視覺反饋范式對英語語音學習的有效性及概化性實證研究

陳毅萍 張震宇

摘要：由于語音的特殊性和復雜性，其相關學習研究相較于其他語言技能而言所受的關注一直較少。計算機輔助語言學習的出現(xiàn)，使電腦端的語音可視化成為可能。雖然視覺反饋對語音學習有積極影響，但多數(shù)有關研究只關注了語音的超音段特性，對語音系統(tǒng)中其他部分未過多涉及。本研究基于對Praat語音可視化分析軟件的使用，在英語語音教學中使用視覺反饋范式（Visual Feedback Paradigm，簡稱VFP），以語音強度比為檢測標準，對學習者語音學習的情況進行了研究和分析，并得出了以下結論：（1）比起傳統(tǒng)聽覺訓練，利用VFP進行語音教學可取得更好的學習效果，且取得的語音改善具有一定的持久性;（2）利用 VFP所獲得的單詞層面上的語音提升能夠擴展到相似的話語（句子）層面，并且這種提升也具有持久性;（3）學生對于VFP持積極的評價，他們認為視覺反饋所提供的明顯圖像差異能反映出單個音素的相對音長與音強，從而為發(fā)音提供指導。本研究證明了VFP對于語音學習的有效性和概化性，以及VFP在初階二語語音課堂中的潛在實用價值。

關鍵詞：語音教學;視覺反饋范式;可視化;有效性;概化性

中圖分類號：G40-057 ? 文獻標志碼：A ? 文章編號：1005-2909（2022）01-0171-10

長期以來，由于語音的特殊性與復雜性，英語語音一直是英語學習的難點。研究發(fā)現(xiàn)，即使對于單音發(fā)音非常標準的學習者，外語口音的消除仍是一個幾乎無法逾越的障礙[1]。對于語音，有學者認為外語語音在語音習得關鍵期之后就基本不可再習得，也有學者認為雖然絕對“標準”的英語發(fā)音不是每個學生都能達到的，但后期通過發(fā)音訓練可以改善和提高，使學習者操一口流利順暢、清晰易懂、交際自如的英語是可望又可及的目標[2]。

一、有關語音學習的中外文獻回顧

（一）中國英語學習者的英語語音學習現(xiàn)狀

研究發(fā)現(xiàn)，中國英語學習者在英語語音學習方面存在較大困難[3]。使用英語傳遞信息時存在的語音問題，不僅會影響聽者理解，更可能產(chǎn)生信息誤解，導致交際困難或交際失敗[4]。具體而言，陳樺總結出我國英語學習者在英語語音學習方面普遍存在如下問題：（1）重讀、弱讀不分明，甚至重音移位;（2）節(jié)奏不鮮明，沒有輕重之分;（3）語調(diào)平直，升降起伏小，聽起來呆板乏味;（4）掌握不好停頓的位置[5]。針對語音及語音習得所存在的問題，國內(nèi)外學者進行了相關研究。Pikes 總結相關研究發(fā)現(xiàn)外語學習的初始年齡、學習動機、一語遷移、目的語國家居住時間等對外語口語具有一定影響[6]。傳統(tǒng)的語音學習方式（“聽—讀”模式）在很大程度上依賴于學習者良好的聽辨感知能力，即學習者需要通過聽辨并感知到自身發(fā)音與示范發(fā)音的不同，才能糾正發(fā)音錯誤。然而關于語音聽辨感知和產(chǎn)出 （Speech Perception and Production） 的研究認為很多語音產(chǎn)出錯誤的根源在于聽辨感知的不佳。由于學生語音聽辨能力存在個體差異，且聽辨感知改進總是先于產(chǎn)出的改進[7-8]，如果學習者語音聽辨感知能力不夠好，就會事倍功半，因此，傳統(tǒng)學習方式并不適合所有的學習者。外語語音習得的一個關鍵環(huán)節(jié)就是要在語音習得過程中幫助學習者正確感知和比較外語語音與一語語音的不同之處。

