工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平關(guān)系的元分析

宋穎　張守臣　劉航宇

摘要 運(yùn)用元分析的方法，探討在中外研究中工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的相關(guān)性和影響二者相關(guān)的潛在調(diào)節(jié)變量。通過(guò)文獻(xiàn)搜索和篩選，共選擇63項(xiàng)研究進(jìn)行分析，時(shí)間跨度為1992-2014。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平存在中等程度的正相關(guān)，效應(yīng)值為0.358。調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)文化背景、工作記憶測(cè)量方法、測(cè)量?jī)?nèi)容、測(cè)量語(yǔ)言有調(diào)節(jié)作用。結(jié)論：工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平之間存在中等程度的正相關(guān)，文化背景和工作記憶測(cè)量調(diào)節(jié)二者之間的相關(guān)。

關(guān)鍵詞 工作記憶，工作記憶容量，第二語(yǔ)言，元分析，調(diào)節(jié)作用。

分類號(hào)B842.3

1引言

工作記憶（Working memory，WM）這一概念最早是由Baddeley和Hitch于1974年在分析短時(shí)記憶的基礎(chǔ)上提出的，認(rèn)為它是一種對(duì)信息進(jìn)行暫時(shí)性加工和儲(chǔ)存的能量有限的記憶系統(tǒng)，對(duì)語(yǔ)言理解、學(xué)習(xí)、推理、思維等復(fù)雜認(rèn)知任務(wù)的完成起關(guān)鍵作用（Baddeley & Hitch，1974）。工作記憶通過(guò)工作記憶容量（working memory capacity，WMC）在復(fù)雜認(rèn)知系統(tǒng)中發(fā)揮作用，工作記憶容量的大小直接影響人類高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)的效率（王效廣，2013）。

根據(jù)工作記憶功能不同，將工作記憶容量的測(cè)量方法分成簡(jiǎn)單廣度任務(wù)和復(fù)雜廣度任務(wù)。簡(jiǎn)單廣度任務(wù)僅要求儲(chǔ)存信息，即傳統(tǒng)的短時(shí)記憶的測(cè)量，是指向被試呈現(xiàn)一定數(shù)量的項(xiàng)目，要求被試按照正確的順序進(jìn)行回憶（Engle，Kane，& Tuholski，1999），包括數(shù)字廣度（Digit span）、單詞廣度（Word span）、字母廣度（Letter span）、大小判斷（Size judgment）等等。復(fù)雜廣度任務(wù)要求在儲(chǔ)存信息的基礎(chǔ)上，對(duì)信息進(jìn)行積極處理，衡量當(dāng)面對(duì)額外需要處理的任務(wù)時(shí)，個(gè)人儲(chǔ)存信息的能力（Daneman & Carpenter，1980；Daneman & Merik-le，1996；Engle et al.，1999）。研究者普遍采用雙任務(wù)操作實(shí)驗(yàn)對(duì)復(fù)雜廣度工作記憶進(jìn)行研究.包括閱讀廣度任務(wù)、聽(tīng)力廣度任務(wù)、操作廣度任務(wù)、計(jì)數(shù)廣度任務(wù)等等。

第二語(yǔ)言是指在精通母語(yǔ)之后開(kāi)始學(xué)習(xí)的語(yǔ)言（張先亮，聶志平，2011）。第二語(yǔ)言認(rèn)知是極其復(fù)雜的心理過(guò)程，大腦加工第二語(yǔ)言信息所進(jìn)行的活動(dòng)涉及到注意、記憶、思維、信息處理、母語(yǔ)遷移和中介語(yǔ)的形成等等（吳潛龍，2000）。第一語(yǔ)言的發(fā)展獨(dú)立于智力的發(fā)展，其加工更多的是一個(gè)自動(dòng)化的過(guò)程，而第二語(yǔ)言的學(xué)習(xí)是一個(gè)意識(shí)參與的過(guò)程，需要更多的控制性加工，因此認(rèn)知過(guò)程對(duì)第二語(yǔ)言的影響要比對(duì)第一語(yǔ)言的影響作用更大（Hernandez & Meschyan，2006）。

