二语熟练度及语言使用特征对双语者抑制控制能力的影响

2021-01-04孙桂芹王润生刘秋桐

兵团教育学院学报 2021年1期

孙桂芹，王润生，刘秋桐

（1.石河子大学师范学院/兵团教育学院，新疆石河子832003；2.石河子大学信息科学与技术学院，新疆石河子832003）

1 前言

双语者（bilingual）指的是能同时使用两种语言的个体，根据双语者对两种语言所掌握的熟练程度，可以将双语者分为熟练双语者和非熟练双语者。熟练双语者指第二语言与母语达到相同熟练水平的个体，而非熟练双语者指第二语言未达到母语的熟练水平。[1]双语者既包括熟练地使用两种语言的熟练双语者或平衡双语者，也包括者或长期应用二语多年生活在国外的高等教育研究者等），而是对于大多数只在某些情况下使用或部分使用第二语言的不平衡双语者。[2]

抑制控制是指一种语言外的抑制控制网络，是主要负责阻止或压抑无关信息，排除或减少无关信息对当前信息加工的影响，[3]相关研究证明语言经验对认知控制能力具有积极影响，[4]熟练双语者比非熟练双语者在Stroop 干扰任务中可能具有更好的信息监控能力，[5]但是也有不少研究并未观察到双语优势，[6]在各项研究之间采用的双语被试及实验任务都有很大的差异性，研究结果差异可能来自选取不同的实验任务和被试间随机误差。

Green 认为抑制过程与先前的激活有关，语言激活的程度越大则越难抑制。[7]Green 基于Norman和Shallice 的注意监管系统（SAS）模型研究了双语者如何控制两种语言系统，提出了双语抑制控制模型：在提取与当前情景相同的目标词汇时，双语者会同时激活两种不同语言的词汇（目标词汇和非目标词汇）。双语者为了准确提取目标词汇，通过SAS 控制语言任务图式的控制，将非目标词汇加以抑制，从而达到提取目标词汇的目的。（双语者语言加工抑制的研究进展）。脑成像研究表明，双语者在语言转换和任务转换中使用相似的脑神经机制，语言转换和任务转换激活了相似的脑区，[8]因此抑制控制可能更多地被二语熟练的双语者所使用。

抑制控制过程分为注意控制和反应抑制两个阶段。[9]抑制控制的研究常用实验范式有Simon 范式、Stroop 范式和Flanker 范式（Sustained Attention to Response Task）。[10]在以往研究中，采用Stroop和Simon 范式的研究发现，抑制控制主要发生于注意控制阶段。Stroop 任务属于“刺激- 刺激”相容任务，而Simon 属于“刺激- 反应”相容任务。通过属于“刺激- 反应”相容任务的Flanker 范式研究发现，抑制控制发生于反应抑制阶段。[11，12]因此，Kornblum 提出二维重叠模型（dimensional overlap，DO），该模型认为认知加工是在一个分为不同层次结构的、相互联结的模块系统中进行的，在刺激-刺激和刺激-反应相容任务中，认知加工可以分为两个层次：输入层和输出层，[13，14]本实验采用Stroop、Flanker 范式与Simon 范式，前二者针对注意控制，后者针对反应抑制阶段进行研究。

综上，双语者的二语熟练程度以及语言的使用特征对个体的抑制控制（本研究主要关注非语言认知能力中的抑制控制能力）会带来何种影响成为不言而喻的重要问题，本研究以大学生双语者（第一语言为中文，第二语言为英文）为研究对象，通过使用Simon 任务、Flanker 任务和Stroop 任务，探究双语学习经验与语言使用特征对大学生双语者的抑制控制能力的促进作用。

2 方法

2.1 被试

招募筛选通过CET-6 与未通过CET-4 的双语者被试各70 名分别作为作为二语熟练组与二语不熟练组；在熟练组当中，35 人自评以阅读（书面语言）使用二语为主，35 人自评以口语使用二语为主，自评“阅读为主”被试和“口语为主”被试在语言背景问卷中，对自己在国语、英语的口语、理解、阅读、写作四个指标进行从“非常不熟练”到“非常熟练”的十点评分，将两组被试“口语+ 理解”评分与“阅读+写作”评分做独立样本t 检验，发现被试两维度差异显著，（见下表）。

