语音记忆和视觉记忆在儿童汉语识字能力中同样重要吗？一个元分析综述

伍秋萍　郑佩芸　邢滨钰　康洁　郭琎

摘要 国外基于拼音文字的众多实证研究发现有阅读困难的儿童可能存在语音记忆方面的缺陷，表现为对文字信息而非视觉空间信息的存储困难。然而，关于普通儿童汉语识字能力方面，虽不少研究探讨到了工作记忆在其中的重要贡献，但目前为止依然对语音与视觉记忆在当中的角色没有一致的定论，也尚未有一篇元分析研究整合过过往的实证文献。因此，本文尝试采用元分析的方法试图澄清两种不同的工作记忆在儿童习得汉字中的不同功能。结果发现，工作记忆与儿童汉语识字能力的整体相关为0.24；语音记忆与儿童汉语识字能力的相关是0.34，而视觉记忆与儿童汉语识字能力的相关仅有0.14。本研究的结果支持以Wagner和Torgesen为代表的“泛语音论”的推测，也符合Perfetti和Dunlap（2008）的普适性的语音原则的预期，表明汉语阅读中代表着语音加工技能的语音记忆依然是汉字习得的核心驱动器。

关键词 语音记忆，视觉记忆，汉语识字，元分析。

分类号 B842.3

1.前言

工作记忆在阅读过程中发挥着举足轻重的作用，帮助读者及时有效地暂存语音或视觉信息，是儿童阅读能力发展的重要前提。然而，不同类型的工作记忆在特定语言文字系统的阅读任务中发挥的作用是目前尚未被清晰解答的一个重要议题。根据Baddeley和Hitch（1974）经典的工作记忆三成分模型，工作记忆是一个多层次的信号加工系统，个体在中央执行控制系统的调配监控下加工和存储来自外界的信号，其中用于操作视觉图象信息的次级系统称为视觉空间存储器，用于操作语音信息的次级系统称为语音回路，三个成分的相互运作构成了人类认知活动的基础（Baddeley，1986）。在探讨阅读这样一个特定的认知任务时，研究者发现语音回路是个体成功完成阅读任务的关键支撑，甚至被称为“语言学习的驱动器”（Baddeley，Gathercole，& Pa-pagno，1998；Gathercole & Baddeley，1989），可见其在阅读学习中的重要性。西方研究者在讨论到工作记忆在阅读中所发挥的重要角色时，实际上指的是语音记忆，即工作记忆模型中的语音回路部分。例如，Wagner和Torgesen（1987）在提出语音加工能力的成分模型时将工作记忆视为语音加工过程中的一个重要成分，与语音意识、快速命名共存，指的是语言处理或文字加工的过程中能否及时有效地在声音表征系统中编码语音信息并存储下来的能力。这种短时存储和加工处理的能力构成了个体识字、阅读理解的重要基础。事实上，语音记忆在阅读中的重要性已得到了不少西方实证研究的支持。Mann和Liberman（1984）的追踪证据显示幼稚园学童的语音记忆能力可以预测其未来小学一年级的阅读能力。类似的证据还有很多，Swanson，Zheng和Jerman（2009）通过元分析的研究范式整合了过往20余年关于英文阅读的研究，发现阅读障碍儿童在记忆任务上的表现要明显落后于普通儿童，差异效应达到-0.89。当他们进一步将工作记忆的测量进行区分时，发现无论是强调了情境加工的工作记忆还是没有施加多重任务干扰情况下测量的语音记忆，阅读障碍儿童均显著落后于普通儿童，且落后程度之间无显著差异。换言之，阅读障碍儿童的工作记忆缺陷主要表现为对语音信息的存储加工问题。其实，儿童对语音信息进行加工和存储能力上的滞后并不仅仅是特异于英文的一种独有现象，在其他不同的语言里也有不少研究发现阅读困难儿童在语音记忆方面存在缺陷（Melby-Lervag，Lyster，& Hulme，2012；Smythe，Everatt，Gyarmathy，Ho & Groeger，2003；Taibah & Haynes，2011）。

