摘要：字形工作记忆（O-WM）是书写加工过程中汉字部件的临时存储点，其重要功能之一是保证部件表征的区分性特征。关于汉语O-WM的研究主要来自脑损伤个案，目前还没有关于汉语听写困难儿童是否存在O-WM损伤的报道。本研究采用两个实验，分别探讨视觉和语音前摄干扰对听写困难儿童汉字部件再认的影响。结果发现：（1）听写困难儿童的部件判断存在视觉前摄干扰效应，而正常儿童没有表现出视觉前摄干扰效应（实验一）；（2）两组儿童均没有出现明显的语音前摄干扰效应（实验二）。该结果表明，汉语听写困难儿童O-WM在保证部件视觉表征的区分性功能上存在缺陷，并支持汉语O-WM中汉字部件的表征是以字形为基础的观点。
1 引言
听写是儿童能够流畅书写的基础，在语文学习中发挥着重要的作用(阮怡君等, 2018)。听写困难(spelling difficulties)是指儿童拼写能力明显落后于同龄儿童的现象，是发展性书写障碍(developmental dysgraphia)的一种①(American Psychiatric Association, 2015)。与之相对的是获得性书写障碍(acquired dysgraphia)，指成年人因脑损伤而出现听写困难。听写困难在学龄儿童中较为普遍，流行率大约在4~8%之间(Cordewener et al., 2012; 杨双等, 2009a)。
① 另一种为书写运动障碍。
1.1 字形工作记忆
字形工作记忆(orthographic-working memory, O-WM)是整字的组成部件(如：拼音文字中的字母，汉语中的部件)按照一定顺序拼装成整字字形表征的临时存储地点，也被称作字形缓冲器(graphemic buffer)(Rapp et al., 2015)。O-WM的容量有限，可以和各个外周字形产出通道(如：手写、键盘敲击、口语拼写等)自由互动，也可以与上级字形长时记忆系统互动。如图 1所示，在大部分书写加工模型中，早期语言加工所有的字形表征都是抽象的(即，没有具体的视觉和听觉属性)。只有到达O-WM后，抽象字形表征才被分解为具体的部件及位置，并获得具体的视觉或听觉属性(Mccloskey & Rapp, 2017)。
1.2 听写困难与O-WM
字形表征(orthographic representation)指对组成整字的各个部件及其顺序(或位置)的记忆(Purcell et al., 2017)。中西方研究均显示，听写困难儿童对字形部件细节的记忆差，无法形成精确的字形表征(McCloskey & Rapp, 2017; Mehlhase et al., 2019; Rapp et al., 2015; 靖敏, 2019; 靖敏, 杨双, 2019; 林敏等, 2009; 毛荣建, 2015; 宁宁, 杨双, 2016a; 宁宁, 杨双, 袁卓, 2016; 宁宁, 杨双, 袁卓等, 2017; 谭雅倩等, 2016; 杨双, 宁宁, 刘栋梁, 2010; 杨双等, 2009a; 杨双, 宁宁, 潘益中等, 2010)。
英文是表音文字，音形转换规则和语义系统可以分担大部分字形加工负荷(图 1，通路1和3)(Rapp et al., 2015)。早期西方研究者主要关注听写困难儿童语音和语义通路的损伤(Mccloskey & Rapp, 2017)。近期，有研究者报告了少量英文听写困难儿童O-WM损伤个案(Roncoli & Masterson, 2016; Yachini & Friedmann, 2010)。例如，听写困难儿童的拼写错误率随着词长(一个词所包含的部件数)的增加而增加，这与O-WM容量有限的特点正好相符(Roncoli & Masterson, 2016)。他们认为，O-WM损伤可能是英文听写困难的一个亚类型。