被试自评语言使用倾向评分

所有被试年龄在20-24 岁，裸眼视力或矫正视力正常，可辨别不同颜色，无色盲，右利手，在实验后得到礼物作为报酬。

在被试筛选中，测试140 名被试实施词汇量估算被试的词汇量大小，剔除词汇量过低或过高的极端被试；施测第二语言历史调查问卷（问卷根据实验需要进行调整），对熟练组被试进行口语测试，并且根据口语测试结果和第二语言历史调查问卷情况筛除语言使用特征明显与自评语言使用特征不相符的被试；进行瑞文标准推理测试，选取测试得分在50-54 分的被试，确保被试在智力水平上的同质性。

2.2 实验设计

实验采取2（二语熟练度）×2（语言使用特征）的两因素设计。变量一为二语熟练度，即二语熟练与二语不熟练，变量二为语言使用特征，即口语为主与阅读为主。

2.3 实验材料与程序

正式实验包含三个任务：Simon 任务、Flanker任务及Stroop 任务，三个实验任务顺序做拉丁方平衡，避免实验顺序对实验结果产生干扰。实验程序均使用E-Prime 2.0 软件编制。

2.3.1 Simon 任务

实验材料是黑色背景屏幕中央呈现白色的注视点“+”800ms，注视点“+”消失后接着在屏幕左侧或者右侧出现的三个同时朝向上、同时向下或方向不一致的白色箭头刺激，持续2000ms，在2000ms 内被试需要对刺激做出按键反应，否则刺激将消失，刺激消失后呈现空屏200ms。实验任务是判断箭头的朝向，忽略刺激呈现的位置（即屏幕左边或右边）。要求被试在看到三个同时向上的箭头时，按“f”键，三个同时向下的箭头时，按“j”键，当箭头朝向不一致则不做反应。

实验包括箭头一致Block 和箭头不一致Block，其中箭头一致有4 个Block，每个Block 包含20 个trial，箭头不一致有2 个Block，每个Block 有10 个trial，一共100 个trial。

2.3.2 Flanker 任务

实验材料为黑色背景下中央呈现白色注视点“+”，注视点“+”消失后在屏幕的左侧或右侧呈现由三个白色的三角形或菱形组成的刺激材料。两侧图形保持一致，两侧与中间图案一致或不一致。刺激图片呈现时间无限，直到被试做出按键反应后消失，刺激消失后呈现200ms 空屏。实验任务是判断中间图形的形状，忽略两边图形的干扰。要求被试在看到中间图形为三角形时按“f”键，中间图形为菱形时，按“j”键。

实验包括图形一致Block 和混合图形Block。一共有8 个Block，每个Block 有10 个trial。在图形一致的Block 中，有三角形试次和菱形试次，分别出现在屏幕的80%和20%的位置，次数相等且随机出现。在混合图形Block 中，有两种组合方式，出现在屏幕的80%和20%的位置，次数相等且随机出现。

2.3.3 Stroop 任务

实验材料为黑色背景屏幕中央呈现白色的注视点“+”，注视点“+”消失后在屏幕中央呈现“红”或“蓝”字刺激，时间无限直到被试做出按键反应，记录反应时，刺激消失后呈现空屏200ms。汉字可能是红色或者蓝色，色词一致或色词不一致。实验任务是判断出现汉字的颜色，忽略汉字词义的干扰。要求被试在看到红色颜色的字时按“f”键，出现蓝色颜色的字时按“j”键。实验包括色词一致Block 和色词不一致Block，包含有4 个Block，每个Block 有20 个trial，一共80 个trial。

3 结果分析

被试反应时剔除标准：剔除正确率在90%以下的被试数据，剔除正确反应时超出三个标准差以外的数据，剔除无效数据占总数据的4.2%。有效数据通过SPSS 22.0 进行分析。

