实验心理学中记忆的研究范式论文

以下为本人根据硕士毕业论文的结果写出的一篇研究报告，已投稿。仅作交流参考用，请勿用于发表！！！工作记忆容量的差异对L2动词偏好信息利用的影响摘 要 本研究通过考察高、低工作记忆容量的汉英双语者利用英语动词偏好信息加工英语暂时性歧义句的模式，来探讨工作记忆容量与L2句法加工的关系。研究结果发现：高工作记忆容量的L2学习者表现出了类似于英语母语者的加工模式，而低容量的L2学习者则无法像英语母语者一样利用动词偏好信息。结果表明，母语为汉语的英语学习者能否利用英语动词的偏好信息加工暂时性句法歧义句，受到个体的工作记忆容量的影响。关键词 工作记忆容量；L2句法加工；动词偏好；暂时性歧义句分类号1 引言第二语言学习者是如何实时加工句子的？对这一问题的探讨有助于理解第二语言的学习。母语相关研究发现，动词的偏好信息可以影响句子的加工（Clifton，Frazier，& Connine，1984；Garnsey，Pearlmutter，Myers，& Lotocky，1997）。动词偏好（verb bias）是词汇偏好的一种，指的是某些动词虽然可以出现在多种句法结构中，但是出现在某种句法结构中的概率更大。例如，动词“read”的后面虽然可以接宾语从句（如例句1），但更多情况下接直接宾语（如例句2），这种动词就被称为直接宾语偏好（Direct-object bias，DO偏好）的动词；而后面更多情况下接宾语从句的动词被称为宾语从句偏好（sentence-complement bias，SC偏好）的动词，如“admit”（Harley，2001）。动词的DO/SC偏好又被叫做亚范畴偏好（subcategorization bias）。1）The ghost read the book had been ）The ghost read the book during the plane 等人（1997）研究发现，在加工省略“that”的暂时性歧义句时，人们的先前经验会影响歧义句的加工过程。如例句1的加工，由于“read”是一个DO偏好动词，人们在看到该动词后，倾向于将其后的名词短语“the book”解释为直接宾语，然而名词短语后的成分“had been burned”（解歧区，disambiguating region）出现后，证明直接宾语的解释是不合理的，因此引发再次分析，从而表现为解歧区的加工时间的延长。另外，利用动词偏好信息加工歧义句时，动词后名词短语作为直接宾语的合理性也会影响其解歧模式。例如，将例1中的“the book”换为“the house”，解歧区的加工困难将会大大减小，因为“the house”作为“read”的直接宾语显然是不合理的。这种动词偏好效应在很多研究中都出现过（Garnsey，Pearlmutter，Myers，& Lotocky，1997；Wilson & Garnsey，2009；Trueswell，Tanenhaus，& Kello，1993），但Kennison等（2001）的研究却并未发现动词偏好在歧义句加工中的作用。虽然大量母语研究考察动词偏好信息在歧义句加工中的作用，然而相关的第二语言研究很少。浅层结构假说（Shallow Structure Hypothesis）认为，习得年龄较晚的L2学习者的句法加工与母语句法加工存在本质上的差异，晚期习得的L2学习者，即使其第二语言熟练程度很高，或者其母语与第二语言相似性较高，在加工复杂句法结构时也无法达到母语句法加工的水平，其根本原因是L2学习者的语法知识不够完善，因此只能依赖词汇、语义等线索来加工L2句法（Clahsen & Felser，2006a，2006b，2006c）。根据浅层结构假说，L2学习者在加工句法时应该无法利用动词亚范畴信息，因为动词亚范畴信息本质上是句法的。但Dussias等（2008）研究发现第二语言学习者也可以利用动词亚范畴偏好信息来加工暂时性句法歧义。该研究采用自定步速移动窗口的实验范式，比较了母语为西班牙语的英语学习者和英语母语者利用动词偏好信息加工英语歧义句的模式。结果发现，如果第二语言学习者已经习得动词偏好信息，就可以利用这种信息来加工L2句法。