儿童早期言语信息更新能力的发展及其与工作记忆、抑制控制的关系*

梁 英 曹 琼 李竺芸 何 洁

(浙江大学心理与行为科学系，杭州 310028)

1 前 言

人类一般通过直接经验(观察或体验)或间接经验(言语和文字)来获取知识，其中占大多数的是间接经验，即他人告诉我们的信息，也被称为证言(testimony；Harris，2002)。我们不难发现，证言描述的主体往往是不在场的。比如“今天小明改变了风格，他理了一个很奇怪的发型”。这时候我们需要根据这个证言去更新原先我们对小明发型的认知表征，这种利用听到的言语信息来更新原先的认知表征的能力被称为言语信息更新能力(verbal updating；Ganea，Shutts，Spelke，& DeLoache，2007)。这种言语更新能力对于个体表征不在场的客体有重要作用，在现实生活中大量认知表征的更新都是通过言语来完成的。

自皮亚杰时期以来，儿童更新客体表征的能力就引起了研究者浓厚的兴趣。利用搜索任务，研究者探索了儿童客体表征的更新能力的发展(Haake & Somerville，1985；Hunter，1917)。最经典的是皮亚杰提出的“A非B”任务，10个月的儿童就能通过此任务(Harris，1973)。不过该任务涉及的只是视觉更新能力，儿童是否能够利用言语信息来更新原先的视觉信息呢？Ganea和Harris(2010)设计了一个研究来探讨这种能力的发展。在研究中，23个月或30个月的儿童首先看到主试把一个玩具放在A处，然后研究者把玩具转移到B处。这种位置变化通过两种方式展现：一种是直接让儿童看到这种位置变化(观察条件)；另一种是通过研究者的口头语言告知(证言条件)，考察儿童是否能够成功找到该玩具。结果表明，30个月的儿童在两个条件中都能成功，而23个月的儿童只能通过直接观察完成任务。

为什么23个月的儿童不能顺利通过言语信息来更新玩具的位置？当儿童在进行言语更新时，他们需要完成以下三个步骤：首先，理解并编码新的语言信息，如果儿童连言语都不理解，也就无法进行此任务；其次，在他们听到新信息时，能够激活对玩具原先位置的表征，这涉及信息的存储和提取等记忆能力；最后，儿童需要忽略冲突信息、把新位置信息存储加载到对应玩具的表征上，这涉及抑制控制能力(Ganea & Harris，2013)。言语能力在这里不做赘述，本研究旨在探讨工作记忆与抑制控制这两个可能影响儿童言语更新能力发展的因素。

工作记忆和抑制控制都是公认的早期执行功能的重要组成成分(Garon，Bryson，& Smith，2008；Roncadin，Pascual-Leone，Rich，& Dennis，2007)。执行功能是指个体对思想和行动进行有意识控制的加工过程(Diamond，2013；李红&王乃戈，2004)。执行功能在儿童早期开始快速发展(张文静&徐芬，2005)。前人的研究结果表明，在经典的搜索任务中，执行功能可能是儿童犯错误的重要因素(Zelazo，Reznick，& Spinazzola，1998)。

工作记忆和抑制控制可能在言语更新中发挥重要作用。工作记忆是一种对信息进行暂时加工和存储记忆的系统，尽管它容量有限却在许多复杂的认知活动中起重要作用(Best & Miller，2010)。儿童之所以能够对不在眼前的客体进行信息更新，从根本上来说是因为具有提取和保存该客体表征信息的能力。有研究者认为，无法激活和提取工作记忆中的表征可能是导致儿童言语更新失败的一个原因(Galazka & Ganea，2014)，但是该研究主要关注比较简单的物品属性的更新(比如，玩偶被弄脏了)，工作记忆是否在相对较难的位置更新(比如，玩偶从A处换到B处)中发挥作用尚不得而知。

抑制控制指的是抑制优势反应，并实施适当或需要的反应的能力(Diamond，2013)。抑制控制可能会影响儿童的言语更新能力，因为在任务中儿童接收到A处有玩具和B处有玩具两种冲突的信息。年幼儿童可能难以抑制去以前观察到的A处找玩具的冲动，即使他们知道正确的新位置B处。有研究显示，儿童在搜索任务中的表现与其抑制控制而非工作记忆相关(Jenkins & Berthier，2014)，但该研究中只涉及让儿童寻找藏起来的物品，不涉及言语更新。

