工作记忆容量与第二语言水平关系的元分析

宋颖　张守臣　刘航宇

摘要 运用元分析的方法，探讨在中外研究中工作记忆容量与第二语言水平的相关性和影响二者相关的潜在调节变量。通过文献搜索和筛选，共选择63项研究进行分析，时间跨度为1992-2014。结果发现，工作记忆容量与第二语言水平存在中等程度的正相关，效应值为0.358。调节效应检验发现文化背景、工作记忆测量方法、测量内容、测量语言有调节作用。结论：工作记忆容量与第二语言水平之间存在中等程度的正相关，文化背景和工作记忆测量调节二者之间的相关。

关键词 工作记忆，工作记忆容量，第二语言，元分析，调节作用。

分类号B842.3

1引言

工作记忆（Working memory，WM）这一概念最早是由Baddeley和Hitch于1974年在分析短时记忆的基础上提出的，认为它是一种对信息进行暂时性加工和储存的能量有限的记忆系统，对语言理解、学习、推理、思维等复杂认知任务的完成起关键作用（Baddeley & Hitch，1974）。工作记忆通过工作记忆容量（working memory capacity，WMC）在复杂认知系统中发挥作用，工作记忆容量的大小直接影响人类高级认知活动的效率（王效广，2013）。

根据工作记忆功能不同，将工作记忆容量的测量方法分成简单广度任务和复杂广度任务。简单广度任务仅要求储存信息，即传统的短时记忆的测量，是指向被试呈现一定数量的项目，要求被试按照正确的顺序进行回忆（Engle，Kane，& Tuholski，1999），包括数字广度（Digit span）、单词广度（Word span）、字母广度（Letter span）、大小判断（Size judgment）等等。复杂广度任务要求在储存信息的基础上，对信息进行积极处理，衡量当面对额外需要处理的任务时，个人储存信息的能力（Daneman & Carpenter，1980；Daneman & Merik-le，1996；Engle et al.，1999）。研究者普遍采用双任务操作实验对复杂广度工作记忆进行研究.包括阅读广度任务、听力广度任务、操作广度任务、计数广度任务等等。

第二语言是指在精通母语之后开始学习的语言（张先亮，聂志平，2011）。第二语言认知是极其复杂的心理过程，大脑加工第二语言信息所进行的活动涉及到注意、记忆、思维、信息处理、母语迁移和中介语的形成等等（吴潜龙，2000）。第一语言的发展独立于智力的发展，其加工更多的是一个自动化的过程，而第二语言的学习是一个意识参与的过程，需要更多的控制性加工，因此认知过程对第二语言的影响要比对第一语言的影响作用更大（Hernandez & Meschyan，2006）。

在过去的20年里，关于工作记忆容量与第二语言水平的相关研究甚多。以往的研究结果显示。第一。工作记忆容量与第二语言水平存在正相关，但相关系数从0.007到0.737，相关大小不一；第二，工作记忆容量与第二语言水平存在高等正相关（Ser-vice，Simola，Metsaenheimo，& Maury，2002；韦雪艳，路东海，2002；李晓媛，俞理明，2009）；第三，工作记忆容量与第二语言水平存在中等程度的正相关（Mackey，Adallls，Stafrord，&Winke，2010；Alptekin & Ergetin，2010；马拯，王同顺，2011）；第四，工作记忆容量与第二语言水平存在较低程度的正相关或相关不显著（Gilabert & Munoz，2010；Chun & Payne，2004；李燕芳，解会欣，董奇，2008）。

不同研究者进行研究设计时考虑的因素不同，这些因素都有可能导致研究结果的不一致。因此。系统、全面的回顾工作记忆容量与第二语言之间的关系是非常有必要的。本研究采用元分析的方法，将国内外的研究结果进行元分析，探讨工作记忆容量与第二语言之间的关系，分析影响二者关系的调节变量，从而得出更普遍、更准确的结论。

2研究方法

2.1入选标准

（1）在每一个研究中，必须考察工作记忆容量与第二语言水平之间的关系。并且报告了两者之间的相关，通过皮尔逊相关r值表示。或通过能转换成r值的t、F值表示。（2）所有的被试都是12岁以上。（3）被试都至少掌握一种第二语言，并且第二语言是在精通母语之后开始学习的。（4）被试均是正常被试，不包括生理疾病患者（例如学习和语言障碍）。（5）样本大小明确。

2.2文献搜集

本研究分别从中英文期刊网搜集资料。首先，使用中国期刊网、中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库、维普期刊网、万方数据库.对国内1992年1月到2014年5月有关工作记忆容量与第二语言相关研究的中文论文进行了检索和筛选。工作记忆采用“工作记忆、工作记忆容量、工作记忆广度、阅读广度、数字广度”等关键词，第二语言采用“第二语言、双语者、外语、二语”等关键词，共搜索到符合人选标准的12篇相关文献。其次，使用读秀学术搜索、Springer Link全文电子期刊、goode学术、PsycIN-FO、yahoo搜索等。对国外1992年1月到2014年5月有关_T作记忆容量与第二语言相关研究的英文论文进行了检索和筛选。工作记忆采用“working memory、working memory capacity、working memo-ry span、reading span、digit span、listening span、operation span、word span”等为关键词。第二语言采用“second language、foreign language、bilin-gual”等关键词，共搜索到符合入选标准的33篇相关文献。

