音乐学习与语音意识的关系：来自元分析的证据

许一涵 程 铭 邵泓宁，2 李文辉

（1 沈阳师范大学学前与初等教育学院，沈阳 110034）

（2 锦州医科大学医学人文学院，锦州 121001）

1 引言

各种语言都是由可分离的有限的成分组成的，这些成分被称为语音结构或片段，个体辨析和操纵语音片段的能力被称为语音意识，例如自觉辨别发音是否正确，模仿正确发音并纠正错误发音等，它包括音节、首尾音、音位等语音成分（Berninger,2010;Hoien et al.,1995）。语音意识不是与生俱来的，而是一个发展的过程，具有一定个体差异（伍秋萍等,2017）。每个人生来就有两个声音系统，一个是包含了元音、辅音及母语的音调差异的语言系统，另一个是包括了音色以及特定文化下音调的音乐系统（高荣,刘映杰,2016;Patel,2003）。两者在大脑皮层和大脑皮层下的神经基质上有明显的重叠，即拥有共同的神经资源（Koelsch &Siebel,2005）。而且两者都是用声音表达情感，人们对语言的感知可以在音乐节奏和韵律的带动下实现更有价值的沟通与交流（王晋妮,2011）。音乐学习不仅能提高个人的艺术素养，与语言学习类似，还能提高个人的认知控制（南云,2017）。因为音乐与语言的同源性，越来越多的研究者开始研究音乐和语言之间的关系。对比没有学习过音乐的人，音乐专家能够更准确地区分语言的音调变化。Herrera等（2011）以语言能力较差的儿童为被试进行音乐干预，结果发现在学习音乐之后他们的语音意识测试成绩明显高于学习音乐之前，而且语言加工能力更强。但也有研究认为音乐学习与语音意识并无相关性，例如，7～8岁儿童的音素删除，以及7～12岁儿童的音节删除、音素融合任务中有无音乐学习对儿童的语音意识没有显著影响（Barbaroux et al.,2019;Lukács &Honbolygó,2019）。由此可见，以往文献关于音乐学习与语音意识之间的关系仍然存在争辩，需要进一步探索和考证。而元分析是一种根据获得的统计显著性等来分析两个变量间真实相关关系的定量分析手段，本研究期望借此整合该领域的众多研究结果，进一步探讨音乐学习对语音意识的影响，丰富该领域的研究成果。从认知角度研究音乐学习促进语音意识，既打开了探索大脑语言复杂神经机制的窗口，又为通过音乐学习促进语音意识的发展提供了教育及医疗方面的科学依据。

1.1 语音意识的概念及测量

语音意识发掘于拼音文字中，Treiman（1985）的语音意识层级结构理论得出，语音意识是对发出的口头语言中语音单位的认识，包括音节意识、首尾音意识和音位意识。也有研究者认为其是对口语或书面语中语音规则的运用能力，以及识别和操作语言中声音的能力，例如，寻找韵律的组合，计算单词中的发音数量等（Holm,1996）。总结来看，语音意识是个体对音节、首尾音、音位等语音成分的区分、加工和解决，以及对语音系统的感知力。

测量语音意识主要有两类形式，一类是测量语音的层次结构，例如音节、首尾音和音位；另一类是测量不同的认知操作，例如计数、检测相似性或差异性、分割、删除、混合、替换等，具体有以下六种常用方法（Justi et al.,2021）。

（1）音节计数任务，被试对单词中包含的音节个数进行反应，如table中包含2个音节（/teI/和/bl/）；

（2）奇异判断任务，被试从听到的几个单词里选出一个与其他单词相比在某一位置上发音奇异的单词，包括首音奇异（如dog、dot、got）和尾音奇异（如cat、fat、had）；

（3）音位分割任务，被试听一个单词，并说出该单词包含了哪些音，如呈现单词red，被试的正确反应为/r/、/e/、/d/；

（4）删除任务：音位删除任务，被试听到一个单词后删除某一音位，对剩余的部分进行发音，如把单词bleat中的/b/音去掉之后进行发音（正确的单词是leat）；音节删除任务，被试听到有多个音节的词语，从中删除一个音节然后对剩余部分发音，如potato删除第一个音节，正确反应是tato（/teItəʊ/）；