3.1 样本人口学变量的描述统计

本实验共选取140 名被试，其中熟练双语者的人数有70 人，其中根据语言使用特征分为了以口语为主和以阅读为主两组，各35 人。熟练双语者组中有男生9 人，女生61 人；不熟练双语组共70 人，其中男生24 人，女生46 人。但由于本研究不讨论抑制控制在性别上的差异，所以未平衡性别这一无关变量。对于智力水平，本研究采用了瑞文推理测试来筛选了分数在50-54 分之间的双语者，排除了智力过高或过低对于实验的影响，而且瑞文推理测试的成绩在熟练双语者组与不熟练双语者组之间差异不显著，熟练组均值为53.2 分，不熟练组均值为52.6 分。被试的平均年龄为20.5岁，且年龄在熟练组与不熟练组中差异不显著。词汇量测试结果在熟练双语组和不熟练双语组中差异显著（F=17.714，p=0.00＜0.05），说明熟练双语者组与不熟练双语者组的二语学习经验是有差异的。但在不同语言使用特征的双语者中（口语为主/ 阅读为主），无显著性差异（F=0.299，p=0.258），以口语为主的双语者词汇量均值为36582.9，以阅读为主双语者的词汇量均值为34392.6。

3.2 平均正确反应时

Simon 任务平均反应时及标准差

Simon 效应是指尽管刺激的空间位置与任务无关，但当刺激的空间位置与预先设定的反应键位置一致时，被试的反应较快。[15]对Simon 任务2熟练程度（熟练、不熟练）×2 语言使用特征（以口语为主、以阅读为主）×2 一致性（一致、不一致）的正确反应时进行了重复测量方差分析，结果显示：双语的熟练水平主效应显著 [F=6.66，p ＜0.05]，在总的反应时上，熟练双语者的反应时（M=644.54ms，SD=36.88）显著的小于不熟练双语者的反应时（M=715.01ms，SD=62.98），说明二语熟练度高的双语者在Simon 任务中存在优势效应；一致性的主效应显著[F=60.16，p＜0.05]，表现为一致试次的平均反应时（M=673.41ms，SD=67.39）显著低于不一致试次的平均反应时（M=714.33ms，SD=70.17）。二语熟练度×语言使用特征交互作用不显著，[F=0.03，p=0.96]，熟练程度×一致性交互作用显著[F=3.443，p=0.024]表明不同熟练程度的双语者的Simon 任务反应时差异显著。语言使用特征×一致性二者的交互作用不显著，语言使用特征×熟练程度×一致性三者的交互作用也不显著。对于Simon 效应量×熟练程度进行了进一步的分析，发现结果显著[P=0.034]，表明不熟练双语者的Simon 效应量（M=37.0ms）略大于熟练双语者（M=33.3ms）。

对Stroop 任务2 熟练程度（熟练、不熟练）×2语言使用特征（以口语为主、以阅读为主）×2 一致性（一致、不一致）的正确反应时进行了重复测量方差分析，结果表明：双语熟练水平的主效应显著[F=4.904，p=0.029]，这说明在总的反应时上，双语熟练的被试的反应时（M=518.30ms，SD=59.56）显著的小于双语不熟练的被试的反应时（M=619.18ms，SD=69.37）；色词一致性条件的主效应极其显著[F=159.731，p=0.00]，这揭示了在总体上，一致条件下的平均反应时（M=551.40ms，SD=66.91）显著低于不一致条件下的平均反应时（M=604.42ms，SD=87.83）。一致性×熟练程度的交互作用边缘显著[F=7.793，p=0.06]，其他交互效应均不显著。