（二） 國內(nèi)外關于語音學習可視化方式的研究

國內(nèi)對計算機輔助可視化語音學習的研究起步較晚，側重于介紹計算機輔助可視化語音學習的方式[9]，探究其對英語語音學習的有效性[10-11]。莊木齊等通過應用Better Accent Tutor軟件研究中國英語學習者語音學習超音段音位中的重音模式，發(fā)現(xiàn)可視化語音學習軟件對于學習者具有實用性、適用性[12]。楊晉通過考察中國英語學習者利用 Praat 語音軟件反復聽音模仿英語語音語調(diào)的效果，發(fā)現(xiàn)Praat產(chǎn)生的音高曲線在幫助學習者觀察句子的調(diào)核位置、句子重音分配和表達語句語用功能的語調(diào)等方面有一定作用，能夠彌補單純聽音模仿中學習者因聽辯能力不足造成的問題[10]。并且國內(nèi)可視化語音學習相關實證研究較少，對英語學習者的實證研究通常只涉及英語語音系統(tǒng)中的某一部分。英語語音自身結構的復雜性和多變性使其語音特征并不像單個音素那樣易于聽辨和模仿[13]，現(xiàn)有學術文獻中缺乏對中國大學生英語語音可視化學習中的視覺反饋效果的深入研究，更未探究這種學習方式帶來的效果是否能夠概化到在相似話語層面上，從而對之后的語音學習產(chǎn)生積極影響。

國外最早從20世紀70年代開始將語音可視化技術與教學聯(lián)系起來，探究其有效性。De Bot 考察了反饋模式和練習時間兩個因素對于語調(diào)學習的影響。結果發(fā)現(xiàn)，聽覺和視覺（Auditory-Visual）的雙重反饋模式優(yōu)于單一聽覺（Auditory）反饋模式，同時反饋模式也會影響學習者的行為[14]。

目前典型的VFP包括：（1）非母語者記錄目標語輸出;（2）語音特征的視覺顯示，最常見的是語調(diào)輪廓;（3）以視覺方式展示母語者的作品，通常伴有相應的聽覺展示以作比較;（4）非母語參與者重新錄音，試圖匹配母語者的輸出。在此框架中對語音的超音段特征研究較多，特別是語調(diào)輪廓。如Levis和Pickering注意到這種范式對單詞和語篇水平音高輪廓的指導都是有積極作用的[15]。Hardison發(fā)現(xiàn)VFP不僅有助于改善初始訓練中學習材料的語調(diào)輪廓， 也能被推廣到新的話語層面，具有概化性[16] 。此外， 技術水平的提高使研究虛擬語音對單個語音片段（如音節(jié)、輔音和元音）的影響成為可能。例如，Lambacher研究了二語課堂中的VFP，發(fā)現(xiàn)聲音譜圖能為學習者提供各種語音特征的視覺呈現(xiàn)[17]。Saito研究Praat語音分析軟件發(fā)現(xiàn)，日本英語學習者在觀看自己發(fā)音的視覺呈現(xiàn)后，經(jīng)過修正練習其元音發(fā)音的準確性比以英語為母語的人還高[18]。

之后也有學者利用視覺反饋范式進行語音教學的研究，焦點多集中在非英語語言的某一語音特征。Olson以50名第二語言為西班牙語的大學生為研究對象，通過使用Praat語音軟件，考察了VFP在音段輸出的作用，以及視覺反饋在較低水平的語言課堂中的應用效果，研究證明了視覺反饋范式對西班牙語語音學習（在爆破層面）的有效性[19]。Chun等人以35位來自不同國家的中文學習者為研究對象，利用Praat軟件對其語音輸出進行可視化聲學分析，通過音高曲線與語調(diào)曲線，輔以中文母語者的聽覺判斷，精確地反映了學習者的發(fā)音情況[20]。結果表明，視覺反饋能幫助學習者比較自身與母語者音高曲線的差異，即可視化聲學分析能更準確地反映第二語言學習者的聲調(diào)差異。此外，國外其他研究者通過實證研究發(fā)現(xiàn)視覺反饋在語音學習過程中對降低學習者焦慮情緒，提高糾錯和準確性能力等方面都有積極影響[20-22]。