然而，汉语书写对O-WM的需求远高于拼音文字。汉字是结构复杂的图形文字，其组成单元可以逐级分为部件(radical)、字素(logogrampheme)和笔画(stroke)，这些字形单元按照一定空间顺序排列成字(Law & Leung, 2000)①。O-WM损伤在汉语听写困难儿童中可能比在拼音文字环境下更加普遍：首先，部件水平的书写错误在汉语正常儿童(栾辉等, 2001)、初学汉语的第二外语者(李晓玉, 2019)、获得性书写障碍患者(Han et al., 2007; Law, 1994, 2004; Law & Caramazza, 1995; Law & Leung, 2000; Law & Or, 2001; Law et al., 2005)和听写困难儿童(Wong, 2005)中十分常见。Han等人(2007)分析了汉语脑损伤书写障碍患者的部件错误规律，发现其部件错误主要是由O-WM损伤所导致的；第二，研究发现，汉语听写困难儿童更多采用音形捆绑加工，即，语音表征直接激活字形表征(图 1，通路2)(戴莉, 2017; 宁宁，杨双, 2016b; 宁宁, 杨双，沈晨燕等, 2017)。这与脑损伤研究所提出的汉语书写加工更依赖“非语义通路”的观点是一致的(Law & Or, 2001; Law et al., 2005; Reich et al., 2003; Weekes et al., 2006)。由此可见，听写困难儿童从音形规则和语义系统中所获得的帮助较小，字形视觉记忆负荷非常大；第三，最新研究显示，在众多因素(语音意识、句法意识等)中，O-WM是预测儿童汉语拼写能力的最强因子(Mo et al., 2018; Yeung et al., 2016)。这些证据一致表明，O-WM对汉语拼写过程非常重要，其损伤很可能导致儿童听写困难。
① 由于部件级别不是本文关心的重点，后文中会将这些字形单元通称为部件。
1.3 O-WM中汉字部件的表征特点
中西方研究者关于O-WM中部件信息的表征特点存在分歧。西方研究者发现，O-WM损伤的听写困难儿童字母替换错误有一定规则：原字母和替换字母在视觉和书写运动特征上并不相似，但在听觉上有共同点(如：声母相同) (Caramazza & Miceli, 1990; Rapp & Caramazza, 1997)。说明拼音文字O-WM中的字母表征是以语音为基础的。
而Han等人(2007)发现汉语脑损伤书写障碍患者的部件错误主要出现在视觉形状相似的部件上。他们提出，而汉语O-WM字形部件的表征是以字形为基础的。汉语O-WM部件表征的这一独特性也得到了正常儿童和听写困难儿童研究的支持。例如，语素意识比语音意识更能预测儿童汉语听写困难(Tong et al., 2017)；听写困难儿童在字素学习条件下书写精确性低于对照组，在音素学习条件下书写精确性与对照组相同(Tan & Liu, 2018)；听写困难儿童的视觉表征能力不足，而听觉表征能力相对完整(Leung et al., 2014)；视觉空间注意能够预测儿童的听写成绩(Liu et al., 2016)；汉字构型错误是儿童听写能力的重要预测因子(Kong, 2020)。
1.4 问题提出
综上所述，与拼音文字相比，汉语书写对O-WM的功能要求更高；O-WM功能不足很可能是汉语听写困难的一个重要原因。但是，关于汉语听写困难O-WM损伤的直接证据主要来自脑损伤个案，目前还没有关于汉语听写困难儿童O-WM的相关研究。
保证部件表征的区分性(representation distinctiveness, 指该部件区别于其它部件的独特特征。如：“休”和“体”中，右侧部件多一笔就代表不同的字)是O-WM非常重要的功能，它保证了字形部件表征的精确性(Costa et al., 2011)。O-WM区分性功能对干扰效应非常敏感(Baddeley et al., 2018)。本研究将结合“学习-探测”范式和前摄干扰(proactive interference, PI)范式来探测听写困难儿童的O-WM区分性功能。学习-探测范式用于探测O-WM功能。被试在快速学习一个汉字(如“松”)后，需要判断某个探测刺激(如“公”)是否为学习刺激的一个部件。