Stroop 任务平均反应时及标准差

Flanker 任务平均反应时及标准差

对Flanker 任务2 熟练程度（熟练、不熟练）×2 语言使用特征（以口语为主、以阅读为主）×2 一致性（一致、不一致）的正确反应时进行了重复测量方差分析，结果表明：双语熟练水平的主效应显著[F=7.824，p=0.006]，这说明在总的反应时上，双语熟练的被试的反应时（M=700.25ms）显著的小于双语不熟练的被试的反应时（M=739.75ms）；其他交互作用均不显著。Flanker 一致性主效应显著[F=20.068，P=0.00]，表明在Flanker 任务中冲突试次的反应时显著大于不冲突试次的反应时。冲突适应（CA）效应，也叫做Gratton 效应或序列效应，是指在“刺激- 反应”冲突任务中，当前试次的协同性效应量会受到前一试次协同性调节的现象，[16]Nieuwenhuis 等给出了一个以反应时为指标计算CA 效应的公式：CA 效应=（RTCI-RTCC）-（RTIIRTIC），[17]其中的下标表示序列试次的类型，CI 表示前一试次为协同当前试次为非协同的试次；CC表示前后都为协同条件的试次；II 表示前后都为非协同的试次；IC 表示前一试次为非协同当前试次为协同的试次。对CA 效应进行2（熟练程度）×2（语言使用特征）双因素方差分析，发现二语熟练程度主效应显著[F=38.16，p=0.00]，语言使用特征主效应显著[F=14.479，P=0.00]，二者交互作用不显著[p=0.291]，这表明二语熟练者较二语不熟练者有较好的冲突适应能力，以口语为主的双语者较阅读为主体现出更好的任务转换能力与适应能力。

4 讨论

4.1 二语熟练度对双语者抑制控制的影响

对不同熟练程度双语者的抑制控制进行研究，研究采用了三个实验范式（Stroop 任务、Simon任务和Flanker 任务）。Stroop 任务中，熟练双语者在总的反应时上显著低于不熟练双语者，这与研究者蔡厚德和 Emily YL Coderre 的研究结论一致，蔡厚德选取了一次性通过专八和两次以上未通过大学英语四级考试的大学生双语者各20 名，作为熟练组与不熟练组，采用Stroop 任务考察了不同熟练程度双语者在语言内和语言间的条件下的抑制控制能力，发现双语的学习可有效提高双语者的抑制控制能力。[18]Emily YL Coderre 选取了以英语为母语的单语者以及以英语为第一语言，中文为第二语言的和以中文为第一语言，英语为第二语言的双语者，采用Stroop 任务考察了双语者的抑制控制能力，发现双语者比单语者在完成Stroop 任务的过程中表现出更多的抑制控制的能力优势；[19]Silverberg 和 Samuel 进行跨语言研究也显示，在高水平的双语者中出现了，从二语到母语的语言间启动效应，但是对于低水平的双语者则没有启动效应。可见语言熟练程度在语言内或语言间信息的自动激活中扮演重要角色。[20]

Simon 任务中，熟练双语者在任务中存在显著差异，表现出了熟练双语者的双语优势效应，这与Bialystok 等人的研究结论一致，Bialystok 选取了十岁左右的英语单语者和英法双语者儿童作为该研究被试，研究人员发现双语者在Simon 任务中表现出抑制控制优势，说明双语学习经验对抑制控制能力的发展有促进作用。[13]

Simon 任务和Stroop 任务在熟练组与不熟练组中的差异显著，符合Green 提出的双语抑制控制模型假设：双语者对词汇的抑制程度与二语的熟练程度呈正比，对双语者来说，对一语的词汇激活水平高于二语，但精通二语的双语者对两种语言词汇的激活水平都很高，因此将需要更多的抑制控制，确保词汇的正确提取。双语者长期的训练双语的转换训练使得他们在执行非语言转换任务时，也会激活了与语言控制相关的区域。因此，熟练双语者的抑制控制能力会高于非熟练双语者的抑制控制能力。