通過梳理國內(nèi)外的研究，筆者發(fā)現(xiàn)雖然國外相關研究成果豐富，但很少涉及視覺反饋對母語為中文的英語學習者的學習效果影響，而國內(nèi)對于視覺反饋的研究多停留在音段及超音段特征層面上。為了填補這部分研究空缺，筆者認為，有必要探究計算機輔助可視化語音學習環(huán)境下視覺反饋對中國英語學習者在單詞和語句層面語音學習的效果。

在此背景下，本研究基于Praat軟件探究視覺反饋范式運用于英語語音學習中的效果。Praat是一款跨平臺的多功能語言學專業(yè)軟件，其基本功能包含對語音的標注和分析，提供聲調(diào)的軌跡等。學習者可以實時觀察自身發(fā)音與母語者的差異，不斷練習、錄音和對比發(fā)音。

二、研究設計

本研究旨在證實視覺反饋對二語英語語音學習是否具有有效性和概化性，以及收集學習者對其的使用態(tài)度。研究中的有效性是指學生通過使用語音軟件，能夠分析語音中存在的問題，并且利用軟件的視覺反饋功能改善自身的語音水平;概化性則指學習者單詞發(fā)音上的改善能擴展到相似詞語及句子層面上。

（一）研究問題

本研究主要采用視覺反饋范式（VFP）進行實驗，包括預測、VFP訓練、延時后測三個部分;同時在VFP訓練后進行問卷調(diào)查收集數(shù)據(jù)，從而回答下列問題：

（1）二語學習者在VFP訓練后，單詞層面的語音特征（失爆）是否得到改善？

（2）這種語音上的改善能否擴展到相似話語層面中？

（3）學習者對使用VFP進行語音學習的評價。

（二）研究對象及材料

參加本次實驗的對象來自于西南地區(qū)某雙一流高校，共20名本科生（14位女生，6位男生），年齡在17—21歲。參加者被隨機分成實驗組和對照組，每組10人。為了更直觀考察學生的語音學習效果，排除其他影響因素，本研究的參加者都為非英語專業(yè)學生，且都沒有接受過系統(tǒng)的語音訓練;為保證參加者能認真完成實驗，實驗組與對照組完成任務后均有一定報酬。

英語中的失爆有以下五個特點：（1）爆破音+爆破音;（2）爆破音+破擦音;（3）爆破音+摩擦音;（4）爆破音+鼻音;（5）爆破音+舌側音。為避免分散學習者的注意力同時保證實驗關注的重點是在語音提升方面，本研究選取的單詞與句子皆包含了英語語音中“失去爆破”的特點，且涉及的單詞拼寫都很容易。表1為預測試的刺激素材。

（三）實驗過程

1.預測試

為保證參加本次實驗的對象語音水平相似，從而更直觀地驗證VFP對英語語音學習的有效性，筆者設置了預測試。在實驗前，筆者要求實驗組與對照組的學生根據(jù)所給單詞，使用私人設備進行錄音并嚴格控制噪音，完成之后上傳提交以供筆者使用Praat軟件進行分析。

2. VFP訓練及態(tài)度調(diào)查

實驗組采用VFP與聽覺訓練相結合的方式學習目標單詞。實驗開始后，實驗組首先被統(tǒng)一指導學習Praat軟件的瀏覽編輯和語音標注功能，然后開始用其實施VFP進行語音學習。本次研究采用Olson [19]的視覺反饋范式，該范式由三部分組成，具體的VFP實驗步驟如圖1所示。

對照組不參加VFP訓練，僅重復傾聽所提供的母語者音頻進行模仿學習。兩組實驗使用的目標詞語相同，兩組對象完成上述步驟后上傳目標詞語的音頻。訓練結束后，實驗組學生被要求填寫一份調(diào)查問卷，內(nèi)容主要是關于參加VFP訓練的感受和觀察到的視覺反饋特點。

