任务复杂度和工作记忆容量对中国英语学习者书面语产出的影响

韩亚文 刘思

(1. 东南大学 外国语学院， 江苏 南京 211189；2. 南京工业大学 图书馆， 江苏 南京 211816)

1.0 引言

写作是通过词、句表达语义的认知过程。学习者在写作过程中，需要调用注意、记忆等大量认知资源，对认知能力要求非常高。工作记忆是容量有限的信息存储和处理系统(Wen et al.,2015)。研究者推测，工作记忆容量高的学习者，有较多的认知资源，可以更快地完成相关信息的检索发现和提取，写作质量较高(Grundy & Timmer,2017)。能否通过调节任务复杂度，减少任务对学习者的认知负荷，帮助工作记忆容量低的学习者提高写作水平，是一个值得探讨的问题。本研究考察不同工作记忆容量水平的学习者在任务复杂度不同的情况下议论文的写作表现，探讨通过降低任务复杂度，削减工作记忆容量对二语写作水平制约的可能性，以期为英语写作教学提供实证参考。

2.0 文献综述

2.1 任务复杂度对书面语产出的影响

任务复杂度是可以被操控的认知任务特征，用于增加或降低任务对学习者的认知负荷。任务复杂度取决于任务施加给语言学习者的认知要求，由注意力、记忆、推理和其它信息处理所需要的认知资源的大小决定(Robinson,2001a)。关于任务复杂度与语言产出的关系，两种最具代表性的理论分别是Robinson (2001b)提出的“认知假设模型”(Cognition Hypothesis Model)以及 Skehan 和 Foster(2001)提出的“限制注意广度模型”(Limited Attentional Capacity Model)。Robinson(2001a,2007)的“认知假设模型”认为，处理任务复杂度涉及的认知资源隶属于不同区域和信息加工通道，包含资源指引和资源消耗两个范畴，从不同范畴增加任务复杂度对语言产出的影响不同。沿着资源指引范畴提高任务复杂度，学习者必须关注任务的概念或功能要求，其语言产出的准确度和复杂度可能提高，但流利度会降低；沿着资源消耗范畴提高任务复杂度，认知资源的减少会导致语言产出的流利度、准确度和复杂度相互制约。Skehan & Foster (2001)的“限制注意广度模型”则认为，个体的注意资源有限，增加任务复杂度会对有限的资源造成压力，当任务需求的注意资源达到或超过上限时，学习者会倾向于优先加工意义，其语言表达的准确度、复杂度和流利度之间开始产生竞争效应(trade-off effect)。

从现有的研究结果来看，学界对于任务复杂度与书面语产出之间的关系还存在争议。一部分研究结果支持“认知假设模型”，例如Kuiken & Vedder (2008)发现，随着任务复杂度的增加，受试的语法准确度显著增加。Ong & Zhang (2010)的实验结果表明，复杂度高的写作任务有助于流利度和词汇广度的提高。此外，也有相当一部分研究结果支持“限制注意广度模型”，例如Rahimpour & Hosseini (2010)研究结果表明，任务复杂度仅对流利度有积极作用，对准确度和词汇广度没有影响。Salimi等人(2011)的研究发现，任务复杂度仅影响写作的流利度，对准确度、词汇广度和句法丰富性不起作用。任务复杂度对书面语产出的影响不一致，可能是因为研究者对任务复杂度的操作定义不同。研究者通过增减任务中的元素数量或改变任务的推理要求来区分复杂度，但不同研究中相同复杂度的任务中元素数量不一致，对学习者的推理要求有差异，就会造成研究结果迥异(Johnson,2017;Michel,2011)。

2.2 工作记忆容量对书面语产出的影响

工作记忆是储存和处理信息的认知系统。学习者在激活书面语产出的形成、执行和监察三个体系时，会占用有限的注意力资源，激活程度受工作记忆的中央处理器、语音环和视觉空间板的影响，其容量差异可能影响书面语产出的质量和效率(Kellogg,2001)。国内外的研究者大都证实了工作记忆容量的个体差异对书面语产出的影响，但由于工作记忆容量测试手段不同，受试语言水平各异，研究者对容量差异影响书面语的具体维度存在争议。例如，Bergsleithner(2010)和易保树、倪传斌(2015)认为工作记忆容量与二语写作的准确度和复杂度相关，与流利度无关。易保树、罗少茜(2012)发现受试的工作记忆容量与准确度有关，与复杂度和流利度无关。少部分研究者发现，工作记忆容量对书面语的产出没有影响(Kormos & Sāfār,2008)。