在Flanker 任务中，熟练双语者与不熟练双语者表现出显著差异，这与国内研究者谢枝龙[11]的研究结果不一致，谢枝龙选取熟练双语者与单语者各33 人，采用Flanker Task 测量侧抑制差值，发现双语组与单语组在Flanker 任务中无差异，但高水平组的不平衡混合代价显著小于低水平组，以往研究多侧重测量语码切换造成的切换代价，实验任务不存在实验刺激与任务的冲突，Orfandio提出，从一般意义上来讲，语码切换的过程类似于任何两个任务之间的认知转换，语码切换与任务切转换的实质相同，[21]但Flanker 任务要求被试面对刺激冲突进行冲突监测，较少有研究者采用冲突范式研究双语者在抑制控制能力方面的差异。冲突监测理论认为存在两个模块来解决冲突，冲突监测模块（CM）负责对冲突的监测，并将冲突信号传递给执行控制模块（EC），EC 针对当前的冲突信息，对任务相关信息进行加工，并且抑制与任务无关的信息，从而提升当前任务的速度与准确性。因此二语熟练度高者除具备较好的语码切换能力外，还拥有更好的冲突监测与传递执行能力。[22，23]

另外，在现有研究中，实验范式与被试共同的差异使得部分研究者得出了“二语的学习对于抑制控制有促进作用”这一结论，[24]而有些研究者未得出此结果，[11]因此采用同一批被试并严格控制二语学习经历，以及家庭收入，父母受教育程度，年龄和智力等无关变量，排除了由于被试个体差异的因素对实验结果造成的影响，从而得出二语的熟练程度越高，被试的抑制控制能力越强的结论。

4.2 语言使用特征对双语者抑制控制的影响

与实验预期有所不同，在Flanker 任务、Simon任务和Stroop 任务中，语言使用特征主效应均不显著，似乎说明阅读组与口语组在处理冲突型任务上能力相近，但使用Flanker 任务观察发现两组出现了明显的CA 效应差异，即口语组CA 效应值显著高于阅读组，这说明口语为主的被试与阅读为主的被试抑制控制能力相近，但口语为主的被试表现出更高的冲突适应能力。也就是说，对于口语组，前一个试次是非协同条件时，相比于前一个试次是协同条件的情况，当前试次的SRC 效应会减小。对于这种现象，我们可以理解为在不一致试次之后，相较于任务无关的刺激，监管系统提高了对后一试次中任务相关刺激的注意偏向，提高了任务相关刺激的加工，同时也减少了无关刺激的影响。双语者在进行抑制控制时所激活的脑区，可能口语组和阅读组在进行抑制控制时所激活的脑区是重合的，如Nee，Wager 和Jonides 在元分析中对多种SRC 任务（Flanker 任务，Stroop 任务， Simon任务等）的激活脑区做了总结，结果发现ACC，DLPFC，AI 等脑区共同参与协同性效应的加工[16，12]。因此语言使用特征在抑制控制任务上差异并不显著，也应进行关于双语学习对认知发展的影响神经机制的研究，如可采用事件相关电位，探究不同语言使用特征的双语者在进行不同任务时，任务特征与神经机制的关系。

冲突监测理论认为，由于个体监测到先前冲突，因此调整并提高了认知控制，可以更好完成当前试次中的任务。[25]在这些任务中个体在当前冲突试次出现后进行自上而下的调整，更好的对冲突进行管控，有学者发现双语工作记忆为双语句法表征提供认知加工资源，进而对跨语言句法启动产生影响，[26]双语者抑制控制能力的差异似乎更多体现在二语熟练度与工作记忆方面，冲突适应效应的学习理论也认为冲突监测系统通过蓝斑来影响保持任务信息的工作记忆系统，因此，二语使用特征作为语言习惯并未直接影响个体工作记忆容量，从而造成明显的SRC 效应，其抑制控制能力更多体现在冲突适应当中。

在本研究三种任务中，被试的二语熟练度和语言使用特征在任务间均呈现出实验结果上的一致性，被试的反应抑制与注意控制能力未显现出分离现象，被试的抑制控制能力主要受二语熟练度所影响，似乎抑制控制的两个层面——注意控制与反应抑制可以相互预测：当被试注意控制水平较高时，反应抑制能力也较强，语言使用特征的影响并未在本研究体现出来，笔者推测在中-英大学生双语者中以口语为主的双语者往往阅读能力也较强，特征区组时忽略了被试的元认知策略、注意资源等因素，这对实验效度也许会产生一定的影响。