虽然在不同的文字系统中，我们可以肯定工作记忆在阅读中的独特功能，但是不同文字的阅读任务中，读者所依赖或启动的是否是同一种工作记忆，研究者至今尚未有定论。我们还无法清晰地回答究竟什么类型的工作记忆在特定的阅读任务中发挥着重要作用。在特定语言的阅读任务中区分发挥作用的工作记忆类型有着重要的意义，一方面可以加深我们对工作记忆在阅读中的工作机制的认识，另一方面可以为临床心理学家、教育者提供实践指导，更好地帮助阅读困难者提升阅读能力。如前所述，在拼音文字语言系统中，研究者肯定了语音记忆在阅读中的独特贡献。然而，语音记忆是否在非拼音文字的阅读中有着同等的重要地位，依然存在很大的争议。汉语是当今世界上作为母语使用人数最多的语言，也是世界上最古老和至今通用语言时间最长的语言之一，无疑是非拼音文字的典型代表。在汉语阅读中来窥探不同的工作记忆的功能，可以帮助我们理清语音记忆和视觉记忆的不同的工作机制。

在汉语阅读中，究竟语音记忆更重要还是视觉记忆更重要？对这一问题的回答，存在两种理论上的推测。以Wagner和Torgesen为代表的一派研究者认为语音记忆的功能应该存在跨语言的普遍性。在Wagner和Torgesen（1987）的语音加工能力模型中，工作记忆被视为一种语音加工的能力，语音记忆能力强的个体可以在识字过程中准确地在声音表征系统中编码语音信息并存储下来，从而达到巩固的效果。这种论调也非常符合Perfetti和Dunlap（2008）所提出的普适性的语音原则（Universal Pho-nological Principle，UPP），即所有的文字系统，识字的本质无非是将构形单位与言语单位进行匹配联结，所以在学习阅读的初级阶段我们是不可能脱离语音系统这个驱动器的。我们将这一派的言论统称为“泛语音论”，即支持语音技能的普适性。然而，这一派的观点还是受到了一些来自跨语言，特别是非拼音文字的研究的质疑。以汉语为背景的一些研究指出，汉语是一种表意文字，它和拼音文字存在很大差异，它没有像英文那样明晰的形素音素对应规则（grapheme-phoneme correspondence rules），即很难像英文那样从汉字的构形直接解码出语音信息。若要巩固汉字的学习，关键在于对汉字的视觉特征的检索和编码。这些学者从而推测，工作记忆中时常被西方学者所忽视的另一块存储系统，即视觉工作记忆，可能对一些强调字形的非拼音文字的阅读有着特殊意义（Huang & Hanley，1997；Siok &Fletcher，2001）。我们暂且将这一派的观点称为“视觉论”。一项跨语言的研究分别对以英语、匈牙利语和汉语为母语的阅读困难学童以及相匹配的普通学童施测了语音工作记忆和视觉工作记忆，结果发现只有以汉语为母语的阅读困难学童在存储抽象视觉刺激序列方面显著落后于相匹配的普通学童，支持了视觉技巧在汉语阅读中的重要性的推断（Smythe，Everatt，Gyarmathy，Ho，& Groeger，2003）。另外还有一项年级跨度较大的调查研究也支持了视觉论的观点（Siok & Fletcher，2001）。Siok和Fletcher（2001）调查了北京154名来自一年级、二年级、三年级和五年级的学生，同时施测了与阅读相关的系列认知任务以及汉语拼音知识，结果发现学生视觉技巧上的个体差异是可以用来预测和解释学生在低年级时期的阅读成绩的，而汉语拼音知识的贡献则发生在二年级以后。

