复杂动态系统理论视角下二语句法研究的核心问题及解决方法*

韩 笑 ,张了原 ,冯丽萍

(1.中央民族大学 国际教育学院,北京 100081;2.北京教育学院 人文与外语教育学院,北京 100120;3.北京师范大学 国际中文教育学院,北京 100875)

一、引 言

复杂动态系统理论(Complex Dynamic Systems Theory,以下简称CDST)将物理的、社会的、语言的等不同性质的研究对象作为系统,关注系统内成分间的相互关系以及由此所推动产生的系统在发展中的复杂性、动态性、非线性特征。随着多视角研究成果的积累,近年来CDST不断发展和深入,在理论地位上被提升至元理论的高度,其理论体系和观点深化了学界对复杂系统的认识,拓展了对系统变化条件的探讨。(1)Hiver,P &A.H.Al-Hoorie.Putting complexity into practice:A dynamic ensemble for second language research[J].The Modern Language Journal,2016,(4);Larsen-Freeman,D.Ten “lessons” from complex dynamic systems theory:What is on offer[A].In Zoltán Dörnyei,Peter D.MacIntyre &Alastair Henry(eds.).Motivational dynamics in language learning[C].Bristol,UK:Multilingual Matters,2015.Larsen-Freeman,D.Complexity theory:The lessons continue[A].In Lourdes Ortega &ZhaoHong Han(eds.).Complexity theory and language development:In celebration of Diane Larsen-Freeman[C].Amsterdam:John Benjamins,2017.Larsen-Freeman,D.2019.On Language Learner Agency:A Complex Dynamic Systems Theory Perspective[J].The modern language journal,2019,(S1).复杂性和系统性是第二语言句法发展的重要特征和研究中的理论基础,在CDST新的认识论下,梳理二语句法系统发展领域的核心研究问题、分析该领域和视角下的研究方法,对依托复杂系统的认识论和方法论开展研究及拓展、深化二语句法系统发展的研究成果具有必要性和重要意义。

CDST注重通过实证对系统的发展过程与动因进行研究,所用的实证方法较为多样。如采用重复测量方差分析、混合效应模型和效应量等不同方法分析句法复杂度指标的发展模式,(2)韩笑,冯丽萍.汉语口语句法复杂度发展测评中基准型指标的应用方法研究[J].世界汉语教学,2017,(4).采用两两相关分析(Spearman相关分析)的方法考察不同句法复杂度指标之间的互动关系,(3)郑咏滟.基于追踪个案的二语书面语句法复杂性发展研究[J].中国外语教育(季刊),2017,(4).利用移动相关图进一步将互动关系可视化。(4)朱慧敏.二语书面语句法发展及其动态增长模型建构研究[J].外语与外语教学,2021,(2).已有研究在相同的认识论下,因方法论的不同导致研究方法的选用及研究结果出现差异,影响了基于局部研究结果对二语句法系统的特征整合和理论提升。同时,理论发展带来认识论的变化以及新研究问题的出现,实证研究的精准性和可重复性对研究方法的有效性和适用性也提出了要求,这促使研究者们对CDST研究中的方法论问题进行思考。如Language Learning2015年设立专刊集中探讨CDST下二语习得领域的各类研究方法;(5)Lowie,W.Lost in state space? Methodological considerations in complex dynamic theory approaches to second language development research[A].In Lourdes Ortega &ZhaoHong Han(eds.),Complexity theory and language development:In celebration of Diane Larsen-Freeman[C].Amsterdam:John Benjamins,2017.从方法论的角度将二语发展研究分为基于结果的和基于过程的两种不同类型,并围绕个体内变异、变化关系的建模和结果的可推广性对基于过程的方法(6)Lowie指出:“传统上,应用语言学的研究主要是研究一组个体在某一时刻的变量之间的关系,称为个体间变异或R技术”;“少数语言习得案例研究关注个体学习者随时间变化的变量之间的关系(个体内变异,P-技术)”。进行了总结。MacIntyre et al.(7)Macintyre,P.D.,E.Mackay,J.Ross &E.Abel.The emerging need for methods appropriate to study dynamic systems[A].In Lourdes Ortega &ZhaoHong Han(eds.),Complexity theory and language development:In celebration of Diane Larsen-Freeman[C].Amsterdam:John Benjamins,2017.、朱慧敏和刘艳梅(8)朱慧敏,刘艳梅.二语书面语动态发展研究:理论、方法与工具[J].山东外语教学,2019,(6).分别对动机发展中个体差异的研究方法和二语书面语动态发展中已有的研究方法和工具进行了分析。除了上述对某种或某类研究方法进行梳理外,Hiver &Al-Hoorie(9)Hiver,P.& A.H.Al-Hoorie Research methods for complexity theory in applied linguistics[M].Bristol:Multilingual Matters,2020.从量化和质性两个角度对应用语言学领域复杂理论的研究方法进行了介绍。总体来说,尽管都是在CDST视角下,但关于二语句法系统发展的研究方法较为多样,不同的方法也导致了针对同类问题的不同研究结果。因此,目前关于二语句法系统发展的研究主要有哪些方法?这些方法适用于解决什么问题?在使用中应注意哪些关键环节?这些问题都亟待探讨。