在過(guò)去的20年里，關(guān)于工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的相關(guān)研究甚多。以往的研究結(jié)果顯示。第一。工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平存在正相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)從0.007到0.737，相關(guān)大小不一；第二，工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平存在高等正相關(guān)（Ser-vice，Simola，Metsaenheimo，& Maury，2002；韋雪艷，路東海，2002；李曉媛，俞理明，2009）；第三，工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平存在中等程度的正相關(guān)（Mackey，Adallls，Stafrord，&Winke，2010；Alptekin & Ergetin，2010；馬拯，王同順，2011）；第四，工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平存在較低程度的正相關(guān)或相關(guān)不顯著（Gilabert & Munoz，2010；Chun & Payne，2004；李燕芳，解會(huì)欣，董奇，2008）。

不同研究者進(jìn)行研究設(shè)計(jì)時(shí)考慮的因素不同，這些因素都有可能導(dǎo)致研究結(jié)果的不一致。因此。系統(tǒng)、全面的回顧工作記憶容量與第二語(yǔ)言之間的關(guān)系是非常有必要的。本研究采用元分析的方法，將國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果進(jìn)行元分析，探討工作記憶容量與第二語(yǔ)言之間的關(guān)系，分析影響二者關(guān)系的調(diào)節(jié)變量，從而得出更普遍、更準(zhǔn)確的結(jié)論。

2研究方法

2.1入選標(biāo)準(zhǔn)

（1）在每一個(gè)研究中，必須考察工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平之間的關(guān)系。并且報(bào)告了兩者之間的相關(guān)，通過(guò)皮爾遜相關(guān)r值表示?；蛲ㄟ^(guò)能轉(zhuǎn)換成r值的t、F值表示。（2）所有的被試都是12歲以上。（3）被試都至少掌握一種第二語(yǔ)言，并且第二語(yǔ)言是在精通母語(yǔ)之后開(kāi)始學(xué)習(xí)的。（4）被試均是正常被試，不包括生理疾病患者（例如學(xué)習(xí)和語(yǔ)言障礙）。（5）樣本大小明確。

2.2文獻(xiàn)搜集

本研究分別從中英文期刊網(wǎng)搜集資料。首先，使用中國(guó)期刊網(wǎng)、中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)、維普期刊網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù).對(duì)國(guó)內(nèi)1992年1月到2014年5月有關(guān)工作記憶容量與第二語(yǔ)言相關(guān)研究的中文論文進(jìn)行了檢索和篩選。工作記憶采用“工作記憶、工作記憶容量、工作記憶廣度、閱讀廣度、數(shù)字廣度”等關(guān)鍵詞，第二語(yǔ)言采用“第二語(yǔ)言、雙語(yǔ)者、外語(yǔ)、二語(yǔ)”等關(guān)鍵詞，共搜索到符合人選標(biāo)準(zhǔn)的12篇相關(guān)文獻(xiàn)。其次，使用讀秀學(xué)術(shù)搜索、Springer Link全文電子期刊、goode學(xué)術(shù)、PsycIN-FO、yahoo搜索等。對(duì)國(guó)外1992年1月到2014年5月有關(guān)_T作記憶容量與第二語(yǔ)言相關(guān)研究的英文論文進(jìn)行了檢索和篩選。工作記憶采用“working memory、working memory capacity、working memo-ry span、reading span、digit span、listening span、operation span、word span”等為關(guān)鍵詞。第二語(yǔ)言采用“second language、foreign language、bilin-gual”等關(guān)鍵詞，共搜索到符合入選標(biāo)準(zhǔn)的33篇相關(guān)文獻(xiàn)。

2.3文獻(xiàn)編碼

本研究有以下編碼標(biāo)準(zhǔn)：（1）對(duì)符合人選標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)按照研究特征進(jìn)行編碼。（2）每個(gè)效應(yīng)值對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立樣本。每個(gè)獨(dú)立樣本只能編碼一次，若一個(gè)研究中有多個(gè)獨(dú)立樣本，則分別進(jìn)行編碼。（3）在調(diào)節(jié)變量的元分析中，亞組分析與主效應(yīng)分析涉及的變量不同，因此針對(duì)不同的調(diào)節(jié)變量，需重新編碼。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）對(duì)特殊群體所進(jìn)行的研究，例如學(xué)習(xí)障礙者、傷殘者等。（2）提供的數(shù)據(jù)不完整，人口學(xué)變量不清晰，例如未提供被試人數(shù)。（3）重復(fù)發(fā)表的論文。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，共選出63個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

2.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析

在本研究中，首先提取各原始研究中工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平二者之間的相關(guān)系數(shù)r作為效應(yīng)量。將部分通過(guò)F、t值表示二者之間關(guān)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為r值（Card，2012）。其次，將r值轉(zhuǎn)換成Z_r，得到一個(gè)近似正態(tài)的分布。運(yùn)用Office 2010對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行整理和編碼，選用CMA 2.0（comprehensiverecta-analysis 2.0）專業(yè)版軟件進(jìn)行元分析。

