学前期儿童执行功能和语言的双向关系: 社会经济地位的调节

摘要:采用追踪研究考察258名学前儿童执行功能与语言的双向关系,及二者关系是否受社会经济地位调节。交叉滞后结果表明,学前儿童语言发展与执行功能三个子成分(抑制控制、认知灵活性、工作记忆)存在双向关系;T1时儿童语言对T2时认知灵活性的预测作用受家庭社会经济地位调节:在高社会经济地位家庭中,T1时间儿童的语言能显著正向预测T2时认知灵活性,低社会经济地位家庭中预测作用不显著;其余双向关系中调节作用均不显著。本研究表明,学前儿童执行功能三个子成分与语言均存在双向关系,且社会经济地位在部分关系中起到调节作用。

 

1 问题提出

执行功能(executive functions)是负责调节和控制个体思想或行为,以支持目标导向性行为的高级认知过程,由抑制控制、认知灵活性和工作记忆三个主要成分组成(Friedman & Miyake, 2017)。学前阶段是儿童执行功能发展的关键期(Garon et al., 2008)。同时,这个时期儿童的语言能力也发展迅速,并开始逐渐发展出内部语言(Vygotsky, 1987)。动态能力理论认为儿童发展的本质是动态的,各种认知能力不是孤立发展的,而是相互依赖,相互影响的(Fischer & Bidell, 2006)。认知神经科学的研究也表明与执行功能发展密切相关的脑区——大脑前额叶,在语音加工(Clark & Wagner, 2003)和词汇生成(Tan et al., 2000)等任务中会被不同程度地激活。同时,作为言语中枢的布洛卡区除了支持言语加工外,在词汇工作记忆任务中也会被激活,有研究者指出布洛卡区在句子理解方面的作用可能是由于其存在言语工作记忆功能(Rogalsky & Hickok, 2011)。因此,学前儿童执行功能和语言发展之间可能存在着相互作用的关系(Slot & von Suchodoletz, 2018)。大量研究表明,无论是入学准备(Shaul & Schwartz, 2014)、学业成就(Blair & Razza, 2007)还是社会适应(Holmes et al., 2016)等都与儿童执行功能和语言有着密切的关系。因此,更多的实证研究开始探讨执行功能和语言之间的双向关系(Fuhs & Day, 2011Fuhs et al., 2014)。

然而,以往关于二者双向关系的纵向研究结果并不一致。例如,Slot和von Suchodoletz(2018)以学前儿童为被试,考察执行功能总分(包含抑制控制、认知灵活性和工作记忆)与语言之间的双向关系,结果表明二者之间存在双向关系。同样,Daneri和Blair(2017)对5~6岁儿童执行功能的总分(包含抑制控制、认知灵活性和工作记忆)和表达性词汇的关系进行追踪研究,发现学前儿童秋季学期的执行功能可以正向预测次年春季学期的表达性词汇能力,同时秋季学期儿童表达性词汇能力也能正向预测次年春季时的执行功能总分。相反,也有研究仅发现执行功能和语言之间存在单向预测关系。如一项对来自低社会经济地位家庭3~5岁儿童执行功能和语言能力研究,仅发现了语言能力对执行功能的纵向预测关系,即词汇能力能够预测执行功能(包含反应抑制和注意转换)的发展,而执行功能不能预测词汇能力增长(Fuhs & Day, 2011)。另外两项以学前儿童为被试的研究结果与之相反,仅发现了执行功能对语言的单向预测关系。如Weiland等人(2014)对400名4岁儿童的执行功能(总分中包含抑制控制、认知灵活性和工作记忆分数)和理解性词汇进行了追踪研究,发现执行功能可以正向预测其理解性词汇能力,但反向预测作用并不显著。此外,Gooch等人(2016)以4~5岁临床儿童为研究对象,发现执行功能和语言仅在T1时间存在同时性相关,不存在纵向相互预测作用。