3.延時測試

為研究視覺反饋效果是否具有持久性，在VFP訓練完成一周后，筆者設置了延時測試。實驗組學生被要求根據(jù)所給的新單詞（句子）材料使用私人設備進行錄音以供語音分析;而延時測試中新的單詞（句子）材料也可證明視覺反饋是否具有概化性。

（四）研究工具

研究者使用Praat軟件計算每位參與者提交音頻的平均強度比（Intensity Ratio），結合SPSS工具進行數(shù)據(jù)整理后分析參與者的語音輸出是否得到改善。根據(jù)Ortega [23]的研究，語音的強度比定義為目標音素的最小音強（分貝）除以之前元音的最大音強（分貝）。強度比提供了一種口腔閉合（失爆）的測量方法，“1”表示一個完全打開的、類似元音的輔音，“0”表示一個完全閉合的、無聲的停頓。

三、數(shù)據(jù)分析

VFP的有效性及其持久性，筆者將通過對平均強度比的單因素方差分析以及對比實驗組與對照組的強度比的平均值來證明;VFP的概化性分析則通過聽覺評測進行;學習者對VFP使用的態(tài)度，將通過對問卷調(diào)查進行文本分析后進行總結。

（一）VFP有效性分析

為探究視覺反饋是否具有有效性，首先要保證實驗組與對照組學生的語音水平相近。筆者對預測試中兩組學生的語音平均強度比數(shù)據(jù)進行檢驗，其單因素同質(zhì)性測試說明該組數(shù)據(jù)可使用單因素方差分析（p=0.324>0.05，見表2）;之后單因素方差分析結果說明，實驗組與對照組的預測試數(shù)據(jù)之間并無顯著差異（p=0.181>0.05，見表3），證實實驗組與對照組學生在實驗前并沒有較大的語音差異。

其次，筆者對實驗組與對照組學生訓練后的平均強度比數(shù)據(jù)進行對比，兩組數(shù)據(jù)的單因素同質(zhì)性測試表明，該組數(shù)據(jù)可使用單因素方差分析（p= 0.996 > 0.05，見表4）;單因素方差分析結果表明，對照組與實驗組訓練后的平均強度比數(shù)據(jù)之間存在顯著性差異（p=0.014<0.05，見表5），說明兩組學生經(jīng)過不同訓練，語音水平出現(xiàn)差異。

最后，筆者進一步分析訓練后兩組實驗對象提交的音頻平均強度比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，實驗組學生的語音輸出更接近于英語母語者（實驗組：0.603<對照組：0.699，見表6）。具體來看，對照組中的6號學生（ “對照組6”）的平均強度比為0.833，表明該學生發(fā)出了一個類似元音的輔音，聲帶產(chǎn)生了摩擦震動，該學生沒有很好地達到失爆要求;而實驗組中7號學生（“實驗組7”）的平均強度比為0.453，表明該學生較大程度上抑制了輔音的發(fā)音，聲帶在一定程度上進行了閉合控制，該輔音的發(fā)音聽起來幾乎是省略或停頓的，較好地做到了失爆要求?？傮w來看，實驗組實驗后的平均強度比M=0.603，標準差SD=0.071，而對照組實驗后的平均強度比M =0.699，標準差SD =0.067。

為了解實驗組學生語音改善的程度，筆者對實驗組學生預測試和實驗后的音頻數(shù)據(jù)進行對比分析。單因素同質(zhì)性測試表明兩組數(shù)據(jù)可以進行單因素方差分析（p= 0.891 > 0.05，見表7）;單因素方差分析結果說明實驗組在實驗前、后數(shù)據(jù)有顯著性差異（p=0.024<0.05，見表8），說明實驗組學生在實驗前后語音水平出現(xiàn)差異，可以進行下一步分析。