综上,为了更好地揭示二语句法系统发展的复杂规律,有必要根据CDST的更新与拓展,梳理复杂动态系统视角下二语句法系统发展的核心研究问题,围绕具体问题对相应研究方法进行分析,讨论不同方法的适用性,实现认识论与方法论的协调和理论、方法与实践的融合,从而为汉语二语学习者句法发展研究提供参考。基于此,本研究将探讨以下问题:(1)在CDST视角下,二语句法系统发展领域有哪些核心研究问题?(2)针对这些问题主要有哪些研究方法?各种方法的适用性如何?为了回答这两个问题,下文我们将首先对CDST的主要理论及其发展进行简要分析,梳理该理论下句法系统发展的核心研究问题,然后围绕这些问题对相关研究方法的基本原理、特点和适用条件进行分析和总结,最后从方法论角度对二语句法系统发展研究方法的应用提出建议。

二、CDST的理论发展及该理论视角下的核心研究问题分析

复杂动态系统理论有两个理论源头,一个是来自数学的动态系统理论(Dynamic System Theory,以下简称DST),另一个是源于物理学中一般系统科学的复杂理论(Complexity Theory,以下简称CT)。前者认为系统是一组相互作用的变量,侧重从动态的角度描述系统的发展变化过程,以系统发展的建模为研究目的;(10)de Bot K.& Larsen-Freeman D.Researching Second Language Development from a Dynamic Systems Theory Perspective[A].In Marjolijn Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie(eds.)A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques[C].Amsterdam:John Benjamin,2011.后者认为系统是由一系列相互作用的异质成分构成的复杂体,(11)Larsen-Freeman,D.& Cameron L.Complex Systems and Applied Linguistics[M].Oxford:Oxford University Press,2008.主要探讨系统的自组织、自适应和浮现等问题,二者共同构成了CDST中对动态性、交互性、系统性、复杂性的关注。下面我们将对CDST的主要观点及其近年来的发展进行梳理,提取该理论下的二语句法系统发展研究的主要理论及其具体研究问题,为相关问题的研究方法分析奠定基础。

(一)强调系统发展的动态性与变化性

发展的动态性和变异性是CDST长久以来的关注重点,CDST的突出特征之一就是改变了以往静态的研究视角,从动态角度观察、研究二语系统的发展。这一视角的转变反映了二语研究对象本质观的改变,集中体现在该理论对变化重要性的认识及对变化过程的关注,强调了变异研究对于预测、分析变化及理解发展机制的重要作用。无论是DST还是CT,二者均认为变化是系统的核心特征,系统时刻处于动态变化之中,沿着非线性的轨迹发展(12)de Bot K.,Lowie W.&Verspoor M.A dynamic systems theory approach to second language acquisition[J].Bilingualism,Language and Cognition,2007,(1);Larsen-Freeman,D.&Cameron L.Complex Systems and Applied Linguistics[M].Oxford:Oxford University Press,2008.。DST重点研究发展阶段之间的过渡,强调发展中个体变异的重要性,认为变异是发展过程的内在特征,短时变异与长时变化密切相关,变异能够揭示发展过程中变化何时出现以及如何发展。(13)van Dijk M,Verspoor M.H.& Lowie W.Variability and DST [A].In Marjolijn H.Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie(eds.),A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques [C].Amsterdam:John Benjamins,2011.CT提出了吸引子态这一与动态变化密切相关的重要概念,认为吸引子状态是系统进入的相对稳定状态,代表系统的动态平衡,(14)Hiver,P.Attractor states[A].In Zoltán Dörnyei,Peter D.MacIntyre& Alastair Henry(eds.),Motivational dynamics in language learning[C].Bristol,UK:Multilingual Matters,2015.系统的发展就是从一个吸引子态向另一个吸引子态的转变。因此,动态性与变异性是复杂系统理论中的关键问题,对复杂系统发展的研究需清楚地描绘系统的发展轨迹、发展中的变异,判定各阶段的发展状态,从而阐释系统的发展过程及其动因。

(二)关注系统的复杂性与系统性

CDST十分关注系统的复杂性与系统性,相关理论观点主要来自CT。CT认为系统通过大量、多样、动态成分彼此间不断互动,自下而上通过浮现实现发展。(15)Larsen-Freeman,D.On the roles of repetition in language teaching and learning[J].Applied Linguistics Review,2012,(2).这种在没有外部影响或内部计划的情况下系统自发地创建更复杂的秩序的过程称为自组织,浮现则反映了系统低水平成分间的互动最终产生高水平特性的过程。(16)de Bot K.& Larsen-Freeman D.Researching Second Language Development from a Dynamic Systems Theory Perspective[A].In Marjolijn Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie(eds.)A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques[C].Amsterdam:John Benjamin,2011.上述系统变化模式常常通过互适应表现出来,因此CT注重考察成分间的相互影响、相互适应。(17)Larsen-Freeman,D.& Cameron L.Complex Systems and Applied Linguistics[M].Oxford:Oxford University Press,2008.随着理论发展,CT进一步把互适应和迭代联系起来,强调互适应是一个迭代过程。迭代是指相同程序的重复使用,“对于发展而言,这意味着现在的水平取决于先前的水平”(18)de Bot K.& Larsen-Freeman D.Researching Second Language Development from a Dynamic Systems Theory Perspective[A].In Marjolijn Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie(eds.)A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques[C].Amsterdam:John Benjamin,2011.。在此基础上,Larsen-Freeman(19)Larsen-Freeman,D.On Language Learner Agency:A Complex Dynamic Systems Theory Perspective[J].The modern language journal,2019,(S1).提出了关系型系统(a relational system)的理念,进一步明确了互适应是系统发展的重要内驱力。可见,考察系统的复杂性和系统性需要着重探察系统内部成分间关系及关系模式的动态变化等自组织与浮现问题,从而全面揭示系统发展变化的内在机制。