纵观目前汉语研究的文献，同时涉及到了工作记忆和汉字习得的实证研究其实不少，但回应什么类型的工作记忆在汉字习得中发挥作用的研究却凤毛麟角，也尚未有一篇元分析研究整合过过往的实证文献来回应这一议题。本研究试图将语音记忆和视觉记忆区分开来，采用元分析的方法来综合考虑和比较这两种工作记忆类型与汉语识字之间的关系。元分析技术是一种对既往研究的结果进行定量整合的方法，在评估整体效应的同时也能用于探讨可能存在的调节变量，特别适用于理清存在分歧的研究问题，在结合传统的文献综述的基础上可以帮助研究者对某一特定领域描绘出宏观而清晰的轮廓从而推动理论的发展（Borenstein，Hedges，Higgins，& Rothstein，2009；Lipsey & Wilson，2001）。鉴于语音工作记忆和视觉工作记忆在汉语阅读习得中的角色尚未理清，而过往的实证探讨也已经累积到了一定的阶段，现有的存在分歧结论的文献到了一个可以整合的阶段，以帮助我们进一步看清两种工作记忆的工作机制以及汉语习得可能存在的特异性，而元分析的方法正契合了本研究的目的和需要。本研究将整合过往同时涉及了工作记忆与汉语阅读的实证研究，将工作记忆区分并编码为语音记忆和视觉记忆两种类型，选取关联强度为效应指标，对比两种工作记忆与汉语识字能力之间的关系，以此回应究竟在儿童汉语识字能力的发展中，是语音记忆更重要还是视觉记忆更重要。

2.研究方法

2.1 文献搜索和筛选标准

以记忆、阅读为关键词，通过搜索ISI知网、Psy-cArticles等国际数据库搜索到发表于国际期刊的相关文献，再从中国期刊全文数据库搜索发表于中国内地的相关文献。之后，按如下的标准筛选文献：（1）文献必须是研究报告类型，同时测量了工作记忆和汉语字词阅读；（2）研究结果中必须报告了工作记忆的类型、样本大小以及工作记忆与字词阅读之间的相关系数，若数据信息不全则将其剔除。最后，筛选出用于元分析计算的文献10篇。

2.2 编码程序

首先，每篇文献中的独立研究所报告的工作记忆与字词阅读的相关系数被记录下来作为元分析的效应值。其次，系列与研究特征相关的指标被记录下来，包括：工作记忆类型、发表年限、样本年级水平、样本量。

2.3 统计方法

本研究的统计程序完全参照Borenstein等人（2009）所著的《Introduction to meta-analysis》中所介绍的标准程序完成。第一步，选择效应模型（例如，随机效应模型）并综合所有研究的效应值；第二步，齐性检验，只有齐性检验显著的情况下我们才接着做后续的分析；第三步，调节变量为分类变量的情况下，分别统计不同类型或条件下的整合效应，并比较不同的整合效应之间是否存在显著差异。

3.结果

3.1 研究特征描述

本研究从筛选出的10篇文献中得到36个独立样本，共包含3246名被试。这些研究发表于1999年至2009年间，全部样本的平均年龄为8.25（SD=2.14），范围从3岁到11岁半，横跨幼儿园至小学六个年级。表1列出了用于本元分析的所有研究的效应值以及抽样被试的年龄、地域等背景信息。

3.2 整体关联效应

在不区分工作记忆类型的情况下，元分析的结果发现工作记忆确实与汉语字词阅读之间存在显著的关联，未权重的平均关联效应达到0.232，其95%的置信区间为（0.163，0.300），而加权后的平均关联效应达到0.247，其95%的置信区间为（0.177，0.295）。齐性检验（Homogeneity test）发现，各个关联效应之间是不齐性的（Q=154.85，df=49，p<0.001）。

3.3 语音记忆与视觉记忆的对比

齐性检验已揭示了效应之间的非齐性，将工作记忆的类型编码为调节变量，用工作记忆的分类来解释效应之间的变异。结果显示，语音记忆与汉语识字之间的整体关联强度为0.336，其95%的置信区间是（0.240，0.425）；视觉记忆与汉语识字之间的整体关联强度为0.158，其95%的置信区间是（0.056，0.256）。语音记忆与汉语识字之间的关系显著强于视觉记忆，t=2.628，df=34，p=0.013。在控制了方言背景和抽样样本的平均年龄等可能存在影响的变量后，两种工作记忆与汉语字词阅读之间的关联强度仍然存在显著差异，t=2.107，df=31，p=0.043。