（5）混合任务：音节混合任务，被试听到多个单独的音节（音节之间有1秒的停顿）后对所有音节进行合并，并说出最终组合出来的单词，如听到的单独的音节为/pə/、/teI/、/təʊ/，正确反应是potato（/pəteItəʊ/）；音位混合任务，被试听到多个分隔开来的声音后对所有声音进行合并并说出正确的单词，如听到的单独的音位为/r/、/e/、/d/，说出的正确单词应是red（/red/）；

（6）语音替换任务，被试听到一个单词，对某一音位进行替换并说出替换后的正确单词，如听到单词stroop后，将/tr/音换成/n/，组成新单词，正确反应是snoop（/snuːp/）。

1.2 音乐学习的概念、对象和方式

Patel等（2014）认为音乐学习旨在使学习者掌握发音音准、音乐旋律和节奏，并表达自己的情感。王孟元等（2015）从认知功能的角度将其定义成通过器乐演奏和声乐演奏的方式来调动大脑区域的多个感觉通道，从而改变人的认知。也有研究从脑功能的角度来解释音乐学习，邓珏等（2021）认为音乐学习涉及听觉（听歌曲）、视觉（读乐谱）、躯体感觉（拍手/敲打乐器）、运动系统（声势律动）等，是一种由多种感觉器官参与的、促进脑功能整合与开发的综合性强化活动。

音乐学习的对象一般分为三类：第一类是专业学习者，他们大多数现在正在或者未来会以器乐、声乐等为职业，如音乐家、音乐学院的学生等，这类对象开始音乐学习的年龄普遍较小，在专业教师指导下进行长时间、高强度、有目的的学习；第二类是业余爱好者，这类练习者掌握一定的乐理知识并能简单演奏乐器，但是一般有本职工作，不需要每天练习，没有年龄限制也没有明确的练习目的；第三类是没有进行过专业音乐学习的普通人，这类人占大多数，日常会听一些歌曲，看艺术表演等，但对音乐知识了解较少，对音乐更多是一种欣赏。音乐对大多数普通人来说是一种娱乐放松的途径，不需要专门学习（杨丽珠等,2015;Gaser &Schlaug,2006）。音乐学习的方式则主要分成音乐欣赏（听音乐为主）、器乐学习（乐器为主）、声乐学习（唱歌为主）和综合性音乐学习。

1.3 音乐学习与语音意识的关系

研究者已经在理论和实证层面对音乐学习与语音意识的关系进行了广泛探讨。理论研究上，Patel（2014）提出的歌剧假设（OPERA）认为音乐学习通过强化音乐和语言共同的感知（声学特征的听觉编码）和认知调节机制（例如，听觉工作记忆、听觉注意等）来增强个体的语音感知和加工能力。音乐学习促进语音意识的层级模型指出，音乐学习对儿童语音意识的影响涉及语音的基本听觉加工、语音编码和发音运动表征的语音加工过程（刘逸姝等,2022）。实证研究上，Gromko等（2005）的研究显示接受四个月音乐学习的儿童对照没有接受过音乐学习的儿童，在音位意识的流畅性方面有明显的提高。Herrera等（2011）在语音教学中加入音乐元素，结果表明音乐确实能够强调单词结尾的押韵，促进语音意识的提高。综上，本研究提出假设1：音乐学习与语音意识存在正相关。

1.4 音乐学习与语音意识关系的影响因素

梳理文献发现，在近三十年，对音乐学习与语音意识的研究结果不尽相同，这表明二者的关系可能受调节变量影响。因此，除了探索音乐学习与语音意识的关系外，本研究也拟识别调节二者关系的影响因素，进一步明确音乐学习与语音意识关系出现不一致的原因，并为今后的相关研究提出建议。