上述结果不一致的一个可能原因是执行功能和语言之间关系受到某些因素的调节,如家庭社会经济地位。家庭投资模型(Family Investment Model)指出,社会经济地位会通过影响认知刺激的丰富性、学习和生活环境质量进而影响儿童发展(Conger & Donnellan, 2007)。因此,社会经济地位会在学前儿童的执行功能和语言的发展中扮演重要角色。有研究发现,与来自高社会经济地位家庭的同龄人相比,低社会经济地位家庭儿童在语言和执行功能方面发展都显著落后(刘玉娟, 2019)。除了引起平均水平差异外,社会经济地位还会对执行功能和语言之间的关系起到调节作用。如一项研究表明,社会经济地位的重要指标——收入能够调节儿童执行功能与语言间单向关系强度,相比于低收入家庭,高收入家庭儿童的抑制控制和词汇能力之间的关系更密切(Duncan et al., 2017);相反,Razza等人(2010)的研究表明只有在低收入家庭中,持续注意能够正向预测儿童词汇能力。此外,也有研究并未发现社会经济因素的调节作用,如McClelland和Wanless(2012)对自我调节和语言能力关系的研究中,并未发现家庭收入发挥调节作用。以往研究均是在二者单向关系中考察社会经济地位的调节作用,且结果并不一致。梳理以往关于二者双向关系的研究发现,除Fuhs等人(2014)由于政策原因未报告被试的社会经济地位外,其余以非临床学前儿童为被试的研究中,儿童均来自单一社会经济地位水平的家庭,并且较高社会经济地位家庭儿童的执行功能和语言之间均为双向关系(Slot & von Suchodoletz, 2018),而对于较低社会经济地位家庭儿童的研究都只发现二者之间存在单向关系(Fuhs & Day, 2011)。Slot和von Suchodoletz(2018)也在二者双向关系的研究不足中指出近端环境因素可能会影响二者关系模式。因此,执行功能和语言间双向关系是否会受到社会经济地位的调节仍有待验证。了解不同经济地位家庭中儿童执行功能和语言具体关系模式,将为更全面地理解二者关系,更有效地针对来自不同经济地位家庭儿童执行功能和语言能力的早期干预提供依据。

此外,除Jones等人(2020)以听力障碍儿童为被试的研究外,以往关于执行功能与语言双向关系的研究都是将得分合成执行功能总分对其进行分析(Daneri & Blair, 2017),而对于执行功能三个子成分与语言间双向关系的研究仍较少。目前,关于执行功能各子成分和语言关系主要为单向关系的研究,并且研究结果也不尽相同。比如,针对学前儿童语言能力对执行功能各子成分影响的实证研究较少,Ezrine和Alexander(2010)对3~5岁儿童语言和执行功能各子成分进行了追踪研究,发现儿童的理解性词汇和口头语言能力能显著预测工作记忆发展,但对抑制控制的认知灵活性的预测并不显著。而近期的实证研究证明了儿童使用内部语言能够显著提高儿童在认知灵活性任务中的表现(Gade & Paelecke, 2019)。此外,针对执行功能各成分对语言影响的研究中,除关于工作记忆对语言促进作用得到大量研究证实(Engel de Abreu et al., 2011),针对抑制控制和认知灵活性与语言的实证研究仍相对较少,而且关于儿童认知灵活性的研究存在不一致的结果。如一项追踪研究发现,儿童入园时的认知灵活性水平对后期语言和识字能力的发展有促进作用(Bierman et al., 2008)。然而,Veraksa等人(2018)以5~6岁儿童为被试考察执行功能三个子成分——抑制控制、认知灵活性及工作记忆对儿童语言理解能力的影响,发现儿童认知灵活性不能显著预测语言能力。可见,执行功能各成分和语言的单向关系研究结果仍存在分歧,因此有必要从执行功能成分论的视角出发研究执行功能和语言之间的双向关系,为二者关系的因果推导提供更细致的证据。