由于动词的亚范畴属于句法范畴，本研究将继续考察第二语言学习者动词亚范畴信息的利用，但和以往的研究不同，本研究操纵工作记忆变量来考察个体工作记忆容量的差异对第二语言学习者动词亚范畴信息利用的影响。母语方面的研究说明，工作记忆容量是影响语言理解的重要因素，大量研究结果表明，工作记忆容量会影响成人母语者以及儿童母语者第一语言的句法加工（Swets，Desmet，Ferreira，& Hambrick，2007；Kim & Christianson，2007；Just & Carpenter，1992；MacDonald，Just，& Carpenter，1992）。然而，目前关于工作记忆容量对L2句法加工的影响的研究相对较少，而且研究结果之间并不一致。一些研究者发现工作记忆容量与L2句法加工之间并无关系（Juffs，2004，2005；Felser & Roberts，2007）。例如，Juffs（2004）采用自定步速阅读的任务，考察了不同语言背景的英语学习者个体工作记忆对加工第二语言花园路径句的影响。被试分别为汉语、日语和西班牙母语者。结果发现，工作记忆容量不同的个体不仅在回答问题的正确率上没有差别，而且在阅读花园路径句歧义词的时间上也不存在差别，即工作记忆容量对第二语言歧义句的加工未产生影响。然而，也有其他一些研究者发现了工作记忆容量在L2句法加工中的作用（陈宝国和徐慧卉，2010；Dussias & Piñar，in press；）。例如，Dussias等人（in press）考察了汉英L2学习者加工填充语–空位依存句时个体认知能力的作用，结果发现，L2学习者利用语义合理性信息解歧的模式受到阅读广度的影响，高阅读广度组的解歧模式与英语母语者类似。Mcdonald（2006）认为，晚期L2学习者的句法加工困难是由其认知能力的差异导致的，这些认知能力包括工作记忆容量、解码能力和加工速度。由此可见，个体的认知能力（尤其是工作记忆容量）是否导致L2句法加工困难的原因之一，尚无定论，而且工作记忆容量差异是否会影响句法信息的利用，前人并未研究过。本研究旨在通过考察高、低工作记忆容量的汉英双语者利用英语动词偏好信息加工英语暂时性歧义句的模式，来进一步探讨L2学习者能否利用句法结构线索（动词亚范畴信息）来加工句子，同时探讨工作记忆容量与L2句法加工的关系。2 方法 被试76名本科生或研究生参加了工作记忆容量测验的筛选，所有被试母语均为汉语，第二语言为英语。实验后被试得到一定报酬。共筛选出38名被试参与自定步速阅读实验，其中高容量被试20名，低容量被试18名。使用Daneman 等人(1980)阅读广度测验测量工作记忆的容量。测试材料最低2句为一组，最高7 句为一组。每组有5 套英语句子，句子长度为6~12 个单词，每套句子后均有一个判断句，以考察被试对句子的理解情况。使用E-prime编制测试程序。测量从2 句组开始, 计算机先呈现第一套的两个句子。句子先后呈现，要求被试认真阅读，理解每个句子意思并记住每个句子的尾词。每套句子呈现完毕后，要求被试按顺序回忆尾词。之后计算机屏幕上呈现一个判断句，要求被试判断句子的意思与刚才呈现的某个句子的意思是否一致。当被试回忆出全部尾词，并正确完成了判断句，接着呈现该句组的另一套句子。被试需要正确回忆每个句组5 套句子中的3 套，方可进入下一句组的测试。每个句组的测试中，如果能正确回忆并判断正确的不足3 套，测试则停止。被试工作记忆容量的得分由其成功完成最后一个句组的句子个数决定。根据Daneman 等人(1980)的记分方法，为2 句组为例，如果该水平5 组句子中，有3 组句子的尾词回忆成功，并正确回答了问题，则工作记忆容量为2。若5 组中有2 组成功则工作记忆容量为。若只有1 组成功，则工作记忆容量为1。在其它水平上的计分方法与此相似。把测量成绩≤ 的被试当作低容量的被试，成绩≥4 被试当作高容量的被试。为了进一步匹配被试英语的熟练程度，我们对被试学习英语的年龄进行了调查，并要求被试在7 点量表上对英语的听、说、读、写的熟练程度进行评定，其中1代表非常不熟练，7代表非常熟练。所有被试工作记忆容量、英语习得年龄和熟练度主观评定的结果见表1。