(三)CDST下的理论问题和研究问题

通过上文对复杂动态系统的理论来源与核心理论观点的梳理可知,CDST的核心特征表现为复杂系统的动态性与变化性、复杂性与系统性两个方面,这些特征体现为不同层面的理论问题,理论问题又衍生出具体研究问题,因此我们综合复杂系统的理论发展和主要特征以及问题间的关系,提取出CDST下的理论问题和具体研究问题(结果见表1)。其中的理论问题是指在理论基本思想的指导下,需要探讨并阐明相应理论内涵的问题;具体研究问题是可为解释或分析理论问题提供证据的、有必要并能够通过实证进行探讨的问题。

表1 复杂动态系统的特征、相应的理论问题及具体研究问题

第二语言的句法发展是一个复杂动态系统,上述研究问题一方面关注对发展模式与变异的描写,另一方面则是从不同角度对其动因进行解释。已有研究从共时与历时、个体与群体、成分与系统、变异与变化等不同视角,对不断发展的二语句法复杂系统进行了较为丰富的研究,形成了多种研究方法。那么探讨相关问题时,如何结合具体的数据特点选择合适的方法,从而准确提取和清晰呈现二语句法系统的动态发展规律,揭示二语句法系统的发展机制?下面我们以二语句法系统发展研究中的具体问题为导向,结合以往实证研究对相应分析方法的应用条件和操作方式进行分析,以期为研究者选择适用的分析方法提供参考。

复杂动态视角的二语句法系统发展实证研究,其基本步骤是针对研究问题收集学习者的语言样本——选择恰当的方法对语言样本进行分析或计算——基于计算分析结果解释、讨论、总结发展过程与原因。样本分析是衔接样本收集与研究结果之间的关键步骤,且可用的方法类型较多,因此本文重点对这一步骤的方法进行介绍和分析。该环节可采用质性和量化的不同方法,因篇幅原因,本文重点讨论数据量化分析的方法,对质性分析仅简单涉及。

三、句法系统动态性和变化性的分析方法

(一)分析发展模式

二语学习者的句法系统按照何种方式或规律发展?这是动态性和变化性特征的探讨首先要解答的问题,该问题主要从两个方面进行研究,一是对系统的总体发展轨迹进行描写,二是对不同发展阶段进行划分。

1. 描写发展轨迹

在纵向发展研究中,首先要解决的问题是如何准确、清楚地呈现系统的发展轨迹,描绘系统发展的概貌。二语句法系统的发展往往是非线性的,为了提取和描绘系统发展的非线性轨迹,研究者主要采用了折线图、平滑分析基础上的绘图两大类方法。折线图通过原始数据或原始数据平均值添加连线形成,它能够直观地反映发展过程中的原始轨迹和波动,但难以体现发展的总体规律。平滑趋势线可通过对原始数据的平滑处理,勾勒数据的总体趋势。绘制平滑趋势线的方法较多,研究者主要依据研究的数据类型或者经验从中选择。(20)van Dijk M.,Verspoor M.H.& Lowie W.Variability and DST [A].In Marjolijn H.Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie(eds.),A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques [C].Amsterdam:John Benjamins,2011.下面我们主要介绍在二语句法系统发展研究中普遍使用的两种平滑趋势线,即多项式趋势线和Loess平滑趋势线。

(1)多项式趋势线

多项式趋势线操作简便,可在Excel中基于原始数据或原始数据平均值直接添加获得。该方法能够描绘数据的总体趋势,也可以呈现局部波动。如van Dijket al.(21)van Dijk M.,Verspoor M.H.& Lowie W.Variability and DST [A].In Marjolijn H.Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie(eds.),A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques [C].Amsterdam:John Benjamins,2011.对学习者使用“don't + V”结构的发展研究中,原始数据的折线图表现出复杂的上升或下降轨迹,经过平滑分析绘制出的多项式趋势线则更好地体现了该结构习得发展中整体呈现出的U形发展特点。多项式的阶数(22)多项式的阶数是由数据波动的次数或曲线中的拐点的个数确定。二阶多项式就是抛物线,二阶多项式趋势线通常只有一个波峰或波谷;三阶多项式趋势线通常有一个或两个波峰或波谷;四阶多项式趋势线通常多达3个。越高,相应的趋势线越能清楚地反映原始数据的波动情况,但也越难获得整体发展趋势。(23)van Dijk M.,Verspoor M.H.& Lowie W.Variability and DST [A].In Marjolijn H.Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie(eds.),A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques [C].Amsterdam:John Benjamins,2011.当出现多条趋势线时,需要对趋势线进行优选,如韩笑和冯丽萍(24)韩笑,冯丽萍.汉语口语句法复杂度发展测评中基准型指标的应用方法研究[J].世界汉语教学,2017,(4).在分析汉语二语者纵向口语语料中特殊结构指标的发展时,首先采用回归模型的方差分析结果优选了二次项趋势线,并利用数据图的直观观察结果进行了补充验证。