3結(jié)果

3.1工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的相關(guān)

工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的元分析的結(jié)果顯示，二者呈中等程度正相關(guān)。效應(yīng)值為0.358，95%置信區(qū)間為0.305-0.409，相關(guān)系數(shù)穩(wěn)定。

3.2異質(zhì)性檢驗(yàn)

為檢驗(yàn)測(cè)得的平均效果量是否異質(zhì)，檢驗(yàn)每個(gè)研究結(jié)果是否具有代表性。需要進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)（homogeneity test）。

元分析的模型主要分為兩種.固定模型（fixed effect model）和隨機(jī)模型（random effect model）。根據(jù)異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果采用合適的模型進(jìn)行分析，當(dāng)檢驗(yàn)結(jié)果Q值顯著、I-squared高于50%時(shí)，測(cè)驗(yàn)結(jié)果的效應(yīng)值是異質(zhì)的，應(yīng)選擇隨機(jī)模型，當(dāng)Q值差異不顯著、I-squared低于50%時(shí)，測(cè)驗(yàn)結(jié)果的效益值是同質(zhì)的，應(yīng)選擇固定模型。在本研究中，Q值為142.46，差異顯著，I-squared值為56.479%，高于50%，表明效應(yīng)值存在中等程度以上的異質(zhì)性，因此需要采用隨機(jī)模型分析方法。

3.3調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果

重新編碼考察調(diào)節(jié)變量對(duì)工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的相關(guān)性的影響，結(jié)果顯示工作記憶的測(cè)量方法、測(cè)量語(yǔ)言、測(cè)量?jī)?nèi)容和文化背景對(duì)二者的相關(guān)性起調(diào)節(jié)作用，結(jié)果見(jiàn)表3。

3.4出版偏倚檢驗(yàn)

在本研究中，失安全系數(shù)為5699，表明需要額外5699篇工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平具有無(wú)顯著性相關(guān)的文獻(xiàn)才能否定工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平有重要的相關(guān)關(guān)系。其次，如果效應(yīng)值是無(wú)偏的，則從小樣本中得到的結(jié)果相對(duì)于大樣本，具有更大的變異，樣本量和效應(yīng)值的散點(diǎn)圖會(huì)呈現(xiàn)漏斗形（齊曉棟，張大均，邵景進(jìn)，王佳寧，龔玲，2012），而本研究元分析結(jié)果的漏斗圖顯示文獻(xiàn)分布大致對(duì)稱，因此可以認(rèn)為本研究沒(méi)有出現(xiàn)偏倚。

4討論

4.1工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的相關(guān)分析

在本研究中，元分析的結(jié)果顯示工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平之間相關(guān)的點(diǎn)估計(jì)為0.358.95%C.I.為0.305-0.409，存在中等程度的正相關(guān)。這一結(jié)果與國(guó)外的研究結(jié)果基本一致（Linck，Osthus，Koeth，& Bunting，2014）。Baddeley最早提出的工作記憶模型包括中央執(zhí)行系統(tǒng)、視空間板和語(yǔ)音回路，其中語(yǔ)音回路的作用范圍為言語(yǔ)系統(tǒng)，因此工作記憶是影響言語(yǔ)信息的加工和表征的重要心理因素。Just和Carpenter（1992）的研究表明工作記憶能夠影響言語(yǔ)閱讀理解能力，工作記憶容量能反映閱讀理解的成績(jī)。他發(fā)現(xiàn)許多研究都強(qiáng)調(diào)工作記憶中的語(yǔ)音回路是語(yǔ)言學(xué)習(xí)能力的關(guān)鍵成分，由語(yǔ)音回路控制的語(yǔ)音短時(shí)記憶對(duì)語(yǔ)言水平起重要作用。第二語(yǔ)言相對(duì)于母語(yǔ)來(lái)說(shuō)，需要更多認(rèn)知資源的控制，工作記憶調(diào)用長(zhǎng)期記憶中的語(yǔ)言模塊和一般知識(shí)，對(duì)輸入的信息進(jìn)行匹配、類推、重組、轉(zhuǎn)換等，以理解其意義并形成對(duì)第二語(yǔ)言系統(tǒng)的了解和掌握。