4.讨论

虽然目前基于拼音文字的系列研究都支持语音记忆对识字能力的重要性，但对于汉语这样一种非拼音文字而言，究竟是语音记忆对于汉语识字能力更重要还是视觉记忆更重要，研究结果尚存在分歧。本研究通过元分析的方法整合了现有的同时涉及了工作记忆和汉语识字能力的实证文献。结果发现工作记忆与汉语识字之间存在中等强度的关联效应（r=0.247），不同研究之间的关联效应的变异不可忽视。当人们考虑工作记忆类型为调节变量的时候，结果发现语音记忆与汉语识字之间的关联强度要显著大于视觉记忆，一定程度上解释了不同研究之间关联效应的变异来源。下面，我们将从两个方面讨论本研究的两个重要发现。

4.1 一般工作记忆成分在识字阅读中的普遍功能

从整体关联效应来看，工作记忆与汉语识字能力之间存在显著的关联效应。结果与Gathercole及其合作者所开展的系列基于工作记忆与英语阅读的实证研究所得到的结论基本一致（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）施测了多个工作记忆任务并合并为一个指标纳入回归方程，结果发现整合后的工作记忆与阅读之间的关联大概在0.25左右。本研究的元分析所得到的0.247的相关效应是整合了不同的工作记忆任务的结果，与Gathercole合并多个任务的做法类似，它所代表的是不同的工作记忆任务背后所测量的一般工作记忆成分。在的元分析所整合的各项实证研究中，有些研究所测量的工作记忆偏重于语音，有些研究则偏重于视觉。然而，无论哪种工作记忆任务的完成都离不开工作记忆模型中处在调控角色的中央执行控制系统的配合。所以，本研究推测工作记忆加工系统中的中央执行控制在习得阅读中的功能是普遍的，它构成了不同工作记忆任务所测量到的一般工作记忆成分的重要支撑。不难想象，无论是阅读英文、阿拉伯文还是汉语，个体都需要调动和分配大脑中的注意力等认知资源，并监控存储系统完成对文字信息的进一步加工使其逐渐进入大脑的长时记忆，最终成为一种以某种表征而存在的知识。如陈天勇、韩布新和李德明（2003）在其综述中指出的那样，中央执行功能是工作记忆系统中最重要却又研究最少的一个成分，它在汉语阅读中的功能的探索有待于未来研究结合脑电成像、功能核磁共振等先进技术来实现。然而，值得注意的是，这个关联强度并没有我们想象中的那么强，而是仅仅0.247的中等强度的效应，说明汉语阅读这项高级认知活动不仅仅依赖于工作记忆，还有其他基础技能或知识的支持，例如个体对汉语拼音方案的掌握、语音意识、语素意识等（Shu & Anderson，1997）。