前摄干扰指先前的学习内容对后继学习内容的干扰作用(Wright et al., 2018)。该范式包含一个干扰条件和一个控制条件。在干扰条件下，被试先看到干扰刺激，再完成学习-探测任务。在控制条件下，干扰刺激被几何图形代替。前摄干扰效应等于干扰条件下的反应时减去控制条件下的反应时。如果汉语听写困难儿童O-WM区分性功能存在缺陷，那么，他们的抗干扰能力就弱，表现为前摄干扰效应更高。前摄干扰范式的优点是：(1)通过前摄干扰效应直接考察儿童O-WM的区分性功能；(2)与后摂干扰效应相比，干扰刺激出现在目标刺激之前，其效应不会与消退等时间因素混淆(Costa et al., 2011)。
西方研究者认为O-WM部件表征以语音为基础，而我国研究者认为汉语O-WM部件表征以字形为基础。因此，实验一和实验二分别从字形和语音上操纵前摄干扰刺激。实验一中的干扰刺激与学习刺激的目标部件字形相似、语音不同(如：巾和妕)，实验二中的干扰刺激与学习刺激的目标部件语音相同、字形不同(如：尽和釿)。如果汉语O-WM部件表征以字形为基础，两组被试前摄干扰效应的差异更可能出现在实验一；如果汉语O-WM部件表征以语音为基础，两组被试前摄干扰效应的差异则更可能出现在实验二。
2 被试筛选
在苏州市昆山市某小学四、五、六年级中，使用杨双等编制的小学听写和认读测验(杨双等, 2008)，从813名在读小学生中选出30名听写困难儿童和30名对照组儿童(每年级、每组各10名)。两组被试在智力、年龄和性别上匹配(表 1)，均为右利手，裸视或矫正视力正常，无情感障碍或其他器质性损伤。
两组儿童的筛选流程如下：
(1) 由每个班的语文老师采用团体施测的形式进行听写和认读测试，两个测验用字相同(字数大约是学过生字总数的10%，其中，四年级147个，五年级187个，六年级206个)(杨双等, 2008)。先进行听写测验，隔两天后再进行认读测验。听写测验时，任课语文教师用普通话呈现字的读音并组词。被试根据读音，在事先准备好的答题纸上写出目标字。认读测验要求学生对生字进行注音，如果不会使用注音，可以用同音字代替。
(2) 根据杨双等人(2008)提出的筛选方法，计算出认读正确率(将认读正确的字数除以测验总字数)和读写差异率(将每个学生认读正确但听写错误的字数，再除以认读正确的字数)。将同时满足认读正确率高于平均水平(因为听写困难儿童，认读成绩无明显障碍)和读写差异率高于平均一个标准差的学生作为听写困难组被试，得到38名听写困难儿童，检出率为4.7%，与杨双等人(2009)报告的检出率相近。将同时满足认读正确率高于平均水平以及读写差异率在平均成绩一个标准差内的学生作为对照组被试库，得到347人。
(3) 为了防止测验虚报(将听写正常儿童评价为听写困难儿童)的可能性，将听写困难学生名单交给语文老师，要求根据听写困难的定义(DMS-5)，结合每个被试平时的学习情况，对这些被试是否符合听写困难标准进行主观评定，并根据主观意见排除具有明显注意力障碍和情绪问题的学生，得到32名被试。
(4) 剔除瑞文成绩低于一个标准差的被试，并保持各年级人数一致，最终选出30名听写困难儿童。从对照组被试库中选出30名在智力、性别和年级相匹配，并且没有注意力和情绪问题的被试作为对照组。
3 实验一 字形前摄干扰对听写困难儿童部件编码的影响3.1 实验材料
学习刺激是30个左右结构的合体假字或生僻字(部件是真实存在的)。“是”反应的探测刺激是15个与学习刺激某个部件所对应的原生独体字。“否”反应探测刺激是15个与“是”反应刺激字形相似(只有局部的笔画存在差异)、语音(声母和韵母)不同的独体字。如表 2所示，干扰条件和控制条件下的学习刺激和探测刺激使用同一批材料。但两个条件下的前摄干扰刺激不同。干扰条件下，前摄干扰刺激与“否”反应刺激相同，显示为红色；控制条件下，干扰刺激为一个红色几何图形(方形、圆形或三角形随机出现)。学习刺激和探测刺激为黑色。
3.2 实验过程