然而在研究中發(fā)現(xiàn)，工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的相關(guān)系數(shù)從0.007到0.737，出現(xiàn)了相關(guān)不顯著和高相關(guān)的情況，這與我們的研究結(jié)果不一致。分析發(fā)現(xiàn)，在相關(guān)不顯著的研究中，普遍采用的是第二語(yǔ)言測(cè)量工作記憶容量，在隨后的調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，與第一語(yǔ)言相比，采用第二語(yǔ)言進(jìn)行工作記憶容量測(cè)驗(yàn)所得的結(jié)果與第二語(yǔ)言水平的相關(guān)系數(shù)更低。并且，被試特點(diǎn)也是需要考慮的問(wèn)題。在相關(guān)不顯著的研究中，被試普遍是第二語(yǔ)言的初學(xué)者，第二語(yǔ)言的水平較低，因而不同工作記憶容量的被試，對(duì)待首次接觸的熟悉性較低的語(yǔ)言，表現(xiàn)出的差異不大。例如，Mizera（2005）采用操作廣度任務(wù)和非詞重復(fù)測(cè)驗(yàn)測(cè)得西班牙語(yǔ)初學(xué)者工作記憶容量和第二語(yǔ)言口語(yǔ)流暢性的相關(guān)不顯著。而在高相關(guān)的研究中，普遍采用的是第一語(yǔ)言進(jìn)行工作記憶廣度測(cè)驗(yàn)，并且研究的被試接觸第二語(yǔ)言的時(shí)間較長(zhǎng)，熟悉性較高，而工作記憶的容量大小在一定程度上取決于中央執(zhí)行功能對(duì)記憶材料所采取的組織策略，適當(dāng)?shù)慕M織可以擴(kuò)大工作記憶容量。因此，第二語(yǔ)言熟悉性較高的被試的中央執(zhí)行功能有可能有助于他們使用合適的組織策略，從而獲得更大的工作記憶容量（李瑩麗，吳思娜，劉麗虹，2012）。同時(shí)在長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練和實(shí)踐中，被試對(duì)第二語(yǔ)言的信息保持能力得到了提高，工作記憶容量也得到了相應(yīng)的擴(kuò)充，二者的聯(lián)系性得到了加強(qiáng)。因而會(huì)出現(xiàn)與本研究結(jié)果不一致的情況。

4.2調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)

從人組的文獻(xiàn)來(lái)看，工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平之間的相關(guān)系數(shù)區(qū)間較大，產(chǎn)生這種結(jié)果可能是由于測(cè)量方法、測(cè)量材料、文化背景差異等因素的影響所致。本研究的調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)正好驗(yàn)證了這一點(diǎn)。相比簡(jiǎn)單廣度測(cè)驗(yàn)，采用復(fù)雜廣度測(cè)驗(yàn)所測(cè)得的工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的相關(guān)系數(shù)更高，相比非言語(yǔ)材料，言語(yǔ)材料所測(cè)得的工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的相關(guān)系數(shù)更高。第二語(yǔ)言的運(yùn)用需要包括同步處理、注意控制等龐大的執(zhí)行功能系統(tǒng)的支持，因此在預(yù)測(cè)工作記憶任務(wù)中，需要更好地預(yù)測(cè)執(zhí)行功能，才能更好地預(yù)測(cè)第二語(yǔ)言水平。在測(cè)驗(yàn)工作記憶時(shí)，任務(wù)越復(fù)雜。就越需要更多的工作記憶資源進(jìn)行加工，也就更能反映工作記憶的廣度。并且依據(jù)工作記憶的多成分模型（Baddeley & Hitch，1974），處理和操作言語(yǔ)內(nèi)容的能力將受特定領(lǐng)域中專門用于言語(yǔ)信息的工作記憶成分的影響，因此復(fù)雜廣度測(cè)驗(yàn)、言語(yǔ)材料測(cè)得的工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的相關(guān)性更高。