综上,本研究以学前儿童为被试,采用纵向设计和交叉滞后路径分析,考察执行功能三个子成分与语言之间双向关系。基于动态能力理论,我们假设执行功能三个子成分与语言之间存在双向关系。同时,本研究还将考察二者双向关系是否受社会经济地位调节,考虑到以往研究结果并不一致,本研究仅假设社会经济地位会影响执行功能和语言关系的强度或模式,但不对具体调节方向做假设,有待于本研究的进一步探讨。

2 研究方法2.1 研究对象

选取河北省、北京市各一所幼儿园,共招募到269名儿童自愿参加本研究项目。剔除无效问卷和极端值共11名儿童,两年均参与测试的儿童为有效被试。最终258名儿童数据纳入分析,其中男孩151名,儿童的年龄为3.01~6.02岁(M = 4.98, SD = 0.74)。56.2%的母亲和53.9%的父亲受教育程度是高中及以下,35.3%的母亲和34.9%的父亲受教育程度是大专或本科,8.5%的母亲和11.2%的父亲受教育程度是研究生及以上;46.9%的家庭总月收入在6000元以下,12.0%的家庭介于6000~15000元之间,41.1%的家庭在15000元以上。

2.2 研究工具2.2.1 家庭基本信息调查表

使用《家庭基本信息调查表》收集家庭基本信息。父母的受教育程度从“低于六年级”到“硕士及以上”分别赋值1~7分。家庭总月收入从“1500以下”到“20000以上”分别赋值1~7分。

2.2.2 家庭社会经济地位

参考任春荣(2010)的社会经济地位计算方法,以父母受教育水平,家庭总月收入作为指标。将得分标准化,通过主成分分析,得到一个特征根大于1的主成分,其解释了89.76%的方差。根据每个指标的因子载荷及方差解释率得到公式如下:社会经济地位=(0.956 ×母亲教育程度+ 0.957 ×父亲教育程度+ 0.929 ×家庭总月收入)/ 0.8976。

2.2.3 执行功能

选用美国国立卫生研究院开发的评估工具(National Institutes of Health Toolbox, NIH Toolbox)进行测量,包括抑制控制和注意任务、标准卡片分类任务、工作记忆排列测试。所有的测试均在iPad Air(9.7寸)上进行,时长约为30分钟,执行功能各成分的得分将儿童的反应时和正确率与该年龄阶段的常模对比后自动生成得分(Tulsky et al., 2014Zelazo et al. 2013)。

抑制控制和注意任务(Flanker inhibitory control and attention test)测量儿童抑制控制能力(图 1),被试需注意目标刺激,同时抑制侧边的其它刺激。4次练习后,儿童进入第一阶段。屏幕中出现目标小鱼与干扰小鱼,儿童需根据中间小鱼上的箭头做出选择。儿童在20次测试中正确率达到90%则进入第二阶段。此阶段中,儿童根据目标抽象箭头方向按同样的规则进行20次测试。

 

标准卡片分类任务(dimensional change card sort test)用于测量认知灵活性(图 2),儿童看到两张具有两种不同维度的(如形状、颜色)目标图片,然后从接下来呈现的图片中选择与目标图片维度匹配的图片。先根据其中一个维度分类,几次后根据另一维度分类。目标图片出现时,主试会用声音提醒儿童分类的维度。儿童首先接受4次指导,确保理解规则后,开始正式的30个测试。

 

 

工作记忆排列测试(list sorting working memory test)是用来测试儿童的工作记忆(图 3)。按特定顺序呈现对象和活动图片,图片消失后,儿童按呈现的顺序进行回忆并将图片排序。测试前会有演示序列,主试教儿童如何在屏幕上移动图片,然后开始两个练习序列。每个练习序列儿童有4次机会,如果儿童在4次及以内能够顺利完成,则开始下一个练习序列或正式测试;如果4次机会均未完成,则终止测试。对5~6岁的儿童,正式测试序列共包含9项内容的序列,儿童有2次尝试机会。