实验在照明条件良好的教室进行。被试端坐在屏幕前，与屏幕保持60cm距离。使用E-prime 2.0编写并控制实验程序。干扰条件下，先在屏幕中间呈现准备信号“+”300ms，接着呈现干扰刺激4000ms，要求被试出声读出干扰汉字；然后呈现学习刺激1500ms，要求被试记住字形；在500ms的掩蔽图形后，呈现探测刺激4000ms，要求被试判断探测刺激是否为学习刺激的一个部件。“是”反应和“否”反应随机出现、概率相等。如果4000ms内无反应直接跳到下一个试次。控制条件的呈现方式与干扰条件基本相同，只是干扰刺激换成了一个红色的几何图形。出现该图形时，要求被试出声说出其形状。
干扰条件和控制条件各有30个试次，混合在一个组块中以假随机的顺序呈现。由于同一组“学习-探测”刺激会重复出现在干扰和控制条件中，对两个实验条件之间的重复效应进行了平衡：15组“学习-探测”刺激先在干扰条件下呈现，另外15组“学习-探测”刺激先在控制条件下呈现。主试统一说明指导语后，被试将有6个试次的练习，若不明白规则可以举手发问或者重做练习，然后再进入实验部分。
3.3 实验结果
以探测刺激的反应为准，删除错误反应和反应时小于100ms的反应时数据，然后将每个被试的反应时和正确率数据按照实验条件和反应类型进行平均。删除平均正确率等于或低于0.5被试的所有数据。这样，最终的统计结果包含43名被试(困难组20名、对照组23名)的数据。采用2(前摄干扰：有干扰vs.无干扰)×2(反应类型：是反应vs.否反应)×2(组别：困难组vs.对照组)三因素混合方差分析，分别检验各个因素对于被试在探测任务上反应时和正确率的影响。前摄干扰和反应类型是被试内变量，组别是被试间变量。
正确率 如表 3所示，组别主效应显著，F(1, 41)=10.94, p=0.002, η2=0.211，困难组被试的正确率低于对照组，听写困难儿童的部件记忆准确性较低。前摄干扰主效应，F(1, 41)=0.32, p=0.575，以及前摄干扰和组别的交互作用，F(1, 41)=0.57, p=0.455，均不显著；说明前摄干扰没有对两组被试反应正确率造成明显影响。反应类型的主效应及其与其它两个变量的两因素和三因素交互作用也均不显著，F < 1。
反应时 组别主效应不显著，F(1, 41)=2.70, p=0.108。前摄干扰主效应也不显著，F(1, 41)=0.16, p=0.691。但组别和前摄干扰的交互作用显著，F(1, 41)=7.94, p=0.007, η2=0.162。简单效应分析显示，困难组被试在前摄干扰条件下的反应时明显长于控制条件，F(1, 41)=4.83, p=0.034, η2=0.105；而对照组被试在两种实验条件下的反应时无明显差异，F(1, 41)=3.15, p=0.083。这说明，视觉干扰对听写困难儿童的影响大于对对照组儿童的影响，听写困难儿童需要更多的时间来对抗这一干扰。反应类型的主效应显著，F(1, 41)=11.19, p=0.002, η2=0.214，“是反应”的平均反应时明显短于“否反应”的平均反应时。其它两因素和三因素交互作用均不显著，反应类型×组别：F(1, 41)=1.31, p=0.259; 前置干扰×组别：F(1, 41)=0.73, p=0.398; 反应类型×前置干扰×组别：F(1, 41)=1.01, p=0.321。
敏感性和决策标准 考虑到两组被试在反应时和准确性上可能采用了不同的权衡策略，我们分别计算了两组被试在不同条件下的敏感性和决策标准(表 4)。困难组儿童在部件再认任务中的总体敏感性低于对照组儿童，F(1, 41)=14.31, p < 0.001, η2=0.259；前摄干扰主效应不显著，F(1, 41)=0.87, p=0.356；但前摄干扰和组别的交互作用显著，F(1, 41)=5.37, p=0.026, η2=0.116。困难组儿童在前摄干扰条件下的敏感性明显低于在控制条件下的敏感性，而对照组儿童在两个条件下的敏感性无明显差异。两组儿童的决策标准也不同，F(1, 41)=6.55, p=0.014, η2=0.138，对照组儿童倾向于做无差异判断，这是一种保守且成熟的反应策略(Moriguchi et al., 2008)。而困难组儿童的反应则没有明显偏向，提示听写困难儿童在部件判断任务比对照组儿童更冒进；这一反应策略在学习障碍儿童中较为常见(Quinde-Zlibut et al., 2020)。其它主效应和交互作用均不显著，F < 1。