研究發(fā)現(xiàn)，工作記憶測(cè)量語(yǔ)言具有調(diào)節(jié)作用。使用第一語(yǔ)言測(cè)量的工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的相關(guān)系數(shù)略高于使用第二語(yǔ)言測(cè)得的工作記憶容量。在認(rèn)知領(lǐng)域中，第一語(yǔ)言可以決定第二語(yǔ)言的加工，也會(huì)影響的第二語(yǔ)言輸出（Ellis，2006），由于母語(yǔ)遷移的存在，第一語(yǔ)言在建立一個(gè)完整的第二語(yǔ)言知識(shí)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮重要作用（Odlin，2004），并且由于第一語(yǔ)言系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)化的過(guò)程，會(huì)與第二語(yǔ)言的使用和學(xué)習(xí)發(fā)生交互作用，因此在工作記憶容量的測(cè)量中，使用第一語(yǔ)言來(lái)測(cè)量的結(jié)果更能反映工作記憶容量的真實(shí)性。Jiang（2004）的研究結(jié)果顯示，較熟練的、多年的雙語(yǔ)言者，可以獲得完整的第二語(yǔ)言知識(shí)結(jié)構(gòu)，但對(duì)于剛?cè)腴T或并不精通的雙語(yǔ)言者來(lái)說(shuō)，在語(yǔ)言的理解和生成方面都存在一定的困難。因此，對(duì)于第二語(yǔ)言學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)，使用第二語(yǔ)言進(jìn)行工作記憶容量的測(cè)量，會(huì)增大被試測(cè)驗(yàn)的困難，也會(huì)降低工作記憶容量測(cè)驗(yàn)的真實(shí)性。因而使用第一語(yǔ)言和第二語(yǔ)言測(cè)得的工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平之間的相關(guān)系數(shù)會(huì)存在邊緣顯著的差異。

元分析的結(jié)果顯示，東方與西方文獻(xiàn)在工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的相關(guān)性研究上存在顯著差異，東方文獻(xiàn)的相關(guān)結(jié)果較高。國(guó)內(nèi)學(xué)者龔少英，徐先彩，葉晶和韓亞平（2009）在研究中提到，第二語(yǔ)言語(yǔ)音意識(shí)是預(yù)測(cè)第二語(yǔ)言閱讀的一個(gè)重要變量，而不同語(yǔ)音任務(wù)對(duì)不同語(yǔ)言的解碼能力不同。例如，Lefrancois和Armand（2003）的研究發(fā)現(xiàn)，第二語(yǔ)言法語(yǔ)語(yǔ)音任務(wù)對(duì)法語(yǔ)解碼的預(yù)測(cè)最強(qiáng)，西班牙母語(yǔ)能力對(duì)法語(yǔ)單詞識(shí)別的解釋力最強(qiáng)。并且與西方的研究相比，東方研究的第二語(yǔ)言比較單一，主要為英語(yǔ)，因此東西方研究在第二語(yǔ)言水平上的測(cè)量結(jié)果存在一定的差異。陶沙（2004）分析發(fā)現(xiàn)。英語(yǔ)國(guó)家的中國(guó)留學(xué)生和其他國(guó)家留學(xué)生的語(yǔ)音加工技能存在顯著差異。由于東西方第二語(yǔ)言的類型和第二語(yǔ)言的學(xué)習(xí)環(huán)境不同。導(dǎo)致了第二語(yǔ)言理解方面存在一定的差異。進(jìn)而也會(huì)影響其與工作記憶的相關(guān)性。

4.3研究不足及未來(lái)研究的展望

本研究對(duì)工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的關(guān)系進(jìn)行了比較完整的元分析，但是仍存在一定的不足：（1）本研究關(guān)注工作記憶容量與第二語(yǔ)言的相關(guān)性，但是是否這兩者存在直接的相關(guān)。是否存在第三個(gè)變量，例如中介變量。二者通過(guò)這一中介變量來(lái)相互影響，這一點(diǎn)還需要繼續(xù)的研究，得出更準(zhǔn)確的元分析結(jié)果。（2）元分析要求對(duì)所有研究進(jìn)行整理分析，不僅需要已發(fā)表的文獻(xiàn)，還需要未發(fā)表的文獻(xiàn)的支持，但由于工具等的限制，不可避免的會(huì)丟失一部分?jǐn)?shù)據(jù)。（3）本研究在對(duì)調(diào)節(jié)變量的分析中，沒(méi)有對(duì)被試特點(diǎn)、出版年限、被試人數(shù)等其他潛在調(diào)節(jié)變量進(jìn)行分析，未來(lái)應(yīng)該對(duì)潛在調(diào)節(jié)變量進(jìn)行全面的探索。

5結(jié)論

對(duì)工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平的元分析表明：（1）工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平呈中等程度的正相關(guān)。（2）工作記憶容量與第二語(yǔ)言水平之間的相關(guān)性受到工作記憶容量的測(cè)量方法、工作記憶容量的測(cè)量語(yǔ)言、工作記憶容量的測(cè)量?jī)?nèi)容，以及被試文化背景的調(diào)節(jié)。