用中，只有启动类型 * 字频交互作用显著，对其进行简单效应检验，发现在以高频汉字为实验材料时，形似启动反应时小于音同启动和无关启动反应时，且存在显著差异，其它两两间不存在显著差异；而以低频汉字为实验材料时，两两间均不存在显著差异。

环境条件主效应显著，对不同字频材料中不同环境条件下，反应时数据进行分析，从表4中可以看出，无论是以高频汉字为实验材料还是以低频汉字为实验材料时，基于语音启动范畴判断作业条件下，高平原环境间在形似启动、音同启动、无关启动三个纬度上反应时平均数均存在显著差异。义近启动在以高频汉字为实验材料时，高平原环境间汉字启动反应时平均数不存在显著差异，在以低频汉字为实验材料时，高平原环境间汉字启动反应时平均数也存在显著差异。

表4 基于语音启动范畴判断作业下缺富氧环境条件下反应时比较(ms)

(*表示在.05水平上显著，**表示在.01水平上显著)

启动类型主效应显著，这与陈宝国和彭聃龄的实验结果类似；字频主效应不显著，这可能与实验任务有关，即被试判断目标字的读音是否为“yi”时必须完成语音加工，而语音加工的时间相对较长，其汉字频率影响相对就小到忽略不记，表现在数据统计上没有显著差异；环境条件主效应显著，说明缺氧干扰对汉字启动语音加工产生显著影响。

在对不同字频材料中不同环境条件下，反应时数据进行对比分析，发现高频义近启动条件下，缺富氧环境间汉字启动反应时平均数不存在显著差异，在以低频汉字为实验材料时，缺富氧环境间汉字启动反应时平均数却存在显著差异，这进一步证明语义获得的时间早于语音，而低频字使用频率较低，其汉字启动反应时相对较慢，缺氧干扰效应就明显表现出来了。

对错误率的数据分析表明，启动类型主效应显著，F(3，32)=3.615，P<0.05，进一步进行多重比较，发现形似启动错误率小于音同启动和义近启动错误率，且存在显著差异，其它两两间不存在显著差异，这一现象说明从错误率角度反映了实验出现了形似启动效应；字频主效应显著，F(1，34)= 4.589，P<0.05；环境条件主效应不显著，F(1，34)=3.338，P=0.076。启动类型 * 环境条件交互作用以及字频 * 环境条件交互作用均不显著；启动类型 * 字频 * 环境条件交互作用不显著。启动类型 * 字频交互作用显著，F(3，36)=8.94，P<0.001，对其进行简单效应检验，发现在高频汉字中，义近启动错误率远小于音同启动和无关启动，这一结果说明从错误率角度反映了实验中义近启动早于音同启动和无关启动；而在低频汉字中，由于被试出现焦虑情绪，义近启动错误率远大于形似启动和无关启动，音同启动错误率也远大于无关启动。

总之，实验二的结果从反应时维度上表明，缺氧环境条件下，基于语音启动范畴判断作业实验中，汉字启动出现在形似启动效应上；但从精确判断维度上表明，缺氧环境条件下，基于语音启动范畴判断作业实验中，汉字启动出现了义近启动效应；同时，由于在基于语音启动范畴判断作业任务中，实验者判断任务的完成必须获得语音信息，实验结果是缺富氧环境条件下汉字启动反应时比较除了高频义近启动反应时平均数不存在显著差异外，其它维度汉字启动反应时平均数均存在显著差异，说明缺氧环境对语音信息的获得造成极大的影响，而对语义信息的获取影响不大，即反映为在高频汉字任务中没有影响，只有在不太熟悉的低频汉字中才出现影响。这一实验结果进一步支持缺氧环境下汉字识别词义通达符合直通理论。

四、综合讨论

由汉字识别词义通达三种理论的内容可得知，如果汉字识别词义通达符合直通理论，则语义加工的时间短于语音加工的时间；如果汉字识别词义通达符合语音中介理论，则语义加工的时间应该长于语音加工的时间；再如果汉字识别词义通达符合双通道理论，则语义加工的时间应该或短于或长于语音加工的时间。实验一采用基于语义启动范畴判断作业任务，实验者判断任务的完成必须完成语义加工，获得语义信息，且其缺富氧环境间汉字启动反应时间不存在显著的差异，说明语义加工时间较短，缺氧干扰对其造成的影响不大。实验二采用基于语音启动范畴判断作业任务，实验者判断任务的完成必须完成语音加工，获得语音信息，但这一实验结果是除了高频义近启动反应时平均数不存在显著差异外，其它维度汉字启动反应时平均数均存在显著差异，说明语音加工时间较长，缺氧干扰对其造成极大的影响。综合两个实验的结果，可以认为字义加工早于字音加工，这充分说明在缺氧这一特殊环境下汉字识别词义通达符合直通理论。这一结果与以往的很多研究结果是相同的[5、11、12]。

汉字是当今世界上独一无二的表意文字，因形表意，字形是它的本体。虽然汉字中有大约90%的形声字，但其声旁的总体表音度仅为66.04%[13]，但却有85.92%的形声字形旁与意义有一定的联系，可见汉字的义旁对字义的提取有重要的影响[14]，加之汉字的字形和语音能够独立分离，汉字中存在很多读音相同而字形不同的字，也存在字形相似而语音不同的字[15]，所以在汉字认知的过程中，语音与字形联系的紧密程度远小于语义与字形联系的紧密程度。可以说缺氧环境条件下汉字识别词义通达符合直通理论也是由它本身的特点决定的。