2.3 任务容量和工作记忆容量对书面语产出的影响

工作记忆对任务复杂度不同条件下语言产出的影响取决于注意资源的分配。注意是一个认知活动，人在注意过程中对刺激信息进行分类与识别时会受到认知资源容量的制约。随着任务复杂度提高，个体差异(如工作记忆等)对任务表现的影响会更明显(Robinson,2007)。目前的研究主要关注的是当任务复杂度不同时，工作记忆容量对受试口语产出的影响。Niwa(2000)发现工作记忆容量高的学习者在完成复杂的口语叙述任务时不如容量低的学习者流利。Kormos & Trebits(2011)研究发现，高工作记忆容量的学习者在任务复杂度低时口语产出的句子长，但从句比例低。到目前为止，只有Zalbidea(2017)和Cho(2018)的研究探讨工作记忆容量和任务复杂度对书面语产出的影响。Zalbidea (2017)发现工作记忆容量高的学习者在任务复杂度增加时书面语产出的准确度显著提高，Cho(2018)则未发现工作记忆容量对不同复杂程度任务条件下的书面语产出有明显影响。

综上所述，目前的研究有三个特点: 第一，任务复杂度如何影响书面语的产出，还有待进一步研究；第二，研究者对工作记忆容量影响书面语产出中的具体维度还没有形成统一的认识；第三，工作记忆容量对书面语产出的制约，是否因为任务复杂度的变化而有所改变，很少得到探讨。鉴于此，本研究对工作记忆容量不同的学习者在不同任务复杂度条件下的书面语产出进行测量，旨在更深入理解书面语产出这一复杂的认知行为，为写作教学提供借鉴。研究主要回答以下三个问题：

1、任务复杂度是否影响中国英语学习者书面语产出的流利度、准确度和复杂度？

2、工作记忆容量是否影响中国英语学习者书面语产出的流利度、准确度和复杂度？

3、工作记忆容量对中国英语学习者书面语产出的制约是否受到任务复杂度的影响？

3.0 研究设计

3.1 受试

本研究的受试为某理工大学64名大一非英语专业的学生(男生26名, 女生38 名，平均年龄19.3岁)。所有的受试在实验前都通过了大学英语四级考试，成绩在426分到620分之间(M = 520.89，SD =53.58), 为中等水平的英语学习者。

3.2 研究工具

3.2.1 汉语阅读广度测试

研究者通过汉语阅读广度测试测量受试的工作记忆容量。在戴运财(2014)和韩亚文等(2017)研究的基础上，研究者设计了70道有关中文复杂句的题目。题目分为5组，每组包括2至5个句子，数目不等。研究者通过电脑自动呈现句子。受试阅读句子后，判断屏幕上出现的测试句意义是否与原句相符，并在每组句子呈现完毕后，用键盘在屏幕指定区域写下组内所有句子结尾的词语。受试在语音实验室的电脑上完成该测试。

3.2.2 议论文写作任务

研究者通过议论文写作的方式测量受试的书面语产出。作文任务改编自Michel(2011)的研究，要求受试完成一篇字数不少于200词的议论文。题目要求受试在规定的时间内，根据提供的信息(年龄、工作、爱好)，从不同数目的相亲候选人中选出2位他们认为会配对成功的男女，并撰文解释原因。根据不同的任务条件，64名受试被分为任务复杂度高和复杂度低的两组。研究者在资源指引型范畴内(+/-几个元素)，通过设定不同候选人的数目调节任务复杂度。任务复杂度低的小组，要求受试从4位候选人中选择两位；任务复杂度高的小组，要求受试从8位候选人中选择两位。

3.3 实验过程

研究者对来自同一所大学的28位大一理工专业学生进行了一次前测，测试了阅读广度测试和写作任务的有效性和可靠性，并根据参与者任务完成的情况，确定读取材料和完成作文所需的时间分别为3分钟和35分钟。在两天后进行的正式实验中，研究者首先通过阅读广度测试测量了64名受试的工作记忆容量，根据得分，受试被分为工作记忆容量高和容量低两个组，每组各32人。然后，两个组的学生被随机分到两个复杂度不同的任务组，每组有32人，其中16名来自高工作记忆容量组，另16名来自低工作记忆容量组。在随后进行的写作任务中，研究者首先向受试说明任务时间、任务目的以及背景信息。然后，研究者将任务材料分发给受试。根据任务元素数目的不同，元素多的组阅读时间为2分钟，元素少的组为3分钟。随后，所有受试被要求在35分钟内完成至少有200个单词的议论文写作。在写作过程中，研究者要求受试不得使用字典、书籍或电子设备。