(2)Loess平滑趋势线

多项式趋势线是依据全部数据进行拟合,而Loess平滑方法(locally weighted least-squares smoothing)是一种非参数分析方法,它不需要预先设定一个函数对所有数据拟合,而是通过从前向后多次提取并拟合局部数据绘制趋势线。(25)Bassano,D.& van Geert P.Modeling continuity and discontinuity in utterance length:A quantitative approach to changes,transitions and intraindividual variability in early grammatical development[J].Developmental Science,2007,(5).这种方法能够更好地从不规则的数据中模拟发展曲线,在分析二语发展这种具有复杂非线性关系、波动剧烈的数据中具有优势。针对学习者个体书面语复杂度发展和口语产出中使用复杂层级性结构发展的高变异情况,郑咏滟(26)郑咏滟.高水平学习者语言复杂度的多维发展研究[J].外语教学与研究,2018,(2).、韩笑等(27)韩笑,李中山,等.变异在汉语二语者层级性句法结构浮现发展中的作用研究[J].语言教学与研究,2021,(5).采用该方法分别绘制了单个被试英语二语词汇多样性与句长的发展趋势图和汉语二语中反映层级性句法结构的多个指标的发展趋势图,呈现了各指标不同的动态发展模式。

2. 划分发展阶段

从二语句法习得过程来说,系统的发展需要跨越一个又一个吸引子态,从一种行为模态转变到另一种行为模态。(28)Larsen-Freeman,D.& L.Cameron Complex Systems and Applied Linguistics[M].Oxford:Oxford University Press,2008.因此,纵向发展研究中一个十分重要的问题就是划分发展阶段,判定不同阶段系统的状态。该问题的探讨可将数据观测时间作为变量进行量化分析,具体分析方法的选择主要依据样本量和数据集的大小。小样本小数据集的动态发展数据是二语研究中的常见数据类型,有研究者用相关分析结果来回答该类数据的发展显著性问题,即分析个体语言样本的纵向数据与测量观测点的相关关系,如果数据与观测点之间存在显著相关,则认为数据在追踪期内出现了显著变化。(29)Lowie,W.,T.Caspi,P.van Geert &H.Steenbeek.Modeling development and change[A].In Marjolijn H.Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie (eds.),A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques[C].Amsterdam:John Benjamins,2011.在此基础上,可结合变化点分析等方法划分系统发展阶段、确定发展关键点的位置。针对单个被试多个时间点数据构成的小样本大数据集,可使用聚类分析方法,而对于其他大数据集(包括多个案多个时间点的大量语料构成的大数据集和大样本大数据集),混合效应模型的方法则能够进行更灵活的分析。

(1)聚类分析

聚类分析(cluster analysis)的目的是将复杂多样的数据分类和归类。在发展心理学领域,研究者通过确定语言特征在学习者不同时间点产生的文本中是如何聚集的,探究儿童的语言发展情况,(30)Staples,S.& D.Biber.Cluster analysis[A].In Plonsky,Luke (ed.) Advancing Quantitative Methods in Second Language Research[C].New York:Routledge.形成了纵向聚类分析方法。该方法可分析个体和群组某一语言特征的长时追踪数据,如Gries &Stoll(31)Gries,S.T.& Stoll,S.Finding developmental groups in acquisition data:Variability-based neighbor clustering.Journal of Quantitative Linguistics,2009,(3).采用基于变异性的邻居聚类方法(variability-based neighbor clustering),对单个说话人123个时间点产出的句子的平均话语长度进行聚类分析,分析结果清楚地呈现了该语言特征的逐步增长模式、各阶段持续的长度,从而确定了平均句长的发展阶段。纵向聚类方法依赖于特定算法确定“邻居”数据,通过将数据的联合变异纳入到聚类分析中,保证只有相邻的数据才能得到合并,实现对个体或群组的追踪数据按时间顺序进行聚类。该方法可提供聚类分组和聚类大小的信息,能够清楚地呈现指标的增长模式、各阶段持续的长度,灵活反映个体的语言发展模式。但该方法需要较多时间点的数据,目前在发展心理学研究中应用较多,在二语发展研究中还鲜少见到。

(2)混合效应模型检验

在二语句法系统发展研究中,采集到的数据可能有类别变量、顺序变量等不同类型,也可能出现正态或非正态分布。混合效应模型克服了方差分析等方法对数据的要求,能够分析离散变量、连续变量等不同类型的数据,可以对固定效应(研究所关注的自变量产生的效应)和随机效应(由于随机抽样产生的效应)进行建模。(32)Cunnings,I.An overview of mixed-effects statistical models for second language researchers.Second Language Research,2012,(3).由于其算法自身的原理,它对数据类型、数据分布状态等无特殊要求,对缺失数据具有稳健性(robustness),可直接对不同形式的原始数据进行操作。这些特性使得混合效应模型的适用范围更广、更灵活及对原始数据的利用更丰富,十分适用于纵向研究和语料库分析。例如Meunier &Littre(33)Meunier F.& Littre,D.Tracking learners’ progress:Adopting a dual “corpus cum experimental data” approach[J].The Modern Language Journal,2013,(S1).采用混合效应模型分析了LONGDALE语料库中127名英语二语学习者3年里所写散文中时体标记使用准确度的发展情况,结果发现准确度随时间推移而提升,但学习者在英语进行时方面仍表现出较大的学习困难。韩笑等(34)韩笑,李中山,等.变异在汉语二语者层级性句法结构浮现发展中的作用研究[J].语言教学与研究,2021,(5).在对汉语二语口语层级性句法结构发展的研究中,采集了6名汉语二语学习者一学年的纵向发展语料。该研究的被试量不大,但每名学习者单个时间点上具有大量语料。作者通过建构包含测量时间的固定效应和被试的随机截距的混合效应模型对口语语料中的指标进行分析,划分出了层级性句法结构系统的3个发展阶段。该方法可充分利用采集到的数据,同时可纳入学习者个体差异,从而更准确地检测出数据的发展变化情况。混合效应模型的详细分析步骤可见Cunnings &Finlayson(35)Cunnings,I.& I.Finlayson.Mixed Effects Modeling and Longitudinal Data Analysis.In Luke Plonsky(ed.).Advancing Quantitative Methods in Second Language Research.New York:Routledge,2015:159～181.。