 

 

2.2.4 语言能力

采用PPVT(中国版)第三版(Peabody Picture Vocabulary Test-Ⅲ, PPVT-Ⅲ)评估儿童语言发展(主要为理解性词汇)。测验由若干张印有4幅图片的图板组成, 测验时主试说出一个词汇,儿童据词义找出与主试所说词义一致的图片。回答正确记1分,错误记0分,一组中错误数达到8个(共12个)则停止施测。儿童语言能力得分为正确数减错误数(Williams, 1999)。

2.3 研究程序

在T1时间由接受过严格培训的研究生采用一对一施测的方式对儿童的语言和执行功能进行测试,整个过程约需要50~60分钟,并由家长填写家庭基本信息调查表。本研究为追踪研究,因此间隔一年后第二阶段的研究程序与第一阶段相同。

2.4 数据分析

使用SPSS 25.0进行描述统计及相关分析相关。然后对所有连续变量都进行了标准化后,使用Amos 24.0统计软件建立交叉滞后模型,对执行功能三个子成分和语言间的双向关系进行分析。最后,以社会经济地位作为调节变量,分别建立社会经济地位与T1时间点自变量的交互项,检验社会经济地位是否对自变量的稳定性和交叉滞后路径起调节作用。

3 结果与分析3.1 描述统计及相关分析

表 1列出了儿童性别、年龄、社会经济地位及两个时间点的语言和执行功能各成分的平均数、标准差以及皮尔逊相关系数矩阵。T1、T2时间语言与儿童性别显著负相关(rT1=-0.20, p=0.002; rT2=-0.19, p=0.003),两个时间点语言及执行功能各成分(除了T1工作记忆)与儿童年龄显著正相关(r=0.18~0.59, p < 0.05),两个时间点的语言及执行功能各成分(除了T1工作记忆)都与社会经济地位显著正相关(r=0.36~0.75, p < 0.001)。因此,在后续分析时将性别、年龄和社会经济地位加以控制。此外,T1、T2时的语言显著正相关(r=0.86, p < 0.001),除T1认知灵活性和T2工作记忆相关不显著外,两个时间点的执行功能各成分之间的相关达到显著水平(r=0.18~0.54, p=0.001~0.015)。无论是T1时间还是T2时间,语言与执行功能各子成分之间的相关系数均达到显著水平rT1=0.15~0.47, p < 0.05; rT2=0.43~0.63, p < 0.05)。

 

 

3.2 儿童语言与执行功能各成分的交叉滞后分析

构建三个结构方程模型,分别对儿童语言与抑制控制、认知灵活性以及工作记忆的交叉滞后路径进行分析。儿童性别、年龄和社会经济地位作为控制变量加入三个模型(控制变量的路径不在模型中呈现)。三个模型中,儿童语言和执行功能三个成分的自回归系数均显著(β=0.17~0.60, p < 0.001),说明儿童语言和执行功能的三个成分都具有较强的稳定性。对儿童语言与抑制控制的交叉滞后模型进行分析(图 4),模型拟合良好(CMIN/DF=0.13, CFI=1.00, TLI=1.02, RMSEA=0.00, SRMR=0.00),在控制发展稳定性及同时性相关后,结果表明,T1语言显著正向预测T2抑制控制(β=0.16, p=0.027),T1抑制控制显著正向预测T2语言(β=0.11, p < 0.001)。对儿童语言与认知灵活性的交叉滞后模型进行分析(图 5),模型拟合良好(CMIN/DF=0.31, CFI=1.00, TLI=1.02, RMSEA=0.00, SRMR=0.00),T1语言显著正向预测T2认知灵活性(β=0.35, p < 0.001),T1认知灵活性显著正向预测T2语言(β=0.06, p=0.047)。对儿童语言与工作记忆的交叉滞后模型进行分析(图 6),模型拟合良好(CMIN/DF=0.53, CFI=1.00, TLI=1.01, RMSEA=0.00, SRMR=0.01),T1语言显著正向预测T2工作记忆(β=0.19, p=0.028), T1工作记忆显著正向预测T2语言(β=0.06, p=0.049)。