3.4 数据整理和分析

3.4.1 工作记忆容量数据

根据Mackey & Sachs (2012)的研究, 本研究采用以下评分规则计算工作记忆容量：判断句子意义正确得1分，句末单词回忆正确得1分。这种评分方法综合考虑了受试信息处理能力(句意判断)和信息储存能力(单词回忆)两个方面，避免学生在测试时只注意记忆句末单词。本研究的工作记忆容量测试满分为140分，其中信息处理70分，信息储存70分。

3.4.2 书面语产出数据

根据前人研究的标准(Skehan,1996)，研究者对受试的书面语产出的流利度、复杂度和准确度进行了测量，测量的方法如下表所示。

表1 书面语产出测量方法

为了确保分析的信度，另外一位受过训练的研究者对受试的书面语产出材料进行再次分析。测试的内在信度值Cronbach’s alpha为0.92，说明两位研究者分析的结果基本一致。

4.0 研究结果

本研究采用双因素方差设计，测试任务复杂度(任务复杂度高和任务复杂度低)和工作记忆容量(低容量组和高容量组)对书面语产出的准确度、流利度和复杂度的影响。Shapiro-wilk 检验结果表明数据呈正态分布(p>.05)，符合方差分析的使用条件。Levene方差齐性检验显示，受试的书面语产出三个维度的样本方差不存在显著性差异(p>.05)，符合组间方差分析的使用条件。

4.1 工作记忆测试结果

表2显示的是受试工作记忆容量的描述性统计数据。数据显示，受试阅读广度测试平均得分124.02。按照测试得分，64名受试被分成低水平组(32)和高水平组(32)。根据工作记忆容量总分，受试被分为两组，其中高工作记忆容量组(M=130.66，SD=3.51)，低工作记忆容量组(M=117.38，SD=6.18)。t 检验结果显示,两组受试的工作记忆容量存在显著差异(t=10.57,p=.000), 但英语水平之间没有显著差异(t=.69,p=.254)。

表2 工作记忆容量的描述性统计数据

4.2 书面语产出测试结果

表3是受试在复杂度不同的写作任务中书面产出的描述性统计数据。受试在不同任务中书面语产出的准确度没有显著差异，但其流利度、词汇复杂度和句法复杂度均随着任务复杂度的提高而明显降低。

表3 书面语产出的描述性统计数据

4.3 方差分析结果

4.3.1 准确度

表4显示的是两个工作记忆容量组在不同任务条件下书面语产出准确度的平均值和标准差。

表4 工作记忆容量组在两个任务条件下准确度的平均值和标准差

a准确度通过无错句比率衡量，无错句比率越高，准确度越高。

双因素方差分析表明工作记忆容量对受试书面语产出的准确度具有显著影响(F(1，60)=5.695，p= .020，η2=.087)。在复杂度不同的任务条件下，工作记忆容量高的受试无错句比率都显著高于容量低的受试。但是，任务复杂度对书面语产出的准确度没有显著影响(F(1，60)=.004，p=.952，η2=.000)，工作记忆容量和任务复杂度对准确度的影响也不存在交互效应(F(1，60)=1.631，p=.207，η2=.026)。

4.3.2 流利度

从表5可以看到两个工作记忆容量组在不同任务条件下书面语产出流利度的平均值和标准差。

表5 工作记忆容量组在两个任务条件下流利度的平均值和标准差

b流利度通过作文中单词修改数(如删除或改写)除以作文总单词数比例衡量，比例越高，流利度越低。

双因素方差分析表明工作记忆容量对受试书面语产出的流利度没有显著影响(F(1，60)=.011，p=.917，η2=.000),任务复杂度对书面语产出的流利度也没有显著影响(F(1，60)=.286，p=.594，η2=.005)，工作记忆容量和任务复杂度对流利度的影响也不存在交互效应(F(1，60)=2.577，p=.114，η2=.041)。