(二)分析变异

变异是复杂动态系统发展中的普遍现象,反映发展中的重要信息。(36)van Dijk M.,Verspoor M.H.& Lowie W.Variability and DST [A].In Marjolijn H.Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie(eds.),A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques [C].Amsterdam:John Benjamins,2011.早期的习得发展研究常常将变异视为发展中的噪音,但复杂系统理论将变异视为推动系统发展的重要因素。变异包括发展过程中的个体内变异和个体间变异两方面,前者关注个体随时间发展出现怎样的变化,后者关注学习者间的发展模式存在哪些差异。由于二者均着重讨论发展模式异同,所用分析方法相似,因此我们按照分析方法在变异研究中的作用分类介绍。

1. 分析和呈现变异

为了确定变异程度,以往有研究者采用了计算变异系数的方法,如王亚琼(37)王亚琼.汉语作为第二语言的句法复杂度测算方法研究[D].北京师范大学博士学位论文,2015.通过计算变异系数(变异系数=标准差/平均值)来判断汉语二语句法复杂度指标的变异程度。这种方法能够使测量尺度和量纲不同的数据具有可比性,但仅能体现变异的总体程度,难以反映发展过程中变异程度的波动情况。因此,学者们使用各类可视化方法更直观地呈现数据间差距的大小及其变化过程。如个案研究中有研究者分别绘制每位学习者语言发展的折线图或平滑线图来比较不同学习者间的发展异同(如Larsen-Freeman(38)Larsen-Freeman,D.The emergence of complexity,fluency,and accuracy in the oral and written production of five Chinese learners of English[J].Applied Linguistics,2006,(4).、郑咏滟(39)郑咏滟.高水平学习者语言复杂度的多维发展研究[J].外语教学与研究,2018,(2).)。这种方法能够直观地呈现个体发展轨迹,但仅能根据数据和示意图描述变异程度,难以反映不同时间点之间发展的联系。源自发展心理学领域的移动极值图将数据分析与结果可视化相结合,能够更直观地呈现出变异的程度及变化情况。

移动极值图是一种突显差异程度的可视化手段,能够直观地呈现发展过程中的微小变化,展示出变异程度与发展性“跳跃”之间的关系。根据分析的侧重点不同,该方法又可分为移动最大-最小值图(moving min-max graph)和进步最大值-退步最小值图(Moving Progmax-Regmin graph)。前者侧重描写发展过程,通过最大最小值线间带宽的宽窄变化呈现各观测点上变异的大小,带宽越宽,变异程度越高。吴继峰(40)吴继峰.英语母语者汉语书面语动态发展个案研究[J].现代外语,2017,(2).、周琳(41)周琳.汉语二语学习者词汇语义系统动态发展研究[J].世界汉语教学,2020,(1).关于汉语二语句法和词汇的习得研究中都采用过该方法,研究结果均表明各类测量指标在发展中始终存在不同程度的波动。后者聚焦于检测并呈现可能的发展性跳跃现象,当进步最大值和退步最小值两组数据之间的距离最大时,出现跳跃式发展。(42)van Dijk M.,Verspoor M.H.& Lowie W.Variability and DST [A].In Marjolijn H.Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie(eds.),A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques [C].Amsterdam:John Benjamins,2011.如Spoleman &Verspoor(43)Spoelman,M.& Verspoor,M.H.Dynamic patterns in development of accuracy and complexity:A longitudinal case study in the acquisition of Finnish.Applied Linguistics,2010,(4).采用该方法分析了1名芬兰学习者英语二语习得过程中3字名词短语的发展变化情况,结果发现在第44和45个观测点之间,学习者该指标上可能出现了跳跃式发展。由于两类图无本质差异,而后者操作相对复杂,因此已有研究中多使用移动最大-最小值图。

移动极值图能够直观呈现发展中全部数据的范围变化和总体描述,但使用该方法时尤其需注意以下问题:(1)极端值敏感性。该类图的绘制主要依赖于极值,因而极端值会对带宽产生极大影响。出现极端值时,可以参考van Geert &van Dijk(44)van Geert P.& van Dijk M.Focus on variability:New tools to study intra-individual variability in developmental data[J].Infant Behavior and Development,2002,(4).创制的纬度线值图(altitude lines graph)方法。(2)移动窗口的选择。发展心理学研究表明,可以使用相当于整个数据集十分之一的数据作为窗口进行移动,但原则上应不少于5个数据点。(45)van Geert,P.& van Dijk M.Focus on variability:new tools to study intra-individual variability in developmental data[J].Infant Behavior and Development,2002,(4).在二语习得研究中,由于整体数据点偏少,有研究以3个数据点作为一个窗口(如郑咏滟和冯予力(46)郑咏滟,冯予力.学习者句法与词汇复杂性发展的动态系统研究[J].现代外语,2017,(1).)。同时,纵向研究中非等距采集数据的情况十分常见,van Geert &van Dijk(47)van Geert P.& van Dijk M.Focus on variability:New tools to study intra-individual variability in developmental data[J].Infant Behavior and Development,2002,(4).的研究显示,根据具体时间灵活选择时窗比使用绝对数量的测量点能够更好地展示变量带宽变化的趋势。