基于以往言语信息更新发展的研究(Ganea & Harris，2010)，本研究主要有两个目的：(1)探索我国儿童言语信息更新能力的发展模式；(2)在控制语言因素的基础上，探索儿童的工作记忆、抑制控制与言语信息更新能力的关系。之所以需要在中国样本中验证儿童言语更新能力的发展，我们的出发点是，早期有学者发现，中国婴儿在“A非B”任务中的发展与美国婴儿不完全相同，这可能与两国儿童在动作经验“爬行”上的练习机会和爬行范围等因素有关(曾琦，董奇&陶沙,1997)。众所周知，动作与儿童早期认知发展密切相关。因此需要验证中国儿童的言语更新能力发展，本研究选取了与前人研究类似年龄段的儿童作为被试。我们预期，中西方儿童更新能力的一般发展轨迹是相似的(即，年龄小的儿童更多依靠视觉信息，而年龄较大的儿童逐渐学会使用言语来更新信息)，但出于动作经验等因素的考虑，言语更新发展较西方儿童可能存在一定的滞后。此外，儿童的工作记忆、抑制控制与言语更新能力可能存在正相关。

2 研究一：儿童言语信息更新能力的发展

2.1 研究方法

2.1.1 被试

59名杭州市儿童参与研究1，其中女孩29人(49.2%)，平均年龄29.9个月(SD=4.7，年龄范围21～36个月)。选择该年龄段被试的原因是，前人研究发现这个年龄段是儿童言语更新能力快速发展的时期(Ganea & Harris，2010)。所有儿童的父母均为高中及以上学历，且签署知情同意书。

2.1.2 研究材料

采用Ganea等人(2010，2019)的测试材料和程序。研究区域(图1)包括一个用于熟悉、藏物和找物的内部空间(2.5×2m2)和一个用于儿童直接观察或被告知玩具位置的外部空间(1×2m2)，用窗帘隔开。内部空间包括四个隐藏玩具的地点，形成一个70×70cm2的正方形，通过被试间的拉丁方平衡确定四个隐藏地点的具体位置。四个毛绒玩具作为被藏的物品随机在学习阶段和测试阶段使用。

图1 研究区域布局图

2.1.3 研究流程

每次研究由两名主试(记为E1和E2)及一名儿童被试合作完成。家长可以在场内陪伴孩子，但不能做出任何反应或指导。研究包括学习阶段与测试阶段。测试阶段有两种研究条件：直接观察条件和证言条件。前人研究表明，研究条件的顺序对儿童的搜索能力没有影响(Ganea & Harris，2013)，因此每位儿童都按证言-观察的顺序进行。

学习阶段：首先蒙住E1的眼睛，E2和被试一起将玩具藏到某个隐藏地点。玩具藏好后，E1睁开眼睛询问被试玩具的隐藏地点，让被试找出玩具，重复四个地点。然后让被试指认四个地点，以确保被试熟悉和理解各隐藏地点的名称。最后，E2、被试和父母从内部空间转到外部空间。

测试阶段：包括证言条件和直接观察条件。在每个条件开始之前，E2带被试打开帘子“偷看”E1在内部空间藏玩具的过程。E1边藏玩具边用语言描述(如：“哦！我打算把玩具藏到枕头后面！”)，E2复述。在证言条件下，首先关上帘子，E1将玩具转移。之后，E1来到外部空间，并把刚刚的转移过程用语言向被试描述(如：“你知道吗？我一开始把玩具藏到了枕头后面，但是后来我把它换到了盒子里，现在玩具在盒子里！”)，E2复述。然后要求被试进入内部空间找玩具。如果被试首次寻找错误并停止尝试，E2鼓励其继续直到找到为止。在直接观察条件下，除了不关上帘子、保证儿童看到玩具的二次移动以外，其他的研究流程与证言条件相同。在父母的同意下，研究者对研究过程进行视频录像。

2.1.4 编码与计分

两位编码者分别对视频进行独立编码，并根据儿童是否在首次尝试时找到玩具，将每个有效搜索(指向或直接搜索)编码为成功或失败。内部一致性介于95%～100%之间，意见不同的情况由第三位编码者确定。

