声调学习过程中使用线索权重的个体差异

1.参考文献 ¶

Chandrasekaran, B., Sampath, P. D., & Wong, P. C.M. (2010). Individual variability in cue-weighting and lexical tone learning. The Journal of the Acoustical Society of America, 128(1), 456-. https://doi.org/10.1121/1.3445785

论文原文

2.研究背景 ¶

音段（辅音、元音）和超音段（声调、持续时间）是由多个声音线索表示的。听众倾向于使用这些线索来消除语音歧义。先前的研究表明，使用的声音线索存在跨语言的差异，例如日本人在区分音素/ r /和/ l / 时的困难。从线索权重的角度来看，是因为日本人不会区分/ r /和/ l /的第三共振峰F3。

因此，二语学习者在习得外语的语音模式方面有很大的困难。然而听觉训练可以帮助克服感知困难。训练会引起对线索的选择性关注，改变线索权重可能会导致对相关维度的重视程度增加，对无关维度的重视程度降低。

以前的多维标度研究集中于跨语言研究，并且通常发现线索权重是高度特定于语言的。虽然跨语言的特征权重差异和训练对线索权重变化的影响已得到较好的研究，但特征权重的个体差异及其对学习的影响却很少受到关注。

当前的研究检验了以下假设：在词汇语境中学习使用音高线索的个体差异与线索权重的可变性相关。汉语的F0轮廓是声调识别的主要线索，其他声学线索包括振幅和持续时间。以前的声调感知研究发现了跨语言差异：声调语言母语者倾向于使用音高方向的线索，而非声调语言母语者倾向于使用音高高度的线索。

研究调查听觉训练者的性别是否改变了非声调语言者声调感知的线索权重。然后研究了L2语音的差异，在多大程度上是由线索权重的个体差异所驱动的。线索权重差异能否解释有些学习者在使用L2语音方面表现更好，而其他学习者则有相当大的困难呢？

使用语音-语义训练，让被试在词汇语境中学习语音模式，这与母语学习相同。还结合了其他训练。所有被试都接受了长期训练，分为九个环节。为了检查线索权重的个体差异，测试了被试识别音高方向的能力，因为音高方向是声调感知的重要线索。

3.研究方法 ¶

16名英语母语者，无神经或听力障碍，西北大学的本科生或研究生。均未接触过声调语言。

6个英语假词，其音高类似于汉语的1声，2声，3声和4声。之所以选择假词，是因为该实验的主要目的是研究英语母语者如何学习音高。要求八个美国人产出假词并进行录音。8位汉语母语者产出了四个声调的/mi/。通过将汉语声调加到英语假词上，要求五位汉语母语人士判断混合的假词+声调是否自然。声调识别准确度为95％，判断为自然刺激。

在训练前后，对每位被试进行了非词汇音高方向识别测试。讲汉语的两名男性和两名女性各自产出了五个汉语元音/a/，/i/，/o/，/e/和/y/，1声。然后，使用类似的过程重新合成这些元音，使其变为1声、2声、4声。测试不包含3声。

被试一次听到一个音节，并看两张不同的图片，包括→=水平，↑=上升和↓=下降，其中一张描绘了听觉刺激的音高模式。要求被试按下与听到的元音音高模式相对应的按钮。由于此任务旨在测试被试在训练前的音高方向识别能力，因此没有反馈。

还进行了非词汇声调区分任务，对汉语声调对进行了快速的判别。要求被试指出所呈现的一对声调“相同”还是“不同”。将不同音高轮廓分别叠加在元音/a/上，此任务包括四个声调。根据以前的声调感知文献，预期出现两个维度：与平均F0相关的音高高度，和与斜率相关的音高方向。“相同”和“不同”的试验次数相等，顺序随机，要求被试在刺激出现后1.5s内按左“相同”或右“不同”按钮以表示他们的判断。d-prime是使用训练前后每位被试的正确率和错误率计算的，反应时是从第二个语音刺激出现开始计算的。