2. 检验变异

移动极值图等方法能够敏感地发现并呈现变异,但无法确定变异是随机的波动还是真正有意义的变化,因此需要采用统计分析的方法来进一步确定变异的意义。目前研究中常用的是蒙特卡罗模拟和变化点分析。

(1)蒙特卡罗模拟

小样本研究通常先在移动极值图基础上建立关于变异的假设,然后采用蒙特卡罗模拟进行统计检验,从而综合判定发展过程中的变异及其意义。蒙特卡罗模拟(Monte Carlo simulations)是一种以概率和统计理论为基础的计算方法。该方法用于确定小样本、非参数据的统计意义,可以对各种统计量进行模拟。如van Dijk et al.(48)van Dijk M.,Verspoor M.H.& Lowie W.Variability and DST [A].In Marjolijn H.Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie(eds.),A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques [C].Amsterdam:John Benjamins,2011.在移动极值图中观测到2名被试的发展出现了高点,进一步的蒙特卡罗模拟分析发现,这些高点不是发展中偶然的波动,而是具有统计学意义的发展高点。目前二语发展研究已采用该方法对测量值、差异值、相关系数等进行过分析(49)郑咏滟.基于追踪个案的二语书面语句法复杂性发展研究[J]中国外语教育(季刊),2017,(4);吴继峰.英语母语者汉语书面语动态发展个案研究[J].现代外语,2017,(2).。蒙特卡罗模拟可以应用于较短的时间序列,但如果数据集过小则会影响检测结果的准确性。目前未有研究明确指出应用该方法数据量的最低限,已有二语研究中通常数据量在8以上。(50)郑咏滟对单个被试8个时间点上自由词产出的波动进行了蒙特卡罗模拟。

(2)变化点分析

蒙特卡罗模拟需要以其它分析手段所发现的关键变化点结果为基础,而变化点分析(change-point analysis)能够将查找和判定相结合,可识别时间序列中变量的平均值和标准偏差的突然变化,并能呈现稳定状态和向其他稳定状态的变化。(51)Steenbeek,H.,L.Jansen &P.V.Geert Scaffolding dynamics and the emergence of problematic learning trajectories[J].Learning and Individual Differences,2012,(1).该方法源自经济学领域,通过采用自举程序(bootstraps)(52)自举程序(bootstraps)一种随机测试方法(MacIntyre et al.,2017:116)。能够侦测多个变化,提供变化发生的可能性和变化发生时的置信区间等详细信息,而且能处理包括属性数据、非正态分布数据、计数数据、具有缺失值或异常值等多种类型的时间序列数据。如朱慧敏(53)朱慧敏.二语写作句法动态发展变异特征研究[J].外语教学,2021,(1).采用变化点分析测查了2名英语二语者书面语句法复杂度多个指标的发展情况,发现学习者个体内句法指标的变化点存在非同步性,呈显著性变异和分段显著发展的句法指标均有质的提高。该方法需要较多的时间点数据,已有的二语发展研究中使用该方法的数据量通常为12以上,(54)目前见到的研究中,数据点最少的是朱慧敏(2021b),为12个数据点。采样的时间点过少会导致程序无法得出分析结果。

通过上述不同类型的方法,可以分析、呈现和检验发展过程中的变异,证实变异对发展的促进作用。但变异究竟如何促进系统质变的实现,一般还需要结合质性分析的方法进行探究,如韩笑等(55)韩笑,李中山,等.变异在汉语二语者层级性句法结构浮现发展中的作用研究[J].语言教学与研究,2021,(5).的研究在统计检验基础上结合语料分析,探讨了变异在汉语二语句法复杂度发展中的具体作用。

四、句法系统复杂性和系统性的分析方法

通过动态性和变异性相关问题的探讨,可了解句法系统发展的轨迹、阶段性和变异性,但其发展轨迹的非线性特征是如何产生的?发展是如何实现的?这些问题涉及对系统复杂性和系统性的分析,需要回答成分间互动关系怎样变化、系统内部如何通过自组织实现浮现的问题。

(一)分析成分间互动关系的变化

分析系统成分间的互动关系本质上是探讨变量间的关系,相关分析是最常见的方法。该方法能提供某一观测点上两变量之间的相关信息,但不能揭示互动关系的变化。因而,有研究者创制了移动相关分析方法,另有研究者尝试动态建模的方法。

1. 移动相关分析

移动相关分析(moving correlation)也是一种基于移动窗的动态分析方法,通过选择合适的移动窗口观察两变量相关系数的动态变化情况。(56)Verspoor,M.H.,Lowie W.,van Geert P.,van Dijk M.& Schmid M.S.How to sections[A].In Marjolijn H.Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie(eds.),A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques[C].Amsterdam:John Benjamins,2011.与整体相关相比,该方法对互动关系变化的敏感性更强,在呈现两变量间互动关系的逐步变化方面具有明显优势。如吴继峰(57)吴继峰.英语母语者汉语书面语动态发展个案研究[J].现代外语,2017,(2).对1名英语母语者汉语书面语动态发展情况的研究中采用了该方法,选择5次测量为一个窗口,对30个时间点上的话题链数量和话题链平均分句指标在发展中的关系进行了分析。然而,这种方法仅能对变量间的关系进行两两分析,面对多个变量间复杂关系的动态变化时则无能为力,而且无法提供有关相关关系变化意义的判断,因此通常与蒙特卡罗模拟(58)Spoelman,M.& M.H.Verspoor.Dynamic patterns in development of accuracy and complexity:A longitudinal case study in the acquisition of Finnish[J].Applied Linguistics,2010,(4).、变化点分析(59)郑咏滟.高水平学习者语言复杂度的多维发展研究[J].外语教学与研究,2018,(2).等方法联合使用。