.4 讨论
困难组儿童整体正确率低于对照组儿童，说明部件字形在他们O-WM中的表征精确性不足。这一结果与中西方文献是一致的(McCloskey & Rapp, 2017; Mehlhase et al., 2019; Rapp et al., 2015; 靖敏, 2019; 靖敏, 杨双, 2019; 林敏等, 2009; 毛荣建, 2015; 宁宁等, 2017; 杨双, 宁宁, 刘栋梁, 2010; 杨双等, 2009; 杨双, 宁宁, 潘益中等, 2010)，也证明了本研究被试筛选的有效性。
听写困难儿童表现出了明显的字形前摄干扰效应。他们对汉字部件的判断受到了先前存储于O-WM中相似字形的干扰，反应时明显长于控制条件；这在对照组儿童中并没有发现。在排除决策标准因素后，困难组儿童依然比对照组儿童对前摄干扰更加敏感。两组被试在反应时和敏感性上表现出的前摄干扰效应差异提示，汉语听写困难儿童O-WM的区分性功能可能存在缺陷，容易受到相似字形信息的干扰。
4 实验二 语音前摄干扰对听写困难儿童部件编码的影响4.1 实验材料
实验材料的选择标准与实验一基本相同。唯一不同的是，“否”反应探测刺激和前摄干扰刺激是15个与“是”反应刺激音节相同(声调不同)、字形不相似的独体字(表 5)。随机选取30名四、五、六年级的儿童对学习材料中的合体字及其对应“否”反应独体字进行相似性评估(1~5代表非常不相似到非常相似)，剔除得分高于1.5的材料，最终所有材料相似度平均得分1.29，标准差为0.17。
4.2 实验过程
同实验一。
4.3 实验结果
数据剔除标准和统计方法与实验一相同，最终的统计结果包含50名被试(困难组25名、对照组25名)的数据，各条件下的平均数见表 5。
正确率 组别主效应显著，F(1, 48)=46.36, p < 0.001, η2=0.491，困难组儿童的反应准确性低于对照组儿童。前摄干扰的主效应不显著，F(1, 48)=2.87, p=0.097。其它主效应和交互作用均不显著，F < 1。
反应时 所有主效应和交互作用均不显著。组别：F(1, 48)=0.08, p=0.775。前摄干扰：F(1, 48)=3.53, p=0.066；前摄干扰×组别：F(1, 48)=0.14, p=0.712；反应类型：F(1, 48)=1.88, p=0.177；其它交互作用：F < 1。
4.4 讨论
听写困难儿童总体正确率低于对照组儿童。这一结果与实验一相同，提示，听写困难儿童O-WM部件表征精确性不足是稳定的特征，不受再认任务中“否”反应刺激类型(字形或语音相似)的影响。
两组被试都没有表现出明显的语音前摄干扰效应。这与Han等人(2007)的观点是符合的：如果汉语O-WM中部件信息是以视觉信号而非语音信号为基础的，那么，听写困难儿童O-WM损伤就应该是视觉特异性的。
5 综合讨论
本研究通过两个实验分别考察了字形和语音前摄干扰对听写困难儿童O-WM部件表征的影响，发现：(1)当前摄刺激与目标部件的字形相似时，听写困难儿童会表现出明显前摄干扰效应，对照组儿童则没有；(2)当前摄刺激与目标部件语音相似时，两组儿童均没有出现前摄干扰效应。