实验材料可能会影响音乐学习与语音意识的关系。东西方文字分属于不同的语言种类，中国汉字归于象形文字，英语归于拼音文字。象形文字是一种字符，不需要借助发音，只通过字形或图像即可传递信息，具有表意作用（余玉婷,2017）。拼音文字则具有固定的一套拼读规则，它从字面上判断读音，用字母表示语音。而语音意识作为拼音的基础，是指对单词发音和拼写规则的认识，与拼音文字系统的特点密切相关（张志国,卢峭梅,2009）。即西方拼音文字系统中的语音水平能够发挥更重要的作用。因此，本研究提出假设2：实验材料将调节音乐学习与语音意识的关系。

被试年龄段可能影响二者的关系。幼儿在6岁前大脑的可塑性最强，是大脑发育和开发的最佳时期（隋林木,2019）。Chen等（2017）的研究对74名4～7岁儿童和成人进行语音测试，发现6岁组儿童对语音语调的识别好于5岁。由此推断，不同年龄段被试的大脑可塑性存在差异，在6岁之前接受音乐学习的影响效果会更好。因此，本研究提出假设3：被试年龄段将调节音乐学习与语音意识的关系。

语音意识成分也可能影响二者的关系。Vidal等（2020）的研究结果表明在语音意识的不同成分中，音乐学习与音位意识水平关系更强。Moritz（2007）的语音意识测试部分结果显示，音节分割任务在语音意识测试中存在显著差异，进行过音乐学习的学生音节意识得分优于对照组学生。因此，本研究提出假设4：语音意识成分将调节音乐学习与语音意识的关系。

音乐学习时长也可能会对音乐学习与语音意识的关系产生影响。音乐学习的时间越长，对语言能力的影响就越强（王杭,2015）。以往研究证明，经过四周或八周的音乐学习并不能提高儿童的语言理解能力（Register et al.,2007）。而受过一年音乐学习的儿童在语言方面有明显的提高（Schellenberg,2004）。由此推断，相比长期的音乐学习，短时间的音乐学习可能无法改变被试的语言认知习惯，效果不显著，音乐学习要在一定时间内才能促进个体语音的发展。因此，本研究提出假设5：音乐学习时长调节音乐学习与语音意识的关系。

音乐学习方式可能影响两者关系。已有研究认为歌曲提供了一种独特而有价值的接触语音的方式，该研究发现以唱歌为主的声乐学习与不唱歌的音乐学习相比，对于发展语音尤其有效（Fisher &Donald,2001）。Bryant等（1989）探究得出，儿童早期进行以儿歌或童谣为基础的音乐学习，对他们未来三年的语音敏感度有很强的影响。Anvari等（2002）选择钢琴作为音乐学习任务的乐器，证实了器乐演奏学习与语音的发展显著相关。因此，本研究提出假设6：音乐学习方式将调节音乐学习与语音意识的关系。

出版时间也可能会对音乐学习与语音意识的关系产生影响。本研究检索文献的时间段为1990～2020年的国内外文献，发现从1993年开始国外已有音乐学习与语音意识关系的研究，主要以音乐与语言的相似性为切入点讨论两者关系。从2010～2020年国内关于音乐学习与语音意识的研究迅速增加，音乐学习活动内容和语音测试任务也在逐渐丰富。因此，本研究提出假设7：出版时间将调节音乐学习与语音意识的关系。

2 方法

2.1 文献搜索

本研究搜索了1990～2020年近三十年里的有关音乐学习和语音意识的中文和英文文献。中文文献主要检索了CNKI、万方、维普等数据库，检索词包括“音乐学习”“音乐活动”“音乐教学”“语音意识”“音节意识”“首尾音意识”“音位意识”；英文文献主要通过Springer、Elsevier、Wiley、Emerald、ProQuest、google学术等数据库进行检索，检索词为“Music Learning”“Musical activities”“Music Teaching”“Phonological awareness”“Syllable awareness”“Onset-rime awareness”“Phonemic awareness”。

2.2 文献纳入标准

根据以往研究和本研究的主题，文献纳入标准如下：（1）是关于音乐学习与语音意识关系的实证研究，排除纯理论和文献综述类文章；（2）研究了两者的相关关系，并报告了相关系数r值，或能转化为r的F值、t值或 χ2值；（3）数据完整不重复，样本量大小明确；（4）研究之间样本独立，若两篇文献采用同一样本，测量内容也相同，则只纳入其中一篇文献。依照以上标准，共得到31篇文献（中文7篇、英文24篇），共有134个独立效应量。具体文献检索及筛选流程见图1。