方差分析的结果表明，工作记忆容量的差异非常显著， F(1, 36)=，MSE=，p<； 英语习得年龄以及听、说、读、写能力在高、低容量被试间的差异不显著。被试大多数都通过大学英语六级考试。表1 被试的工作记忆容量、英语习得年龄及熟练度主观评定结果高工作记忆容量 低工作记忆容量M SD M SD工作记忆容量 习得年龄 听 说 读 写 材料根据Dussias等（2008）和Wilson等（2009）的材料，选取了38个动词进行偏好评定任务，这38个动词在Wilson等（2009）研究中评定结果为DO、SC偏好动词各19个。在本研究的动词偏好评定任务中，给被试提供38个句子片段，包括一个名词短语和一个关键动词，要求被试补全动词后的句子（如“Anny found ____________”）。共50名北京师范大学的学生参与评定任务，其中36名被试是在正式句子阅读理解实验完成后评定的。所有参与评定任务的被试大多数通过大学英语六级考试。50个被试的评定结果中，若某个动词以DO偏好出现的概率大于（或等于）以SC偏好出现概率的两倍，则该动词被评定为DO偏好；反之，则该动词被评定为SC偏好；其他动词两种偏好出现的概率相当，因此被称为相等（EQ）偏好。评定结果为，19个被英语母语者评定为DO偏好的动词中，汉语母语者评定为DO偏好的有10个，评定为SC偏好的有2个，评定为EQ偏好的有7个；19个被英语母语者评定为SC偏好的动词中，汉语母语者评定为SC偏好的有16个，评定为EQ偏好的有3个（英语母语者评定结果见Wilson & Garnsey，2009）。根据动词偏好评定结果，我们选取了24个动词组成实验材料，其中DO偏好和SC偏好的动词各12个（由于汉语母语者评定为DO偏好的动词只有10个，因此加入两个EQ偏好的动词，这两个动词均为DO偏好出现的概率大于SC偏好出现的概率，但前者未达到后者的两倍）。每个动词构成两个句子，共48个实验句，每个句子包括非歧义和歧义两种形式。非歧义形式中，关键动词后为“that”引导的宾语从句；而在歧义形式中，省略了引导宾语从句的“that”。也就是说，歧义句和非歧义句的动词后均接宾语从句，区别在于是否省略that。实验材料分为两个版本， 若某个句子在版本一中为非歧义形式，则在版本二中为歧义形式。两个版本中实验材料均为48个，两种动词偏好的材料各半。实验材料的句子长度为9~12个单词，所有实验句均采用一般过去时。为了防止被试形成反应的策略，每个版本中加入了104个填充句。填充材料由三种类型的句子组成：1）并列句，其中包含一个主语和两个动词引导的简单句；2）复杂主语句，在一个简单句的主语后面加入修饰性定语；3）其他类型填充句，如状语从句、定语从句等。填充材料的句子长度与实验材料的长度相近，为10~15个单词。实验材料和填充材料举例见表2。为了保证被试阅读句子，实验材料和填充材料的每个句子后均有一个理解性问题。为方便数据分析，每个实验句划分出三个关键区域：1）关键动词，如表2材料举例中的“heard/ believed”；2)关键名词短语，位于关键动词或“that”之后，如 “the birds/ the woman”；3）解歧区，包括关键名词短语之后的两个单词，如“were killed/ took his”。由于词长是影响自定步速阅读范式中单词阅读时间的重要因素，因此我们对两种偏好条件下实验句的关键区域词长进行了统计检验。其中，名词短语与解歧区的词长为两个单词的词长之和。方差分析结果显示，两种偏好条件的实验句三个关键区域的词长之间差异均不显著（Ps>）。表2 材料举例实验条件 材料举例DO-非歧义 The hunter heard that the birds were killed yesterday 歧义 The hunter heard the birds were killed yesterday 非歧义 The neighbor believed that the woman took his shoes 歧义 The neighbor believed the woman took his shoes away.填充：并列句 We put the toy in a big box and mail it to Mike.