圖2為實驗組學生實驗前、后的平均強度比數(shù)據(jù)圖，橫軸代表每位實驗組學生的編號，縱軸為平均強度比。通過比較分析每位實驗組學生測試前、后的音頻數(shù)據(jù)可知，在參加VFP訓練的10名學生中，有8名學生的語音平均強度比在實驗后有所下降，僅有2名學生有輕微上升。究其原因，可能是因為個人學習風格不同所導致的。有關研究表明，學習者在接受到不擅長處理的信息形式時，其激活程度相較與擅長信息較低，并且處理任務的動力也較低。具體來說，這2名學生可能對于非視覺信息的處理能力較強，所以對于實驗中VFP的接收程度相比其他學生較低[24]?？傮w來說，實驗組對象預測試的平均強度比（M）為0.676，而實驗后降低到了0.603。

（二）VFP效果的持久性分析

為探究視覺反饋是否具有持久性，筆者對實驗組實驗后數(shù)據(jù)與一周后的延時測試數(shù)據(jù)進行單因素同質(zhì)性測試，結果表明該組數(shù)據(jù)可以使用單因素方差分析（p=0.096>0.05，見表9）;單因素方差分析結果表明，一周后參與者的水平與實驗后提升的水平并無顯著性差異（p=0.791>0.05，見表10），即實驗組學生通過視覺回饋范式得到的語音提升具有一定的持久性。同時，從實驗組總體的平均強度比（實驗后M=0.603，延時測試M=0.590）來看，實驗組學生的語音水平還有輕微的提升。由此可知：利用VFP得到的語音改善具有可持續(xù)性，對后續(xù)的學習具有一定的積極影響。

（三）VFP概化性分析

VFP概化性是針對于有效性而言的，指單詞層面的語音改善能擴展到相似話語（句子）層面。對于概化性分析（即句子中的失爆分析）筆者采用傳統(tǒng)的聽覺分析，通過反復認真傾聽實驗對象的音頻，來判斷是否達成了失爆要求。使用聽覺分析的原因主要在以下三個方面：（1）口語習慣中的失爆通常為忽略發(fā)音，直接鏈接到下一個詞的音節(jié);（2）在分析實驗組學生句子的語音特征時發(fā)現(xiàn)，在句子發(fā)音中采用忽略發(fā)音來達成失爆時無法采集到失爆音節(jié)的強度（甚至是共振，語調(diào)等指數(shù)）;（3）小部分參與者雖然能采集到短暫的失爆音節(jié)數(shù)據(jù)，但大多數(shù)參與者采用忽略發(fā)音，語音數(shù)據(jù)無法采集，所以難以對比分析。

本研究將話語層面的失爆程度分為三個等級：“0”表示完全失爆，即沒有發(fā)出劃線音素;“0.5”表示將失爆通過延長前一個音節(jié)或用“/n/”來代替失爆音的發(fā)音方法;“1”則表示該參與者的失爆音沒有任何抑制，完整地呈現(xiàn)出來。以某一實驗者為例：

在表11中，通過聽覺分析可知實驗組參加者在實驗前（預測試）與延時測試中句子層面的失爆程度有顯著不同。實驗前10位參與者總分為15，而延時測試總分為10.5，另外延時測試中句子總失爆測驗數(shù)量比實驗前多5處。

（四）學習者對VFP的評價

對于第三個研究問題，通過對調(diào)查問卷進行文本分析后，筆者發(fā)現(xiàn)實驗組學生對VFP持肯定態(tài)度，其評價主要集中在以下方面：第一，視覺反饋顯示出的語音圖像差別較為直觀。在VFP實驗中，多數(shù)學生能發(fā)現(xiàn)自身與母語者語音之間的明顯區(qū)別，并且用文字清楚地表達出來（N=8）;第二，視覺反饋能夠反映出單個音素的相對音長與音強。實驗組學生通過聲音的共振峰圖像，能夠判斷出某一音素的發(fā)音時長以及其與周圍其他音素的相對強度程度（N=9）;第三，視覺反饋能為實際發(fā)音提供指導。實驗組學生能夠將語音可視化圖像的視覺差異與實際發(fā)音的要求聯(lián)系起來（N=7）。