图1 元分析文献检索及筛选流程

图2 音乐学习与语音意识关系漏斗图

2.3 文献编码

对纳入元分析的文献进行如下编码：（1）文献信息（作者名，文献发表时间）；（2）样本量；（3）实验材料；（4）被试年龄段；（5）语音意识成分；（6）音乐学习时长；（7）音乐学习方式；（8）出版时间；（9）效应值r。

具体编码要求如下：（1）不同研究群体产生多个研究结果，独立编码，产生多个效应量。音乐学习与语音意识的每一个维度编码一个效应量，如果一篇文献同时报告了多种维度，则分开编码，形成多个效应量。（2）确保研究的准确性和有效性，文献信息编码将由两位研究相关人员一同提取和校正。（3）被试年龄段分为学龄前儿童（3～6岁）、青少年儿童（7～18岁）和成人（19岁以上）。（4）语音意识成分主要分成音节意识、首尾音意识、音位意识和语音意识整体。（5）音乐学习时长主要分成短暂（3个月以下）、6个月、12个月、12个月以上。（6）音乐学习方式主要分成音乐欣赏（听音乐为主）、器乐学习（乐器为主）、声乐学习（唱歌为主）和综合性音乐学习，具体内容详见表1。

表1 纳入研究文献的主要信息

2.4 元分析过程

首先，本研究将r作为元分析的效应值，通过直接提取或采用相关公式计算r值。具体转换公式如下：r=t2/ (t2+df)］1/2，df=n1+n2-2；r=［F/(F+df(error)］1/2，r=［χ2/ (χ2+N)］1/2。此外,因为相关系数r的样本分布呈偏态，且研究中的方差依赖于相关，所以需要通过相关系数合成的方法（r-FisherZ），再进行元分析，具体转换方式如下：Zr=0.5*ln［(1+r)/(1-r)］。

其次，元分析计算模型固定效应模型和随机效应模型两种。在本研究中，由于各调节变量的研究设计、研究群体以及测量工具不同，因此选用随机效应模型。下文中，我们将结合异质性检验方法进一步评估随机效应模型选择的正确性。

最后，出版偏倚是指元分析研究的样本不能代表该领域已经完成的研究总体，即缺乏代表性。避免出版偏倚的有效手段就是尽可能提高样本的代表性，更全面地检索文献。检验出版偏倚一般采用漏斗图、线性回归和秩相关以及通过剪补法与未剪补漏斗图进行比较。本研究采用CMA3.0软件进行元分析，对数据进行处理和分析，包括异质性检验、出版偏倚检验、主效应检验和调节效应分析。

3 研究结果

3.1 异质性检验

音乐学习与语音意识的Q值达到显著水平，Q(134)=3707.07（p＜ 0.001），表明研究存在异质性。两者的I2值为96.41%，高于75%，说明研究的异质性较高 (Higgins et al.,2003)（详见表2）。

表2 音乐学习与语音意识的异质性检验结果

3.2 出版偏倚检验

首先通过漏斗图检验文献的发表偏倚。从漏斗图可以看出研究的效应值r集中在漏斗图的顶端，并且分布在总效应量的两侧，有比较明显的对称性，表明音乐学习与语音意识的研究不存在严重发表偏倚。由于漏斗图具有主观性，为了检验结果的准确性，将进一步使用Classic Fail-safeN检验、Egger’s 检验 和 Trim and fill检验出版偏误。在Classic Fail-safeN上，Z-value=28.84，p＜ 0.001，本研究需要再纳入大量（＞8878）相应数量效果量不显著的文章才能让音乐学习与语音意识之间的关系不显著，表明样本具有代表性，不存在发表偏差。Egger’s regression（p=0.42,p＞ 0.05）时，截距分别为1.43，95% CI为［-2.06,4.92］。Trim and fill检验结果发现，向右侧剪补39项研究后，r调整为0.53，95% CI为 ［0.44,0.62］，结果显著。剪补后效应量略高于矫正前的效应量（r=0.37），但两者相差0.16，且修正后的结果仍为高相关，说明本研究不存在明显的发表偏差，总效应值估计结果较为可靠。