2.3文献编码

本研究有以下编码标准：（1）对符合人选标准的文献按照研究特征进行编码。（2）每个效应值对应一个独立样本。每个独立样本只能编码一次，若一个研究中有多个独立样本，则分别进行编码。（3）在调节变量的元分析中，亚组分析与主效应分析涉及的变量不同，因此针对不同的调节变量，需重新编码。排除标准：（1）对特殊群体所进行的研究，例如学习障碍者、伤残者等。（2）提供的数据不完整，人口学变量不清晰，例如未提供被试人数。（3）重复发表的论文。根据以上标准，共选出63个符合标准的数据。

2.4数据统计和统计分析

在本研究中，首先提取各原始研究中工作记忆容量与第二语言水平二者之间的相关系数r作为效应量。将部分通过F、t值表示二者之间关系的数据转换为r值（Card，2012）。其次，将r值转换成Z_r，得到一个近似正态的分布。运用Office 2010对文献进行整理和编码，选用CMA 2.0（comprehensiverecta-analysis 2.0）专业版软件进行元分析。

3结果

3.1工作记忆容量与第二语言水平的相关

工作记忆容量与第二语言水平的元分析的结果显示，二者呈中等程度正相关。效应值为0.358，95%置信区间为0.305-0.409，相关系数稳定。

3.2异质性检验

为检验测得的平均效果量是否异质，检验每个研究结果是否具有代表性。需要进行异质性检验（homogeneity test）。

元分析的模型主要分为两种.固定模型（fixed effect model）和随机模型（random effect model）。根据异质性检验结果采用合适的模型进行分析，当检验结果Q值显著、I-squared高于50%时，测验结果的效应值是异质的，应选择随机模型，当Q值差异不显著、I-squared低于50%时，测验结果的效益值是同质的，应选择固定模型。在本研究中，Q值为142.46，差异显著，I-squared值为56.479%，高于50%，表明效应值存在中等程度以上的异质性，因此需要采用随机模型分析方法。

3.3调节效应检验结果

重新编码考察调节变量对工作记忆容量与第二语言水平的相关性的影响，结果显示工作记忆的测量方法、测量语言、测量内容和文化背景对二者的相关性起调节作用，结果见表3。

3.4出版偏倚检验

在本研究中，失安全系数为5699，表明需要额外5699篇工作记忆容量与第二语言水平具有无显著性相关的文献才能否定工作记忆容量与第二语言水平有重要的相关关系。其次，如果效应值是无偏的，则从小样本中得到的结果相对于大样本，具有更大的变异，样本量和效应值的散点图会呈现漏斗形（齐晓栋，张大均，邵景进，王佳宁，龚玲，2012），而本研究元分析结果的漏斗图显示文献分布大致对称，因此可以认为本研究没有出现偏倚。

4讨论

4.1工作记忆容量与第二语言水平的相关分析

在本研究中，元分析的结果显示工作记忆容量与第二语言水平之间相关的点估计为0.358.95%C.I.为0.305-0.409，存在中等程度的正相关。这一结果与国外的研究结果基本一致（Linck，Osthus，Koeth，& Bunting，2014）。Baddeley最早提出的工作记忆模型包括中央执行系统、视空间板和语音回路，其中语音回路的作用范围为言语系统，因此工作记忆是影响言语信息的加工和表征的重要心理因素。Just和Carpenter（1992）的研究表明工作记忆能够影响言语阅读理解能力，工作记忆容量能反映阅读理解的成绩。他发现许多研究都强调工作记忆中的语音回路是语言学习能力的关键成分，由语音回路控制的语音短时记忆对语言水平起重要作用。第二语言相对于母语来说，需要更多认知资源的控制，工作记忆调用长期记忆中的语言模块和一般知识，对输入的信息进行匹配、类推、重组、转换等，以理解其意义并形成对第二语言系统的了解和掌握。