所有被试均接受了认知能力测验的子测验。先前研究表明，听觉工作记忆和语音能力与语言学习相关。三个子测验评估了音系意识、工作记忆和听觉工作记忆。

共九次训练。第6-9次训练期间，被试的学习分数平稳。在训练期间，被试学会了将物体图像与24个单词相关联。将24个单词分为六组，每组四个刺激。在训练中，每组的刺激只在词汇音高上有差异，并重复4次。在每组刺激的最后，对刚学过的单词进行测验。被试听到四个单词中的一个，并选择正确的图像，通过反馈纠正被试的错误。在每次培训结束时，进行最终测试。在该测试中，向被试随机展示24个单词，并要求他们选择相应的图片。在最终测试期间没有反馈。培训、练习测验和最终测试，大约持续30分钟。被试每周接受四到五次培训，每次培训间隔不超过两天，每天不超过一次。根据第9次培训的单词识别分数，将被试分为优秀学习者和较差学习者。

4.数据分析 ¶

对声调区分任务的反应时数据进行了Individual Differences Scaling（INDSCAL）的多维标度分析。基本假设是可以从反应时中分辨出两个听觉刺激间的感知距离，对于在感知空间中较近的刺激，反应时更长。

5.结果 ¶

优秀学习者（n = 8）被定义为在最后一次测试中分数高于中位数的被试。优秀学习者和较差学习者在认知测验上无差异。 2×2（组别：优秀学习者、较差学习者×训练：前、后）的方差分析表明组别和训练的主效应，组别和训练有交互作用，P<0.0001。事后t检验显示，只有优秀学习者在第4-5次训练、5-6次训练的学习有所改善p=0.014，p＝0.01。而较差学习者在第4-5次训练、5-6次训练没有显着改善。在第一次训练中，优秀学习者和较差学习者之间的差异已经出现，p=0.02。两组的区别在之后的训练中变得更加明显。

图1

在训练前后进行音高方向识别测试。对音高方向识别分数进行2×2方差分析（组别×训练），表明组别和训练的主效应，但没有发现组别和训练的显著交互作用，p = 0.832。总体而言，优秀的学习者在音高方向识别方面更加准确。训练后，所有被试能够获得更高的音高方向识别分数，这表明训练的效果不受组别的影响。

图2

对d-prime进行了2×2方差分析（组别×培训）。结果显示，组别和训练的主效应p = 0.048，p = 0.91，以及两者之间的交互作用，p=0.12。相对于较差的学习者，优秀学习者对声调表现出更大的敏感性。对任务的反应时数据进行了2×2方差分析（组别×培训）。反应时数据只包括正确的反应。结果显示组别和训练的主效应，但组别和训练之间没有显着的交互作用。总体而言，优秀学习者的学习速度明显快于较差学习者的学习速度。相对于训练前，被试的训练后速度显着提高。

结果表明，两个维度最好地描述了反应时数据和被试对四种声调的区分。维度1被解释为“高度”，表示每个声调（T1，T2，T3和T4）的平均F0。维度2解释为“音高方向”，即音高开始到结束的整体斜率。

在每个维度中，分别进行了组别×训练的方差分析。对于维度1（音高高度），分析显示组别和训练没有主效应，没有交互作用。对于维度2（音高方向），分析显示组别和训练的主效应，但没有训练和组别的交互作用。表明相对于较差的学习者，优秀学习者音高方向的线索权重更高。相对于训练前，两组均在训练后增加了维度2的权重。综合来看，这些数据表明，训练导致了维度2的权重变化。相对于较差的学习者，优秀学习者在训练前后都更加注重这一维度。

6.讨论 ¶

总体而言，线索的相对重要性取决于语言经验。讲汉语的人比讲英语的人更重视音高方向。而以英语母语者音高高度的权重比对方向大。音高方向是汉语声调感知的重要线索，优秀学习者将重点放在音高方向上，优秀学习者和较差学习者的线索权重差异甚至在训练前就存在。语音-语义的训练确实提高了学习者的音高方向识别准确度。因此，词汇声调学习中的差异与使用特定线索（音高方向）的能力有关，训练线索权重对于声调学习非常重要。