3.3 主效应检验

音乐学习与语音加工的主效应检验结果，共有134项独立的效应量，结果显示两者的相关系数r=0.37（I=0.23-0.48，Z=5.31，p＜ 0.001），由此可知二者存在中等程度的正相关关系（Lipsey&Wilson,2001）。

3.4 调节效应检验

3.4.1 分类变量调节效应检验

研究结果显示，实验材料对音乐学习与语音意识关系的调节作用不显著（Qb=0.67,p=0.41）；被试年龄段对音乐学习与语音意识关系的调节作用不显著（Qb=3.53,p=0.17）；语音意识成分对音乐学习与语音意识关系的调节作用不显著（Qb=5.92,p=0.12）；音乐学习方式对音乐学习与语音意识关系的调节作用不显著（Qb=2.32,p=0.51），即音乐学习与语音意识的关系不受实验材料、被试年龄段、语音意识成分和音乐学习方式的影响；音乐学习时长对音乐学习与语音意识关系的调节作用显著（Qb=11.58,p＜ 0.01），即音乐学习与语音意识的关系受到音乐学习时长的影响（详见表3）。

表3 音乐学习与语音意识关系的分类调节变量

3.4.2 连续变量调节效应检验

对出版时间进行元回归分析发现，出版时间对音乐学习与语音意识关系的调节作用显著（Coeff=-0.03,Z=-2.38,p＜ 0.05），即音乐学习与语音意识的关系受出版时间的影响（详见表4）。

表4 音乐学习与语音意识关系的连续调节变量

4 讨论

4.1 音乐学习与语音意识的关系

对国内外近三十年来共31篇音乐学习与语音意识的文献进行综合定量分析。结果显示，音乐学习与语音意识为中等程度正相关，验证了假设1与以往研究结果相一致（Francois et al.,2013）。一是音乐学习的核心是听觉经验，包括声音辨别能力、对节奏、质感和音色的敏感度，以及音乐创作和演唱的能力，听觉经验也是语言习得和发展的有利条件之一，对音乐感知的敏感度增加，有助于语音感知能力的提升（Chobert et al.,2014;Mireille et al.,2011）。二是本研究与歌剧理论的观点相同，认为音乐和语言有共同的神经回路；对声音编码具有更高的准确性和重复性；突出对情绪的表达和注意力集中的重要性，使音乐学习对语音意识的提高有重要影响（Patel,2011）。综上，本研究证实了音乐学习与语音意识确有一定的联系，并为研究结果做了解释和进一步的推论。

4.2 音乐学习与语音意识关系的影响因素

实验材料对音乐学习与语音意识关系的调节作用不显著，即两者关系产生跨文化趋同效应，该结果未支持假设2。这可能是因为语音不仅与拼音文字密切相关，在象形文字中也发挥同样重要的作用。虽然汉字不具有表音的特征，但在汉语系统中拼音训练是汉字发音以及将形与音建立起来的重要工具和桥梁，与源于拼音文字的语音作用有必然的联系（唐珊,伍新春,2009）。

此外，从不同语言文字的构成来看，西方拼音文字是通过对语音中音位的组成来实现对西方语言的理解，而汉字则通过语音和汉字的对应关系实现对汉语的表达，语音在象形文字中也必不可少（张超,文苹,2008）。因此，音乐学习与语音意识的关系不受语言文化背景的影响。

被试年龄段对音乐学习与语音意识关系的调节作用不显著，结果未支持假设3。这可能是不同年龄被试的音乐学习强度不同导致的。Koelsch等（2005）对儿童组（具有不同音乐学习强度）、成人音乐家组（9年以上音乐经验）、非音乐学习组进行音乐听辨任务，结果发现成年音乐家组和不同强度音乐学习儿童组对音乐的敏感度都高于非音乐学习组。即音乐学习对大脑产生的影响与音乐学习的强度成正相关，音乐学习的经验越强，对大脑可塑性的调节就越强（陈霰,南云,2010）。同时，研究表明，强化音乐学习可以使大脑结构和功能发生改变，且这种改变并不局限于大脑发育的敏感期，成年后的强化音乐技能学习也会导致可塑性的改变（宋蓓等,2020）。综上，音乐学习与语音意识的关系不受被试年龄段的影响。