 

 

 

3.3 社会经济地位的调节作用

在语言与执行功能各成分的交叉滞后模型中加入社会经济地位与语言的交互项及社会经济地位与T1执行功能成分的交互项发现,两个模型中四个交互项(社会经济地位与语言的交互项,社会经济地位与T1抑制控制的交互项;社会经济地位与语言的交互项,社会经济地位与T1工作记忆的交互项)的预测作用不显著。这表明社会经济地位不能调节语言、抑制控制及工作记忆的稳定性,同时社会经济地位不能调节语言对抑制控制和工作记忆的影响,也不能调节抑制控制和工作记忆对语言的影响。社会经济地位对语言与认知灵活性关系的调节作用(图 7),模型拟合良好(CMIN/DF = 0.32, CFI = 1.00, TLI = 1.02, RMSEA = 0.00, SRMR = 0.00),儿童语言仍表现出较强的稳定性(β=0.60, p < 0.001),T1语言仍能显著预测T2认知灵活性(β= 0.31, p < 0.001),社会经济地位与T1语言的交互项对T2认知灵活性的预测作用显著(β = 0.13, p = 0.047),但对T2语言的预测作用不显著(β = 0.01,p = 0.870),这说明社会经济地位能够调节语言对认知灵活性的预测作用但不能调节语言的稳定性;儿童认知灵活性的自回归路径显著(β= 0.19, p < 0.001),T1认知灵活性仍能显著预测T2语言(β = 0.07, p = 0.029),社会经济地位与T1认知灵活性的交互项对T2语言和认知灵活性的预测作用均不显著(β = -0.03, p = 0.348; β = -0.05, p=0.370),这说明社会经济地位不能调节认知灵活性的稳定性,也不能调节认知灵活性对语言的影响。

 

 

将社会经济地位得分按照高于平均数一个标准差和低于平均数一个标准差分为高低两组,对每组检验儿童语言对认知灵活性的回归斜率。结果发现,在高社会经济地位家庭中,儿童语言能力显著预测其认知灵活性(β = 0.44, p < 0.001),但在低社会经济地位家庭中并不显著(β=0.18, p = 0.071)。

4 讨论

本研究通过对258名学前儿童进行1年的追踪研究,考察了执行功能三个子成分(抑制控制、认知灵活性和工作记忆)与语言的双向关系,同时还考察了社会经济地位的调节作用。研究结果表明,执行功能三个子成分与语言均存在双向关系,且社会经济地位在二者部分关系中起到调节作用,下面将进行进一步的讨论。

研究发现,在控制发展稳定性和同时性相关后,儿童T1时间的抑制控制、认知灵活性和工作记忆显著正向预测T2时间的语言能力;同时,儿童T1时间的语言能力也能正向预测随后的抑制控制、认知灵活性和工作记忆的发展,这一研究结果表明儿童的执行功能和语言发展二者之间是相互依赖,相互作用的,该结果为动态能力理论的观点(Fischer & Bidell, 2006)提供了实证研究的证据,也支持了近期关于执行功能和语言双向关系研究的结果(Slot & von Suchodoletz, 2018)。具体来说,在双向关系中抑制控制和工作记忆仍能促进儿童语言能力发展,这可能是因为儿童的抑制控制和工作记忆的水平越高,就越能够使个体集中注意,抑制无关信息的干扰,并且能够同时注意多种信息,在已有信息的基础上做出决策等(Diamond, 2013),进而使儿童能够充分利用语言学习机会提高语言能力。同时,本研究结果也为学前儿童的认知灵活性对其语言的促进作用提供了实证支持,这可能是因为儿童较高的认知灵活性水平能够使其灵活地对同一事物产生不同的标记(Deák & Maratsos, 1998),并且能够在表达过程中对语言进行灵活地选择或表征,从而使儿童能够灵活地表达和运用语言符号(Brennan & Clark, 1996)。另一方面,本研究也发现,学前儿童的语言对其执行功能各成分也具有促进作用,这可能是因为语言作为重要的符号中介,在发展过程中由最初外部导向的语言逐渐内化,形成内部语言,进而在解决问题的过程中可以起到反思和指导外部行为的作用,使儿童在完成执行功能功能任务时能够有较好的表现(Vygotsky, 1987)。