2. 动态建模

在分析多变量间复杂关系的动态变化、检验语言学理论或假设问题方面,模拟建模是一种有效方法。(60)Lowie,W.Lost in state space? Methodological considerations in complex dynamic theory approaches to second language development research[A].In Lourdes Ortega &ZhaoHong Han (eds.),Complexity theory and language development:In celebration of Diane Larsen-Freeman[C].Amsterdam:John Benjamins,2017.采用建模的方法时,首先应注意依据理论假设和实证数据选择合适的模型进行建构。以往以加法为基础的静态、线性、确定性模型由于未考虑时间因素、以整体为部分之和、计算的起点固定等原因,在二语发展分析中存在局限,因此有研究者尝试建构动态、非线性、随机模型(dynamic,non-linear and stochastic models)。该类模型采用迭代的方式描述发展过程,即将前一时刻的结果作为下一时刻的起点,其基本思想符合CDST理论和二语发展特点,在二语发展研究中更具优势。如Caspi(61)Caspi T.A dynamic perspective on second language development[D].PhD Thesis,University of Groningen,2010.采用动态增长模型(dynamic growth model)探究了二语习得中词汇和句法之间的动态关系和词汇内部不同水平知识的动态交互情况。朱慧敏(62)朱慧敏.二语书面语句法发展及其动态增长模型建构研究[J].外语与外语教学,2021,(2).通过建构动态增长模型进一步检验了英语二语句法发展中3个指标观测值的发展趋势,求解了时间序列指标的增长率,有效预测了学习者在理想条件下的最大发展潜力。

采用建模方法时要考虑实际数据的时间尺度与模型要求之间的匹配关系。计算机模拟通常需要依托真实数据进行多次迭代,迭代次数较少会导致动态交互的模拟结果不可靠。以往研究如Caspi(63)Caspi T.A dynamic perspective on second language development[D].PhD Thesis,University of Groningen,2010.、Lowie et al.(64)Lowie,W.,T.Caspi,P.van Geert &H.Steenbeek.Modeling development and change[A].In Marjolijn H.Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie (eds.),A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques[C].Amsterdam:John Benjamins,2011.均采集了36周的数据,分别迭代36次和300次,Chan的研究迭代了100次(65)朱慧敏(2021a)共收集到12周的数据,但未写明迭代次数。。综合技术要求和数据收集的实际情况,Lowie(66)Lowie,W.Lost in state space? Methodological considerations in complex dynamic theory approaches to second language development research[A].In Lourdes Ortega &ZhaoHong Han (eds.),Complexity theory and language development:In celebration of Diane Larsen-Freeman[C].Amsterdam:John Benjamins,2017.指出进行建模分析至少需要30个以上的时间点数据。此外,实际问题往往十分复杂,需要在模型中加入较多变量,而这会使模型变得很复杂且结果难以解释。(67)de Bot K.& D.Larsen-Freeman.Researching Second Language Development from a Dynamic Systems Theory Perspective[A].In Marjolijn Verspoor,Kees de Bot &Wander Lowie(eds.) A Dynamic Approach to Second Language Development:Methods and Techniques[C].Amsterdam:John Benjamin,2011.此时,下文介绍的网络分析方法显示出更大的优势。

(二)分析系统特征的自组织浮现

内部成分间的互联与互动展示了系统复杂化的过程,在非线性变化过程中,系统通过自组织浮现实现发展。自组织浮现是系统宏观层面的表现,不能通过组成成分的活动对其进行简化解释,(68)Larsen-Freeman,D.& L.Cameron.Complex Systems and Applied Linguistics[M].Oxford:Oxford University Press,2008.系统层面的发展也不能通过多个局部指标的发展得以阐明,因此近年来研究者将网络分析的方法引入二语句法发展研究中。网络分析的基本逻辑是系统是一个由多种成分、按照一定的相互关系组成的网络,各成分构成了网络中的节点,成分间的关系构成了网络的边,网络中的节点和边越多表明系统越复杂。网络具有丰富参数,能够对多变量复杂系统的宏观特征给予更简洁、清楚的描述,揭示系统宏观层面的规律。二语发展研究中,Jianget al.(69)Jiang,J.Y.,Yu W.Z.& Liu H.T.2019.Does Scale-Free Syntactic Network Emerge in Second Language Learning.Frontiers in Psychology,2019,(10).基于依存句法分析建构了英语二语句法网络,通过跨阶段研究发现,与母语者句法网络发展不同,二语句法网络发展不存在无标度、小世界句法网络的浮现现象,而是呈现动态、非线性特征。韩笑等(70)韩笑,张亮,等.复杂网络视角的汉语二语口语句法复杂度发展研究[J].世界汉语教学,2021,(3).依托6名以英语为母语的汉语二语者的口语纵向语料,以8个句法复杂度指标作为网络节点,将指标间关系作为网络的边,绘制了句法复杂度系统的加权网图,发现初级水平汉语二语者句法复杂度网络的发展主要体现在网络强度的变化上,该阶段学习者句法构建能力的提升主要依托于不同句法手段的交互使用。与以往的建模方式相比,网络分析能够包含更多变量,可从宏观层面直观呈现系统的结构模式,也可以对网络各参数进行统计分析,更好地揭示系统宏观层面的特征浮现。