然而在研究中发现，工作记忆容量与第二语言水平的相关系数从0.007到0.737，出现了相关不显著和高相关的情况，这与我们的研究结果不一致。分析发现，在相关不显著的研究中，普遍采用的是第二语言测量工作记忆容量，在随后的调节效应检验中我们发现，与第一语言相比，采用第二语言进行工作记忆容量测验所得的结果与第二语言水平的相关系数更低。并且，被试特点也是需要考虑的问题。在相关不显著的研究中，被试普遍是第二语言的初学者，第二语言的水平较低，因而不同工作记忆容量的被试，对待首次接触的熟悉性较低的语言，表现出的差异不大。例如，Mizera（2005）采用操作广度任务和非词重复测验测得西班牙语初学者工作记忆容量和第二语言口语流畅性的相关不显著。而在高相关的研究中，普遍采用的是第一语言进行工作记忆广度测验，并且研究的被试接触第二语言的时间较长，熟悉性较高，而工作记忆的容量大小在一定程度上取决于中央执行功能对记忆材料所采取的组织策略，适当的组织可以扩大工作记忆容量。因此，第二语言熟悉性较高的被试的中央执行功能有可能有助于他们使用合适的组织策略，从而获得更大的工作记忆容量（李莹丽，吴思娜，刘丽虹，2012）。同时在长时间的训练和实践中，被试对第二语言的信息保持能力得到了提高，工作记忆容量也得到了相应的扩充，二者的联系性得到了加强。因而会出现与本研究结果不一致的情况。

4.2调节效应检验

从人组的文献来看，工作记忆容量与第二语言水平之间的相关系数区间较大，产生这种结果可能是由于测量方法、测量材料、文化背景差异等因素的影响所致。本研究的调节效应检验正好验证了这一点。相比简单广度测验，采用复杂广度测验所测得的工作记忆容量与第二语言水平的相关系数更高，相比非言语材料，言语材料所测得的工作记忆容量与第二语言水平的相关系数更高。第二语言的运用需要包括同步处理、注意控制等庞大的执行功能系统的支持，因此在预测工作记忆任务中，需要更好地预测执行功能，才能更好地预测第二语言水平。在测验工作记忆时，任务越复杂。就越需要更多的工作记忆资源进行加工，也就更能反映工作记忆的广度。并且依据工作记忆的多成分模型（Baddeley & Hitch，1974），处理和操作言语内容的能力将受特定领域中专门用于言语信息的工作记忆成分的影响，因此复杂广度测验、言语材料测得的工作记忆容量与第二语言水平的相关性更高。

研究发现，工作记忆测量语言具有调节作用。使用第一语言测量的工作记忆容量与第二语言水平的相关系数略高于使用第二语言测得的工作记忆容量。在认知领域中，第一语言可以决定第二语言的加工，也会影响的第二语言输出（Ellis，2006），由于母语迁移的存在，第一语言在建立一个完整的第二语言知识结构中发挥重要作用（Odlin，2004），并且由于第一语言系统是一个自动化的过程，会与第二语言的使用和学习发生交互作用，因此在工作记忆容量的测量中，使用第一语言来测量的结果更能反映工作记忆容量的真实性。Jiang（2004）的研究结果显示，较熟练的、多年的双语言者，可以获得完整的第二语言知识结构，但对于刚入门或并不精通的双语言者来说，在语言的理解和生成方面都存在一定的困难。因此，对于第二语言学习者来说，使用第二语言进行工作记忆容量的测量，会增大被试测验的困难，也会降低工作记忆容量测验的真实性。因而使用第一语言和第二语言测得的工作记忆容量与第二语言水平之间的相关系数会存在边缘显著的差异。

元分析的结果显示，东方与西方文献在工作记忆容量与第二语言水平的相关性研究上存在显著差异，东方文献的相关结果较高。国内学者龚少英，徐先彩，叶晶和韩亚平（2009）在研究中提到，第二语言语音意识是预测第二语言阅读的一个重要变量，而不同语音任务对不同语言的解码能力不同。例如，Lefrancois和Armand（2003）的研究发现，第二语言法语语音任务对法语解码的预测最强，西班牙母语能力对法语单词识别的解释力最强。并且与西方的研究相比，东方研究的第二语言比较单一，主要为英语，因此东西方研究在第二语言水平上的测量结果存在一定的差异。陶沙（2004）分析发现。英语国家的中国留学生和其他国家留学生的语音加工技能存在显著差异。由于东西方第二语言的类型和第二语言的学习环境不同。导致了第二语言理解方面存在一定的差异。进而也会影响其与工作记忆的相关性。

4.3研究不足及未来研究的展望

本研究对工作记忆容量与第二语言水平的关系进行了比较完整的元分析，但是仍存在一定的不足：（1）本研究关注工作记忆容量与第二语言的相关性，但是是否这两者存在直接的相关。是否存在第三个变量，例如中介变量。二者通过这一中介变量来相互影响，这一点还需要继续的研究，得出更准确的元分析结果。（2）元分析要求对所有研究进行整理分析，不仅需要已发表的文献，还需要未发表的文献的支持，但由于工具等的限制，不可避免的会丢失一部分数据。（3）本研究在对调节变量的分析中，没有对被试特点、出版年限、被试人数等其他潜在调节变量进行分析，未来应该对潜在调节变量进行全面的探索。

5结论

对工作记忆容量与第二语言水平的元分析表明：（1）工作记忆容量与第二语言水平呈中等程度的正相关。（2）工作记忆容量与第二语言水平之间的相关性受到工作记忆容量的测量方法、工作记忆容量的测量语言、工作记忆容量的测量内容，以及被试文化背景的调节。