填充：复杂主语句 The visitor who came from Taiwan loved this food very much.填充：其他 Even though Jim tried very hard, he got neither of the 程序句子阅读实验在封闭隔音的实验室中进行，使用E-prime软件在17纯屏显示器上呈现刺激，被试距显示器的距离约一米。将电脑键盘上的“F”和“J”键分别标记为“YES”和“NO”。实验采用自定步速阅读实验范式，开始时，首先在屏幕正中央呈现注视点“+”，之后逐词呈现句子，每个单词前均有400ms的空屏。被试阅读完一个单词后按“YES”键，呈现下一个单词。最后一个词呈现完后，会出现“**”，之后呈现理解性问题，被试需要在键盘上按“YES”或“NO”键回答该问题。理解性问题按键回答完后，呈现下一个trial。3 结果1名高容量被试阅读实验中正确率低于80%，2名高容量被试阅读实验中阅读时间低于200ms的单词过多，该3名被试的数据被剔除。参与数据分析的被试共35人，其中高容量被试17人，低容量被试18人。由于实验者在编制程序时的输入错误，一个项目的某个单词该项目在数据分析时被剔除。35名被试回答理解性问题的正确率平均为，其中高容量被试的平均正确率为，低容量被试的平均正确率为，两组被试的平均正确率之间没有差异，T（33）=，p>。理解性问题回答不正确的trial被剔除，错误数据占总数据的11%。然后剔除极端值，极端值数据占总数据的9%。极端值剔除方法为：首先，剔除小于100ms或大于2000ms的数据；然后，剔除平均数±2个标准差以外的数据。工作记忆容量不同的被试在各种条件下三个关键区域上的平均阅读时间见表3。表3 关键区域平均阅读时间（ms），括号内为标准差高工作记忆容量 低工作记忆容量非歧义 歧义 非歧义 歧义DO偏好条件关键动词 408（125） 342（124） 451（235） 442（196）关键名词短语 371（147） 368（155） 422（200） 397（163）解歧区 309（86） 382（162） 387（141） 384（139）SC偏好条件关键动词 405（201） 424（186） 479（208） 451（230）关键名词短语 365（128） 382（136） 419（177） 422（141）解歧区 332（108） 342（137） 373（137） 373（110）对数据进行重复测量的方差分析。其中被试分析，工作记忆容量为被试间变量，动词偏好和句子歧义性为被试内变量；项目分析，工作记忆容量和动词偏好为项目内变量，句子是否歧义为项目间变量。分析的指标是回答理解性问题的正确率和三个关键区域的阅读时间。 正确率动词动词偏好主效应被试分析显著，F1（1，33）=，MSE=，p<，SC偏好条件下的正确率（）显著低于DO偏好条件（）；项目分析不显著，F2（1，90）=，MSE=，p>。其他主效应及交互作用均不显著。 关键动词阅读时间动词动词偏好主效应被试分析显著，F1（1，33）=，MSE=，p<，SC偏好条件下的阅读时间（）显著长于DO偏好条件（）；项目分析中不显著，F2（1，90）=，MSE=，p>。另外，歧义主效应在项目分析中显著，F2（1，90）=，MSE=，p<；而被试分析中不显著，F1（1，33）=，MSE=，p>。工作记忆容量主效应及各种交互作用均不显著。关键动词上表现出动词动词偏好主效应，我们认为这可能与L2学习者对两种偏好动词的熟悉度不同有关。为了验证这一假设，我们让32名学生对实验句中的动词进行熟悉度主观评定，所有评定者均通过英语四级或六级考试。评定采用5点量表，1为非常不熟悉，5为非常熟悉。对评定结果进行t检验发现，DO偏好动词的熟悉度（）显著高于SC偏好动词（），t（62）=，p<。 关键名词短语阅读时间所有主效应及交互作用均不显著（见表4）。表4 关键名词短语阅读时间的方差分析结果变异来源 被试分析（df=1,33） 项目分析（df=1,90）F1 P F2 P偏好 歧义 偏好*歧义 偏好*WMC 歧义*WMC 偏好*歧义*WMC 解歧区阅读时间解歧区的方差分析结果见表5，其中动词动词偏好主效应、歧义主效应、工作记忆容量主效应均不显著；工作记忆容量与其他两个因素的交互作用也不显著。