2.2 结果与分析

使用R3.5.3进行数据分析。所有被试都完成了证言条件下的研究，8名被试因为吵闹未完成直接观察条件。

在直接观察条件下，47名儿童成功(M=28.99个月，SD=4.60)，4名失败(M=34.47个月，SD=2.33)，即大部分儿童都能够通过视觉信息来更新内在表征，二项式检验表明与随机水平(设为0.25，因为有4处隐藏地点)差异显著，p<0.001。

在证言条件下，30名儿童成功(M=31.23个月，SD=4.53)，29名失败(M=28.44个月，SD=4.44)，约各半，独立样本t检验的结果显示性别差异不显著(p=0.551)，此外，更新成功的儿童平均年龄显著大于更新失败的儿童(t(57)=2.39，p=0.020，Cohen’sd=0.62)。

采用t检验比较两种条件下成功的儿童，发现言语更新成功的儿童的年龄比直接观察成功者的年龄更大(t(75)=2.24，p=0.039，Cohen’sd=0.52)。

前人研究发现儿童在搜索中出现了“A非B”错误(Ganea & Harris，2010)，即儿童首次在原位置搜索失败而在第二次正确找到新位置的现象。我们把“A非B”错误称为“半成功”，而其他类型的失败称为“全失败”。在言语更新失败的儿童中，29人中的19人为“半成功”，即大多数言语更新失败的儿童会出现“A非B”错误。在直接观察条件下，4个更新失败者均为“半成功”。

综上，研究1的结果表明，21～36个月的中国儿童可以在直接观察条件下完成搜索更新任务，但是如果只有口头信息，更大的儿童才能通过言语更新任务。比较前人研究的结果，可以发现中西方儿童言语更新能力的发展模式类似，即年龄较大的儿童逐渐学会使用言语信息来更新内在的认知表征。此外，更新失败的儿童主要犯的是“A非B”错误。那么究竟哪些因素影响了儿童的言语更新能力，我们将在研究二中进一步探讨。

3 研究二：言语更新能力与工作记忆、抑制控制的关系

3.1 研究方法

3.1.1 被试

95名儿童参加了研究2，其中女生53人(55.8%)，平均年龄30.30个月(SD=5.03，年龄范围18.4～38.4个月)。被试的人口统计学背景同研究1。

3.1.2 研究材料和程序

研究2对儿童的言语更新、工作记忆(藏与找和模仿分类)和抑制控制(形状辨析和延迟满足)进行测试。由于所有任务都包含语言的参与，研究2也对儿童的语言能力进行了测试。

言语更新：场地、材料和流程与研究1相同，但被试只需完成证言条件下的任务。

工作记忆1——藏与找(改编自Hughes & Ensor，2005)：材料包括六个杯子和若干玩具。在练习阶段，主试将一个玩具放在三个杯子中的一个里，然后关上杯盖，让被试去找。测试阶段包括四个水平，在每个水平中，被试都需要从特定数量的杯子中找出特定的玩具，并且被试寻找的次数是有限的。被试完成当前水平的测试后才能进行下一水平，否则任务结束。每个水平的分数由被试寻找的次数和找到的玩具数量决定，所有水平的分数相加得到总分。

工作记忆2——模仿分类(改编自Alp，1994)：材料包括两个除颜色外其他属性都相同的桶和八组玩具(每组玩具的数量从1-8个不等)。被试从第一组开始，只有通过才能进入下一组，否则任务结束。对于每一组，研究者把玩具一个个地放进两个桶里，且确保被试看到此过程。接着要求被试重复主试的放置过程。只有被试正确地将所有玩具放入对应的桶中才算成功，被试通过的组数代表其得分。

抑制控制1——形状辨析(改编自Kochanska，1994)：主试向被试展示三套不同的卡片，每个卡包含一种大尺寸和一种小尺寸的水果。要求被试指出特定的水果。在每个试次中，如果儿童回答正确，得3分；如果自己主动纠正，得1分；否则得0分，每个试次的得分相加得到总分。

抑制控制2——延迟满足(改编自Mischel，Shoda，& Rodriguez，1989)：在被试面前放置一个盘子，主试将一块饼干放入盘中让被试吃。在吃了两块饼干后，要求被试接下来只能在听到信号(“叮咚”)后才能拿或者吃饼干。任务包括四个试次，被试等待信号的时间依次为5s、10s、15s和20s。如果被试在叮咚声前动盘子或者拿饼干，则该试次失败，任务结束，否则进入下一试次。得分为通过的试次数。