关于听写困难儿童在部件细节表征上的缺陷，中西方研究均有报道(McCloskey & Rapp, 2017; Mehlhase et al., 2019; Rapp et al., 2015; 靖敏, 2019; 靖敏, 杨双, 2019; 林敏等, 2009; 毛荣建, 2015; 宁宁等, 2017; 杨双, 宁宁, 刘栋梁, 2010; 杨双等, 2009b; 杨双, 宁宁, 潘益中等, 2010)。本研究中两组被试在部件判断正确率上的差异也为此提供了佐证。但很少研究探讨这一表征缺陷的加工阶段。如综述所讲，汉语听写困难儿童更多依赖音形捆绑加工(图 1，通路2)。这一过程包括两个加工阶段(Mccloskey & Rapp, 2017)。首先，语音激活字形长时记忆(orthographic-long-term memory, O-LTM)，这时字形表征是抽象的，部件不具备独立的字形和语音特征；然后，整字部件及其位置信息被提取并暂时存储于O-WM，这时整字中的各个部件被独立表征，且具有语言属性(拼音文字中是语音，汉语中是字形)。本研究中听写困难儿童异常的字形前摄干扰效应说明他们的部件表征有具体的视觉特征，容易受相似字形的干扰。这意味着，听写困难儿童部件表征的缺陷出现在O-WM阶段。这一结果与Mo等人(2018)和Yeung等人(2016)对正常儿童书写能力的大样本分析一致(Mo et al., 2018; Yeung et al., 2016)，都证明O-WM功能是影响儿童汉语书写能力的一个关键因素。
第二个重要发现是，听写困难儿童的O-WM功能只受字形前摄干扰的影响，对语音前摄干扰不敏感。这与早先语音启动实验(宁宁, 杨双, 2016b; 杨双, 宁宁, 刘栋梁, 2010; 杨双等, 2008; 杨双, 宁宁, 杨美玲, 2010)和Han等人(2017)的脑损伤个案研究结果是一致的。在启动实验中，部件相关的语音对听写困难儿童的整字记忆的促进效应非常微弱。杨双等人(2010)认为听写困难儿童部件加工的深度仅限于字形水平，部件本身的语音和语义激活不足。Han等人(2007)发现获得性听写困难者的O-WM中部件表征具有字形属性。结合本研究结果，听写困难儿童O-WM部件表征缺陷是视觉特异性的，与部件语音无关。
对照组儿童对字形和语音前摄干扰均不敏感，可能是因为他们的O-WM功能正常，一个汉字的前摄干扰量不会对他们部件判断反应造成明显干扰(Wilbiks & Dyson, 2016)。根据神经心理学的基本假设，正常人和障碍者拥有同样的加工通路，特殊群体表现出的困难可以揭示正常加工过程(Mccloskey & Rapp, 2017)。与Han等人(2007)的研究一样，本研究也支持汉语O-WM中部件表征以字形为基础的观点。
本研究首次考察了汉语听写困难儿童O-WM功能，为临床矫正提供了一些有价值的思路：第一，听写困难儿童O-WM在汉字部件字形表征方面存在缺陷，可以适当增加汉字部件的语音和语义线索，减轻O-WM的字形加工负担；第二，听写困难儿童O-WM缺陷主要表现在区分性功能上，精确的汉字部件区分性训练可能是提高听写困难儿童字形记忆和书写能力的关键；第三，由于听写困难儿童对视觉干扰非常敏感，消除前摄视觉干扰，或进行抗视觉干扰训练，可能有助于听写困难儿童字形记忆；第四，O-WM是各个通道(听觉输入、视觉输入、语义输入，手写输出、键盘输出、口语输出)都需要经过共同环节，多通道训练会可能会增强听写困难儿童O-WM的功能(阮怡君, 2018)。
最后，本研究存在一些不足。为了保证儿童O-WM中同时保留字形和语音前摄刺激信息，本研究要求被试大声朗读干扰刺激。这种特殊的操作下所得到的干扰效应不一定适用于视觉默读条件，后续研究可以考察前摄刺激不同的呈现方式是否有差异。另外，为了记录精确的反应时数据，本研究采用“学习-探测”范式考察儿童的O-WM功能。后续研究还可以采用“学习-默写”范式，分析听写困难儿童的书写错误率和错误类型，以得到更丰富的结果。
6 结论
汉语听写困难儿童O-WM在保证部件视觉表征的区分性功能上存在缺陷；汉语O-WM中汉字部件表征是以视觉特征为基础的。
文章来源：《心理发展与教育》2022年 第38卷 第2期
作者：温凯, 陈萍, 杨双, 宁宁.
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