偏好与歧义的交互作用被试分析接近显著，F1（1，33）=，MSE=，p=；项目分析不显著，F2（1，90）=，MSE=，p>。偏好、歧义与工作记忆容量的三因素交互作用被试分析显著，F1（1，33）=，MSE=，p<；项目分析不显著，F2（1，90）=，MSE=，p>。对三因素交互作用进行简单主效应检验，结果发现高工作记忆容量被试加工DO偏好句子时，歧义句条件和非歧义句条件的解歧区阅读时间存在显著差异，歧义句条件下阅读时间长于非歧义句条件，F（1，33）=，p<；而加工SC却并未表现出这种歧义效应。低容量被试在两种偏好条件下均未表现出歧义效应。表5 解歧区阅读时间的方差分析结果变异来源 被试分析（df=1,33） 项目分析（df=1,90）F1 P F2 P偏好 歧义 偏好*歧义 偏好*WMC 歧义*WMC 偏好*歧义*WMC * 由于解歧区方差分析结果中，动词偏好、歧义、工作记忆容量三因素交互作用显著，说明高、低容量组被试的解歧模式存在差异，因此我们对两组被试在解歧区的阅读时间分别进行分析。高容量组被试的解歧区阅读时间方差分析显示：动词偏好主效应不显著，F1（1，16）=，p>；F2（1，45）=，p>。歧义主效应不显著，F1（1，16）=，p>；F2（1，45）=，p>）。偏好与歧义的交互作用被试分析显著，F1（1，16）=，MSE=，p<；但项目分析不显著，F2（1，45）=，MSE=，p>。简单效应分析表明，这一交互作用来自DO偏好条件，歧义句解歧区的阅读时间显著长于非歧义句，F（1，16）=，p<；而在SC偏好条件下，歧义句与非歧义句的解歧区阅读时间相当，F（1，16）=，p>（如图1左）。低容量组被试的解歧区阅读时间方差分析显示：动词偏好主效应、歧义主效应以及偏好与歧义的交互作用均不显著（如图1右）。图1 两组被试的解歧模式4 讨论根据Wilson等（2009）和Dussias等（2008）的研究结果，英语母语者在阅读包含DO、SC两种偏好的动词的暂时性歧义句时，表现出了偏好与歧义的交互作用。具体来说，英语母语者阅读DO偏好动词的歧义句“The elderly woman forgot the address changed a short time ago.”时，由于“that”的省略，导致初始分析时将关键动词后的名词短语“the address”分析为动词的直接宾语，而解歧词“changed”的出现说明初始分析是不合理的，于是加工系统进行再次分析，将“the address”重新解释为宾语从句的主语，于是在解歧区“changed a”表现出阅读时间的延长。而加工SC偏好动词的歧义句“The ticket agent admitted the mistake might not have been caught.”时，由于关键动词“admit”后常常接宾语从句，因此英语母语者初始分析时就将动词后的名词短语“the mistake”解释为宾语从句的主语，解歧词的出现证明这种解释是合理的，因此并未在解歧区“might not”表现出加工困难。本研究结果表明，高工作记忆容量的L2学习者加工第二语言暂时性歧义句时，可以像英语母语者一样，在解歧区阅读时间上表现出动词偏好与歧义的交互作用。因此，高容量的L2学习者可以利用动词偏好信息来加工DO/SC歧义句。DO偏好条件下歧义句的解歧区（如“took his”）阅读时间显著长于非歧义句，而SC偏好条件下则无此效应。低工作记忆容量的L2学习者在解歧区阅读时间上没有表现出动词偏好与歧义的交互作用，说明低容量L2学习者未利用动词偏好信息加工歧义句。另外，低容量被试并未表现出歧义主效应，这说明暂时性歧义句中“that”的省略对于低容量L2学习者来说并无影响。低容量L2学习者未利用动词偏好信息解歧，并不是因为其未习得动词的亚范畴偏好信息，因为所有低容量被试均参与了偏好评定任务，实验材料中的24个关键动词习得情况较好。低工作记忆容量的L2学习者在解歧区则并未表现出偏好与歧义的交互作用，说明其无法利用动词偏好信息来加工歧义句。然而，根据句子阅读理解的正确率来看，低容量的学习者也能理解句子的意义，那么低容量的学习者是如何加工歧义句呢？