语言水平：采用《汉语沟通发展量表》(Chinese Communication Development Inventory，CCDI)来评估被试的语言发展水平，该量表是由张致祥等人(2001)在MCDI沟通发展量表的基础上修订形成的，信效度良好，包含四个子量表：词汇量、语言转换、用词水平和句子使用。

3.2 结果与分析

95名儿童均完成了言语更新；分别有3名和11名儿童未完成藏与找和模仿分类；所有儿童都完成了形状辨析，6名没有完成延迟满足；8名儿童的家长没有完成语言水平测试，且有4位未完全作答。比较数据完整和有缺失的被试，发现他们在性别、年龄、言语更新、抑制控制和工作记忆上均不存在显著性差异(ps>.05)。

首先，在言语更新中，40名儿童更新成功(M=32.75个月，SD=4.14)，55名儿童更新失败(M=28.52个月，SD=4.89)。t检验的结果与研究1类似，再次证明年龄较大的儿童能够更好地利用言语信息来更新表征(t(93)=4.23，p<0.001，Cohen’sd=0.88)。

初步分析发现，工作记忆、抑制控制与语言水平的各子任务的得分存在高相关(ps<0.05)，为了简化结果，通过取各个子任务的Z分数的均值生成工作记忆、抑制控制和语言的标准分数。可以发现，工作记忆和抑制控制显著相关，年龄和语言也分别与其他变量高度相关。言语更新与工作记忆、抑制控制、语言及年龄等因素显著相关(见表1)，即随着年龄的增长，儿童的抑制控制、工作记忆和语言水平逐步发展，同时也更容易通过言语更新任务。

表1 年龄、抑制控制、工作记忆、语言水平和言语更新的描述统计和相关分析

控制年龄和语言后，进行工作记忆和抑制控制与言语更新的偏相关分析，结果发现，工作记忆与言语更新相关不显著(p=0.374)，而抑制控制与言语更新显著相关(r=0.29，p=0.005)，表明抑制控制与言语更新能力之间存在紧密的联系。

基于相关分析的结果，采用logistic回归进一步探究言语更新能力和其他因素的关系。首先，将言语更新作为因变量，工作记忆和抑制控制作为自变量放入回归方程。由于年龄和语言也与言语更新密切相关，也将其加入回归方程。回归分析的结果(表2)显示，抑制控制能够显著预测言语更新能力，语言水平边缘显著，其他因素均不显著。上述结果表明，抑制控制对儿童的言语更新能力具有较强的预测作用。

表2 各因素预测言语更新的logistic回归分析

为了更好地揭示抑制控制和工作记忆与言语更新的关系，我们绘制了言语更新成功和失败两组儿童的年龄与抑制控制和工作记忆的散点图(图2，3，彩图见网络版)。分析结果表明，言语更新成功组的儿童在抑制控制的得分上显著高于失败组(p<0.001)，且成功组儿童抑制控制得分随年龄的增长较快，再次证明抑制控制在回归模型中的预测作用。相反，在工作记忆得分上，言语更新成功组和失败组随年龄增长的速率差异较小。

图2 言语更新成功和失败组儿童抑制控制发展的散点图

图3 言语更新成功和失败组儿童工作记忆发展的散点图

综上，研究2的结果重复验证了研究1的言语更新能力发展模式，更重要的是揭示了抑制控制对儿童的言语更新能力的影响，即抑制控制可以作为显著因素解释言语更新能力的个体差异。

4 讨 论

本研究通过两项子研究探讨了我国儿童的言语更新能力发展模式及其相关因素。研究1考察我国儿童利用言语更新物体的位置信息的能力，发现这种能力的发展轨迹与西方儿童类似。研究2考察儿童的言语更新能力和工作记忆、抑制控制的关系，发现抑制控制在解释儿童言语更新能力中具有重要作用。

4.1 儿童言语更新失败的年龄和原因

虽然本研究没有进行直接的跨文化比较研究，但是基于前人的研究范式，两个子研究一致发现，中国儿童的发展轨迹与西方儿童基本一致，即儿童先通过视觉更新任务，再通过言语更新任务。但是，32个月左右的中国儿童可以通过言语更新任务，比西方报告的30个月的通过年龄稍晚。究其原因，可能与曾琦等人(1997)提到的中国儿童缺少早期运动经验、导致认知发展相对受限有关，但是这个结论需要进一步的直接跨文化对照研究来验证。