语音意识成分对音乐学习与语音意识关系的调节作用不显著，该结果未支持假设4。这可能是因为在语音结构中，不同成分的语音意识是可以共同提升的（Anthony &Francis,2005），即音乐学习能够促进语音意识三个成分的共同发展，以达到语音意识整体的提高。随着学术研究的不断完善，研究者对考察语音的实验材料设计逐渐做到了多样性和等级化。从语音能力测量的角度可以将语音任务测试分为五级，并针对语音意识的三个成分进行多任务多角度的测量，避免测试任务单一化造成结果的差异性（Cairns &Adams,1991）。因此，音乐学习会提升不同语音意识成分的发展，促进语音意识的整体水平。

音乐学习时长对音乐学习与语音意识关系的调节作用显著，该结果支持假设5。这可能是因为相比短期的音乐学习，长期的音乐学习更能够充分体现出对个体语音意识的影响，本研究发现短暂的音乐学习也能促进语音意识的提高，同时也发现音乐学习时长在6个月时两者相关性更强，训练效果最佳。

音乐学习方式对音乐学习与语音意识关系的调节作用不显著，该结果未支持假设6。这可能是因为音乐学习方式都以声音和节奏为基础，通过刺激大脑的语言相关区域，打通多种感官通道，从而提升语音的发展。在音乐教学中使用器乐演奏的方式，引导学生在打击乐器中感知音乐的长短、轻重、急慢，从而可以与语言的节奏相匹配，促进他们语言技能的培养（吴妍,2020）。音乐教学多以声乐学习为主，将本土音乐与民族语言相结合，能够更加凸显音乐学习对语音意识的影响。因此，不同的音乐学习方式都会影响语音意识的发展。本研究证实了音乐学习与语音意识的关系不受音乐学习方式的影响。

出版时间对音乐学习与语音意识关系的调节作用显著，该结果验证了假设7。随着出版时间的更新，音乐学习与语音意识之间的相关性越来越强。这可能是因为两者关系研究随时间在不断深入，通过对已有研究的归纳总结，我们可以发现音乐学习的内容从1993年简单的音乐欣赏活动逐渐过渡到2020年的使用琴类、鼓类等的器乐学习。表明音乐学习能够针对语音意识成分进行内容上的调整，进而增强音乐学习对语音意识的影响效果，使二者的相关性逐渐提高。此外，出版时间的不断更新还表明通过音乐学习促进语音意识提高的方式，已逐渐地走到教师、学生以及家长面前，充分得到教育领域的认可。促进小学阶段的音乐教学质量不断提升，进而改善小学生语音的水平。

4.3 研究意义与展望

本研究既证实了音乐学习与语音意识之间的密切关系，也讨论了多个变量对二者关系的调节作用。本研究还存在一些不足：首先，虽然在国内外各大数据库进行了文献搜索，但过程中还是会受到语言阻碍和检索工具的限制，导致数据遗漏和损失。今后的研究要做到多渠道搜索，尽可能全面地搜集相关文献。

其次，在调节效应检验中，语音意识的测量工具也可能成为影响两者关系的调节因素，但由于不同文献中语音意识的测量工具使用较为分散，无法分类。因此，本文并未将语音意识测量工具纳入调节变量当中。今后的研究应更多关注语音意识测量工具的标准化和规范化，以利于更加系统地精确地分析二者的关系。

最后，本研究选取的调节变量有显著效应的比较少，可能与调节变量选取是否科学有关，未来的研究有必要更细致地考察调节变量的选取。

5 结论

本研究发现音乐学习与语音意识存在中等程度正相关。其中，音乐学习时长和出版时间对音乐学习与语音意识有显著调节作用，而实验材料、被试年龄段、语音意识成分和音乐学习方式的调节作用不显著。