五、二语句法系统发展研究的方法论思考

(一)针对研究问题和数据特点选择或创新数据分析方法

从上文的梳理可知,理论视域的转变为二语句法系统发展带来了新的研究问题,也形成了新的数据类型和相应的分析方法需求。对此我们需结合研究问题与数据特点灵活应用已有方法,也应充分借鉴、创新使用学科内其它研究方向和其他学科已有的研究方法。如前文提到的基于移动窗口的分析方法、纵向聚类分析、变化点分析就是成功借鉴发展心理学和经济学分析方法的实例。目前二语句法系统发展研究中虽然对复杂系统理论的关注日渐增多,但从系统角度进行的研究仍较薄弱,而复杂性和系统性恰恰是复杂系统科学研究的重点,如该学科采用的复杂网络的分析方法就是从宏观角度探讨社会现象的特点和变化规律,从系统层面、多维立体尺度进行观察,揭示状态转换的动力学因素和发展变化的深层机理,值得二语发展研究领域借鉴和参考。

科学借鉴和创新使用各类研究方法的前提是明确各类方法的基本要求,如在移动窗口分析中,需要注意移动窗口大小的设置;变化点分析等时序数据分析中要注意数据点数量是否充足;聚类分析、建模方法等对样本量的要求较高,并不适用于小样本或小数据集的分析;计算机模拟方法则要求进行千次级别以上的迭代;借鉴复杂网络分析方法的首要任务是明确节点和边这两大核心参数的含义和算法。只有在规范操作的基础上,才能实现有效借鉴与科学创新。

(二)加强语言事实的语言学分析

分析方法只是提供了研究的工具,第二语言的习得与所学语言的特点关系密切,要建构符合语言特点和习得规律的研究体系,在分析中应特别关注对语言特点的挖掘。(71)李更春.二语隐性知识测量方法介评[J].外语研究,2021,(1).例如,流水句、紧缩句是汉语中的常见结构,在语料分析中确定基本单位的切分时应予以体现。王亚琼、冯丽萍(72)王亚琼,冯丽萍.第二语言习得研究中语料的基本单位及其在汉语中的切分方法——以T单位为例[J].云南师范大学学报(对外汉语教学与研究版),2017,(5).的分析指出,在T单位切分中紧缩句可划为一个T单位,流水句则需根据分句类型划分。变异研究中,学习者在语言发展各阶段会使用多种不同的语言形式,哪些形式为不同的语言建构手段,哪些形式属于同一手段的变换使用,均需结合语言的语法进行细致分析才能判定。如韩笑等(73)韩笑,李中山,等.变异在汉语二语者层级性句法结构浮现发展中的作用研究[J].语言教学与研究,2021,(5).在对初级汉语二语者语言表现中出现的由多种不同复杂化手段交互形成的各类语言形式衍生关系进行判定时,结合汉语层级性结构的语法建构特点进行了分析,结果发现5种具体交互形式可归为原维度内交互和新维度间交互两种不同类型的衍生关系,而后者对推动和预测系统发展起着更重要的作用。在二语发展中,不同结构形式之间互动联系的建立与二语句法特点、学习者的母语背景、表达方式和产出途径等因素密切相关,这些因素的影响都会在语言表现中有所体现,从而形成特异性的语言学标志物。因此,任何研究方法的选择都不能脱离对语言材料本身的语言学分析,(74)周惠.二语学习者学术建议话语中的情态身份建构[J].外语研究,2021,(4).二语习得研究中更应关注和挖掘目的语的语言特点。

六、结 语

本研究通过对CDST主要理论观点的梳理,提取了该理论视角下二语句法系统发展研究的核心问题,然后结合研究实例围绕具体问题对相应的研究方法进行分析,讨论了不同方法的适用性和使用条件。根据分析结果可知,基于复杂动态系统的属性,二语句法系统发展的核心研究问题可分为动态性、变化性和复杂性、系统性两大类。第一类问题聚焦句法系统的发展过程,较早得到关注,研究成果较多,针对不同的数据类型和样本特征,已有较丰富的分析方法。第二类问题侧重回答二语句法系统的发展动力与机制问题,相关研究尚较为薄弱,为了将各种变量纳入到系统中,研究中更多采用建模、网络分析等复杂的分析方法。

二语句法系统发展研究的最终目的是清楚地呈现学习者二语发展过程,揭示其二语发展规律,从而为二语教学提供可供参考的依据。这就要求研究者基于教育的理性品质和科学精神选择科学的方法进行相关研究。因此,在采用量化方法对二语者句法系统的发展进行分析时,为保证研究证据的科学性,在方法的选择中就需要考虑量化分析中所要求的样本的数据类型、样本量等因素;为保证研究证据的情境切合性,则要关注句法和句法习得研究中的特殊性,通过恰当的研究思路与具体分析方法保证研究的信度与效度,产出体现语言特色、适应第二语言教学与学习需求的高质量证据。此外,要保证证据的可重复性,除量化研究外,还可采用各类质性分析方法为二语句法系统发展提供更丰富的信息。如采用对比分析方法(qualitative comparative analysis)、轨迹等效建模方法(trajectory equifinality model)、回溯性质性建模方法(retrodictive qualitative modelling)等各类质性分析的方法探讨变量间的互动关系、浮现的实现过程与机制。始终以最佳证据为目标,尽可能地接近事实的真相,才可能真正揭示二语句法系统发展中的问题及其症结,并提出相应的解决方案,为改进教学提供客观真实的证据,从而提升教育教学质量,促进学生发展。