除了更新能力的发展年龄，更新失败的原因也是一个基本问题。到底是儿童在一开始就无法更新表征，还是儿童可以成功更新，只是在实际操作中犯了错误？由于搜索任务的局限——无法通过简单的行为标准(更新成功或失败)来确定儿童真正失败的阶段，目前仍然不能很好地解决这个问题。为了找到儿童更新失败的具体阶段，可能需要在搜索任务过程中纳入其他研究方法，如眼动追踪技术。不过，目前的研究结果也提供了一些线索，我们发现大多数失败的儿童都犯了“A非B”错误，说明儿童已经掌握了正确位置的线索，但首次搜索由于某些原因受阻，仍前往原位置查找。一个可能的原因是，儿童没有足够的抑制控制能力来抑制他们搜索物体原始位置的冲动。此外，也有研究者提出儿童的言语更新和对他人的信任程度有关(Canfield，Saudino，& Ganea，2015)。虽然本研究的主试与被试初相识，且主试始终对被试表现出友好态度，但不排除这些因素也会影响结果，这有待于进一步研究的验证。

4.2 言语更新能力和执行功能

本研究发现抑制控制是影响儿童言语更新能力的潜在因素之一。学者普遍认为抑制控制是执行功能的基本组成部分(e.g.，Miyake，Friedman，Emerson，Witzki，Howerter，& Wager，2000)，可以促进儿童的认知和社会能力(Dempster，1992；Diamond，2013；Kochanska，Murray，Jacques，Koenig，& Vandegeest，1996；Kopp，1982)。在言语更新任务中，儿童需要根据要求抑制无关信息(如，抑制原位置信息)。相反，儿童对于隐藏地点的记忆并不影响他们言语更新，因为在测试前儿童已通过对位置信息的提问。也有研究者发现，相较于言语信息和结果匹配的事件，儿童对于不匹配的事件的注视时间更长，这或许与儿童的抑制控制有关(Ganea，Fitch，Harris，& Kaldy，2016)。

本研究关于工作记忆的结果与前人的研究存在一定程度的矛盾，Galazka等人(2014)认为儿童言语更新失败的原因是未能激活工作记忆中的心理表征。对于这个冲突，我们的解释如下：首先，抑制控制和工作记忆对言语更新能力的影响大小可能因儿童的年龄而异。Galazka等人(2014)的研究被试的平均年龄要比本样本的年龄小。研究2的结果表明，随着儿童年龄的增长，更新成功和失败两组儿童之间抑制控制的差距逐渐变大，可能在年幼时工作记忆对言语更新的影响较大，而此时抑制控制的重要性较大。虽然本研究也有涉及19个月左右的低年龄被试，但因为样本过小，需要进一步研究验证工作记忆对其言语更新的影响。其次，在Galazka等人(2014)的研究中，被试的任务是更新物体的性质信息(如颜色)，而本研究更新的是位置信息。先前的研究表明，性质信息更新的发展早于位置信息(Ganea & Harris，2013；Ganea，Shutts，Spelke，& DeLoache，2007)。因此，在性质更新和位置更新中，工作记忆和言语更新能力的关系可能不同。

本研究主要关注的与言语更新能力相关的两个因素(工作记忆和抑制控制)都涉及儿童的执行功能。值得一提的是，本文并未讨论执行功能的另一部分——认知灵活性与言语更新能力的关系。由于本研究对象主要是两岁左右的儿童，而3～5岁是认知灵活性发展的初级阶段(Garon et al.,2008；吴慧中&王明怡，2015)，4岁左右为高速发展期(王静梅等，2019)，因此我们没有将认知灵活性纳入考虑。当然，儿童的言语更新能力会随着年龄的增长而变化。在未来的研究中，可以加入对年长儿童认知灵活性的测试，以进一步探究与言语信息更新能力之间的关系。

综上所述，本研究发现我国儿童的言语更新能力的发展模式与前人西方研究基本类似，同时，年龄、语言、工作记忆和抑制控制均与言语更新能力密切相关，其中抑制控制可以显著预测儿童的言语更新能力。未来可以通过实验研究进一步探究言语更新能力发展的内在机制，为早期儿童客体表征的发展提供更多证据。