四、VFP實驗結論

通過對實驗組與對照組的語音學習數(shù)據(jù)進行分析，之前的三個研究問題有了相應結論：

對于第一個研究問題，實驗組的語音（失爆）較對照組有所改善，即比起傳統(tǒng)訓練方式VFP能帶來更好的英語語音學習效果。除此之外，通過檢測延時實驗的錄音筆者發(fā)現(xiàn)，VFP訓練中使用的母語者音頻對學生的語調(diào)具有一定的積極影響;實驗組學生通過VFP實驗后，對于失爆音的控制變強了，能夠在發(fā)音時及時閉合口腔，80%的實驗組學生通過VFP實驗的訓練語音水平有所改善;更重要的是，通過VFP得到的語音改善具有可持續(xù)性，對后續(xù)的英語學習具有積極影響。

對于第二個研究問題，通過對參與VFP訓練的學習者的語音數(shù)據(jù)進行失爆程度評測后，發(fā)現(xiàn)單詞層面的失爆改善同樣也可以擴展到相似話語（句子）層面，即VFP具有概化性。

對于第三個研究問題，通過對所設計的問卷進行文本分析后，筆者發(fā)現(xiàn)實驗組學生對VFP持肯定態(tài)度。同時，VFP具有以下特點：第一，視覺反饋顯示出的語音圖像差別較為直觀;第二，視覺反饋能夠反映出單個音素的相對音長與音強;第三，視覺反饋能為實際發(fā)音提供指導，使學習者將語音可視化圖像的視覺差異與實際發(fā)音的要求聯(lián)系起來。

五、結語

本研究通過對比對照組與實驗組數(shù)據(jù)，證明了利用VFP進行語音教學可取得比傳統(tǒng)聽覺訓練更好的學習效果，進行VFP取得的語音改善也具有一定的持久性和概化性。值得注意的是，本實驗在視聽教室進行，時長約為一小時，參加實驗的人數(shù)為10人，由此，VFP運用于實際教學中也具有一定的可行性。

本研究證實了語音教學中運用VFP能提升初階水平語音學習者的英語能力，也彌補了之前語音研究受限實驗室環(huán)境、過分依賴傳統(tǒng)的聽覺分析和教師指導等不足。通過把母語者發(fā)音和學習者發(fā)音進行可視化展示，使反饋信息更加直觀和客觀，彌補了學習者聽辨能力個體差異性的問題。同時該方法可以提高學習者的語音學習對比意識和聽辨能力，再輔以母語者音頻（模仿訓練）的輸入，學習者在自主進行語音輸出的檢測分析獲得啟發(fā)后，可再次進行回饋式輸出。

筆者建議，后續(xù)的相關研究可以擴大受試群體，將更多不同英語水平的受試納入實驗設計中，探究VFP與學習者個體特征之間的關系;可設計不同長度，不同難度的學習材料;以及進一步探究語音語調(diào)學習是否具有泛化性。同時研究者也可以嘗試設計與開發(fā)相關的語音可視化學習APP，更深層次將現(xiàn)代技術與語音學習融合。

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Abstract： Due to the particularity and complexity of English phonetic learning， English phonetic researches have received less attention compared with other language skills. The emergence of computer-assisted language learning makes speech visualization possible. However， relevant studies have shown that although visual feedback has a positive impact on speech learning， most studies only focus on the super-segmental features of speech sound， while other parts of the speech systems are not involved. Based on the use of Praat， a speech visual analysis software， this study uses visual feedback paradigm （VFP） in speech teaching， and takes the speech intensity ratio as the test standard to study and analyze the situation of learners’ speech learning， and makes the following conclusions： first， using VFP in speech teaching could achieve better results than traditional auditory training， and the speech improvement achieved has continuous effect; second， the impact of VFP at the word level could be extended to similar utterance or sentence level， and the promotion is also persistent; third， students make positive comments towards VFP. They believe that visual feedback provides obvious image differences and can reflect the relative length and intensity of individual phonemes， thus providing guidance for their pronunciation. This study demonstrates the effectiveness and generalization of VFP for English pronunciation learning， as well as the potential practical value of using VFP in second language speech classes.

Key words： phonetic teaching; visual feedback paradigm; visualization; effectiveness; generalizability

（責任編輯 王淼卉）