4.2 语音记忆比视觉记忆在汉语识字阅读中更重要

汉语阅读的实现除了依赖中央执行控制外，也需要一个暂时的信息加工与存储的系统，该系统能够保存被激活的信息表征以备进一步加工之用。那么，工作记忆中的两个次级存储系统究竟哪一个在汉语阅读中起着主导作用呢？通过对比语音工作记忆和视觉工作记忆对汉字阅读的贡献发现，对语音信息的加工存储系统占据了优势地位。语音工作记忆与汉语识字的相关达到0.336的中等强度，而视觉工作记忆与汉语识字之间仅达到0.158的弱相关。这一结果与西方两项基于拼音文字的元分析发现基本一致。在Swanson（2009）的元分析中，存在阅读困难的儿童在记忆方面的缺陷主要来源于对言语材料的记忆而非视觉空间的材料。一项最新元分析研究则报告了与本研究所得效应几乎完全相等的效应值（Melby-Lervag，Lyster，& Hulme，2012）。据Melby-Lervag等（2012）的元分析报告，阅读困难儿童与普通儿童在语音记忆方面的差异效应为-0.71。本研究根据Borenstein等（2009）所介绍的效应值指标之间的转换公式将Melby-Lervag等（2012）报告的标准化均值差异效应（d值）转换为简单相关系数（r值），得到语音记忆与英语阅读之间的相关系数（r=0.335）。可见，语音工作记忆无论是与英语阅读的关联还是与汉语阅读的关联均在0.3左右的中等强度。然而，由于英语阅读研究中并不重视视觉工作记忆的角色，故在这两项较新的元分析中均没有报告视觉工作记忆与阅读之间的关系，使得我们无法直接比较。但是，本研究的结果已经足以支持以Wagner和Torgesen（1987）为代表的“泛语音论”的推测，也符合Perfetti和Dunlap（2008）的普适性的语音原则的预期，表明汉语阅读中代表着语音加工技能的语音工作记忆依然是汉语阅读学习的核心驱动器。虽然我们的研究支持语音工作记忆更重要的论调，但我们依然无法明确地解答语音工作记忆是如何在汉语阅读中起作用的。根据Baddeley和Hitch（1974）的工作记忆三成分模型对语音回路的界定，它还包括了两个次级结构，分别为语音存储装置和发音/默读复述装置。神经机制方面的证据表明这两个装置确实独立存在且由不同的脑区负责，其中布劳德曼区44区（运动性语言中枢，位于额下回后部）与语音存储有关，而布劳德曼区6区和44区则与复述有关，两者共同配合构成了语音记忆在阅读中发挥作用的基础（Baddeley，2003）。王丽燕和丁锦红（2003）的综述简述了这两种装置的功能，其中语音存储装置主要用于暂时性地保留语音材料的痕迹，大概在两秒之内，之后则必须通过发音复述装置的复述才能持续保留更长的时间。发音复述装置则同时具备复述和转述两个功能：一是通过默声复述听觉信息来刷新语音存储装置中的记忆痕迹使其得到增强并保持下来；二是通过默读命名记录视觉方式呈现的材料，以便将视觉形式的语音信息转化为听觉形式的语音信息，从而使其进入语音存储装置。其中的转述规则需要调用长时记忆系统中已经存储的知识来实现运作。既然不同文字之间的形素音素对应规则存在巨大的差异，本研究推测，个体对语音信息的复述/转述的形式和速度在不同语言之间可能存在差异。国内已有学者用发音抑制范式和无关言语干扰范式探索了语音回路在汉语阅读理解中的作用并证明了汉语阅读理解的成绩会因为这两种装置的正常工作受到干扰而导致下降（鲁忠义，张亚静，2007）。然而，探讨语音在汉语识字过程中的作用的研究还鲜见，这也是未来研究亟待重视和重新探索的重要议题。

另外，特别值得注意的是，虽然本研究发现语音工作记忆与汉语识字的相关显著高于视觉工作记忆，但这并不代表视觉工作记忆就不重要。在本研究的元分析结果中，视觉工作记忆与汉语识字之间的相关依然是显著的。根据“视觉论”的一派观点，汉语由于缺乏像英文那样明晰的形素音素对应规则，使得视觉特征的检索编码能力在汉语阅读中凸显出来。如Siok和Fletcher（2001）所指出的那样，汉字学习可能存在这样两个特殊阶段，第一个阶段是象形阶段（logographic phase），这一阶段的汉字对于学童而言就像一副图，他们学习的途径就是掌握每一个字的图形特征从而逐渐形成这个字的独特表征；第二个阶段是构形-语音阶段（orthographic-phonological phase），这一阶段的字形已经能够与普通的视觉图形区分开来，有了文字本身的特殊含义和表征，并实现字形与语音的精确匹配。在所整合的实证研究中，年龄跨度较大，其中以小学生为主。本研究推测，象形阶段发生的时间可能比Siok和Fletcher（2001）所推测的小一还要早，可能在幼稚园阶段就已经发生。另外，象形阶段到构形-语音阶段的转变可能是很迅速的，在儿童有了一定的识字经验后就能快速地进入异于图形的文字世界。所以，未来的研究若要详尽地探讨视觉工作记忆在汉语识字过程中的机制问题，对学童的年龄的界定要格外地细致。

5.结语

综上所述，纵使在汉语这样一个形音匹配模糊的文字系统里，本研究依然发现语音记忆在汉语字词阅读中扮演了一个比视觉记忆更重要的角色。研究的结果支持以Wagner和Torgesen（1987）为代表的“泛语音论”的推测，也符合Perfetti和Dunlap（2008）的普适性的语音原则的预期，表明汉语阅读中代表着语音加工技能的语音记忆依然是汉语阅读学习的核心驱动器。本研究的发现可能重新点燃汉语阅读领域对语音加工这一普遍议题的重视，也给人们带来关于工作记忆、汉字阅读测量方面的思考和教学上的反思。