这一现象可以用浅层结构假说来解释。浅层结构假说（Shallow Structure Hypothesis）认为，习得年龄较晚的L2学习者的句法加工与母语句法加工存在本质上的差异，晚期习得的L2学习者，即使其第二语言熟练程度很高，或者其母语与第二语言相似性较高，在加工复杂句法结构时也无法达到母语句法加工的水平，其根本原因是L2学习者的语法知识不够完善，因此只能依赖词汇、语义等线索来加工L2句法。在本研究中，低容量的学习者虽然无法利用动词偏好信息加工歧义句，但其句子阅读理解的正确率并没有随之降低。这可能是因为，在句子理解的过程中，由于低容量学习者的工作记忆容量有限，无法在提取词汇语义的同时，对句子动词的亚范畴信息进行加工，因此仅靠将句子各成分的语义信息来达成对句子意义的理解。这一假设在研究结果中得到了验证。低容量的L2学习者不仅没有表现出动词与偏好的交互作用，而且并未表现出歧义效应。由此可见，歧义动词之后是否有“that”，对其加工句子并无影响。众所周知，句子中的单词可以划分为内容词和功能词。内容词如名词、动词、形容词，主要提供理解句子所需要的语义信息，而功能词包括介词、连词等，主要提供句法信息。“that”为连词，属于功能词的范畴，包含着句子理解所需要的句法信息。根据浅层结构假说，我们可以推论，低容量的L2学习者之所以未表现出歧义效应，是由于其句子理解过程中，主要提取各内容词的语义信息，而忽略了功能词中包含的句法信息。本研究中实验材料中，大多数句子仅提取内容词的语义信息，即可理解整个句子的意义。例如，句子“The hunter heard that the birds were killed yesterday morning”后的理解性问题为“Were the birds dead？”，L2学习者若仅提取“hunter”、“heard”、“birds”、“killed”等内容词中包含的语义信息，而忽略“that”所包含的句法信息，也能够正确回答理解性问题。本研究结果与Dussias等（2008）研究的结果相一致。如前文所述，Dussias等（2008）研究中，高熟练程度的L2学习者对于已经习得了亚范畴偏好信息的动词，可以利用其偏好信息加工暂时性歧义句。虽然本研究中的汉英双语者的英语熟练程度并没有Dussias等（2008）研究中的西班牙语-英语双语者高，然而当其工作记忆容量较高时，却可以表现出与Dussias等（2008）和Wilson等（2009）研究中的英语母语者类似的动词偏好与歧义的交互作用。由此可见，工作记忆容量的高低决定了L2句法加工者能否利用动词偏好信息进行句法加工。第二语言句子加工领域，前人发现的影响L2句法加工的因素主要有第二语言的习得年龄、熟练度以及母语经验。而个体的认知能力（如工作记忆容量）对第二语言的句法加工是否有影响，不同研究者的观点不一。本研究首次考察了L2学习者工作记忆容量的差异对L2歧义句法加工过程中动词偏好利用的影响，从结果来看，工作记忆容量对L2句法加工是有影响的，这与Dussias等人（in press）、陈宝国和徐慧卉（2010）、Havik（2009）等研究的结果一致。总之，本研究的结果发现，高容量的L2学习者在加工工作记忆负荷较低的英语歧义句时，可以利用动词的亚范畴信息来解歧。而低容量的L2学习者在句子理解时，可能无法利用多种信息，而更多依赖提取词汇的语义信息来达到对句子意义的最后理解。因此，L2学习者的句法加工是受其工作记忆容量影响的。5 结论工作记忆容量是影响第二语言学习者能否利用动词偏好信息加工暂时性歧义句的重要因素。工作记忆容量较低的L2学习者虽然习得了英语动词的亚范畴偏好信息，却无法利用这种信息来加工英语歧义句。而工作记忆容量较高的L2学习者能够利用动词亚范畴偏好信息加工歧义句。参 考 文 献陈宝国，徐慧卉. 2010. 工作记忆容量的差异对第二语言句法歧义句加工的影响. 心理学报. 42(2), 185–, H., & Felser, C., 2006a. Grammatical processing in language learners. Applied Psycholinguist, 27, 3–42.