本研究还考察了社会经济地位对执行功能和语言关系的调节作用,发现社会经济地位在执行功能和语言的部分关系中起到调节作用。具体表现为,儿童T1时间的语言能力对T2时间认知灵活性的预测作用受到社会经济地位的调节,在高社会经济地位家庭中,儿童的语言能够正向预测认知灵活性的发展,而这种预测作用在低社会经济地位家庭儿童身上并不显著。这与Duncan等人(2017)的研究结果基本一致。高社会经济地位家庭中,儿童语言能够通过利用家庭中提供的丰富的学习资源(如有教育价值的玩具、书籍等)和学习机会(如学前教育课程等)促进内部表征及内部规则的形成和发展(Shatz et al., 1989),进而促进自身认知灵活性的发展,从而增强了语言和认知灵活性的联系。而低社会经济地位家庭的儿童,由于缺乏促进内部表征和规则发展的学习资源(Bradley et al., 2001),降低了语言对认知灵活性的影响。同时,有研究指出,父母采用支持性教养方式时,儿童能运用语言及内部规则解决认知灵活性当前水平和最近发展区中的问题,从而增强语言对认知灵活性的促进作用(Bernier et al., 2010)。与低社会经济地位父母相比,高社会经济地位父母会更多采用支持性教养(Zilberstein, 2016),这也可能是高社会经济地位家庭中儿童语言与认知灵活性关系更密切的原因。此外,本研究中社会经济地位对语言发展与抑制控制和工作记忆的调节作用不显著,一个可能的原因是学前阶段儿童的抑制控制和工作记忆更易受成熟的影响(Burrage et al., 2008),而认知灵活性受到环境因素的影响较大(Buttelmann & Karbach, 2017)。另一个可能的原因可能是本研究中被试社会经济地位并没有涉及所有可能取值。我国2019年底的贫困人口标准是人均年收入低于3218元(朱方明, 2020),而本研究被试中,父母总月收入低于1500元的家庭只占1.9%。这可能会大大降低统计检验力或估计值被低估(Aguinis et al., 2017)。因此,有必要在更有代表性的样本中进一步检验。

综上,本研究结果为学前儿童的执行功能和语言之间的相互作用关系提供了更为细致的证据,也说明在对儿童认知发展进行早期干预时,同时包含多种能力目标的综合干预措施可能会比针对单一能力的干预措施更有效。本研究结果也证实了对学前儿童执行功能和语言能力进行早期干预时需考虑社会经济地位的影响。此外,本研究存在一些局限:第一,本研究中执行功能的三个子成份只采用了单一任务进行测量,未来的研究可考虑多任务测量,以减少测量误差;第二,本研究只测量了儿童接受性语言能力,其他语言能力(如表达性语言)也可能与执行功能各子成分存在联系,未来可纳入表达性语言能力以便全面地理解二者间关系。第三,学前儿童执行功能发展迅速,与其他认知能力的关系可能随年龄增长而呈现动态变化过程(Garon et al., 2008),本研究只测量了两个时间点,且间隔1年,未来可考虑缩短间隔时间,并采用多个时间点进行追踪,为二者动态交互作用提供更细致的证据。

 

文章来源:《心理发展与教育》2022年 第38卷 第2期

作者:吴国婧程雪林李叶白荣邢淑芬李玉华  

 


 

 

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