4.3.3 复杂度

表6显示的是不同工作记忆容量组在不同任务条件下书面语产出复杂度的平均值和标准差。

表6 工作记忆容量组在两个任务条件下复杂度的平均值和标准差

双因素方差分析表明工作记忆容量对受试书面语产出的句法复杂度有显著影响(F(1，60)=6.340，p=.014，η2=.096)。在两个任务条件下，工作记忆容量低的受试的句法复杂度均高于容量高的受试。研究发现，任务复杂度对句法复杂度的影响同样显著(F(1，60)=4.061，p=.048，η2=.048)。随着任务复杂度的提高，所有受试，不管工作记忆容量高低，句法复杂度都有所降低。但是，工作记忆容量和任务复杂度对句法复杂度的影响没有显著的交互效应(F(1, 60)=.003,p=.955,η2=.000)。双因素方差分析表明工作记忆容量对词汇复杂度没有显著影响(F(1,60)=.487,p=.488,η2=.008)，任务复杂度对词汇复杂度也没有显著影响(F(1,60)=2.481，p=.120，η2=.040)。但是，工作记忆容量和任务复杂度对词汇复杂度有交互影响(F(1,60)=7.044，p=.010，η2=.105)。两两比较结果显示，在任务复杂度高的条件下，高工作记忆容量组的词汇复杂度要显著好于低工作记忆容量组(p=.021)；但在任务复杂度低的条件下，两组的词汇复杂度均数之间没有显著性差异(p=.172)。高工作记忆容量组的学习者，在任务复杂度高的条件下，书面语产出的词汇复杂度要显著高于复杂度低的任务条件下的词汇复杂度(p=.004),但对于低工作记忆容量组的学习者，不同任务条件下词汇复杂度之间的均数差没有显著性差异 (p=.449)。

5.0 讨论

5.1 任务复杂度对英语学习者书面语产出的影响

本研究发现，增加任务的复杂度会降低受试书面产出的句法复杂度，但对准确度、流利度和词汇复杂度都没有显著影响。本研究与Michel(2011)的研究结果大致相似。我们认为，通过增加元素提高任务复杂度，但每个元素的特征数量没有改变，任务对推理的要求不变，任务复杂度的提高对学习者认知资源的要求仅限于匹配过程的增加，任务复杂度区分不够明显。所以尽管任务复杂度有所增加，学习者书面语产出的准确度、流利度和词汇复杂度都没有显著改变。我们推测有两个原因可以解释任务复杂度的提高影响书面语产出的句法复杂度这个现象。其一，随着任务元素增多，学习者在完成任务匹配时可能倾向于用同样的句型表达不同元素的特征，输出的语言形式简化，句法复杂度有所降低。其二，由于认知资源有限，任务复杂度的增加对注意资源造成压力，学习者倾向于优先加工意义而非形式，所以书面语产出的句法复杂度明显下降。本研究结果似乎更符合Skehan & Foster (2001)的“限制注意广度模型”假设。

5.2 工作记忆容量对英语学习者书面语产出的影响

研究结果显示，工作记忆容量影响学习者书面语产出的准确度和句法复杂度，不影响流利度。与工作记忆容量低的受试相比，工作记忆容量高的受试准确度高，句法复杂度低，但两组学习者词汇复杂度之间没有显著差异。工作记忆容量高的受试在准确度提高的同时，句法复杂度反而比容量低的受试低。我们推测，工作记忆容量高的学习者将更多的认知资源用于监控，用于编码的认知资源较少，在编码时又优先关注词汇信息的处理，用于句法信息处理的资源更为有限，所以其句法复杂度显著低于容量低的学习者。结果还表明，工作记忆容量水平对学习者书面语产出的流利度没有显著影响，此结果与Bergsleithner(2010)的研究基本一致。Bergsleithner(2010)认为，当受试的二语熟练程度没有显著差异时，工作记忆容量与二语写作表现的流利度无关。根据Kellogg(2004)的说法，受试在写作过程中几乎不可能照顾到所有的写作过程，他们有选择地注意写作任务的不同过程。一个过程的认知负担增加，可以分配给其他过程的认知资源就相应减少。Fortkamp (1999)指出，在教学环境下学习第二语言，受试更有可能先考虑语言形式和语法结构。我们认为这是本研究中工作记忆容量高的学习者比容量低的学习者书面语产出更为准确和复杂，但流利度之间没有显著差异的主要原因。

5.3 任务复杂度和工作记忆容量对中国英语学习者书面语产出的交互影响

本研究发现，任务复杂度和工作记忆容量对英语学习者书面语产出的词汇复杂度有明显的交互作用。工作记忆容量高的学习者，在完成复杂度高的任务时，词汇复杂度显著增加，但工作记忆容量低的学习者词汇复杂度却未发现显著变化。我们认为，词汇复杂度的增加可能与复杂任务中提供了更多的单词输入有关。本研究中每个相亲候选人的信息由六个项目组成，执行更复杂任务的学习者将不可避免地使用更多的词汇。与低工作记忆容量的学习者相比，高工作记忆容量的学习者能释放更多的认知资源来满足本研究任务对词汇的处理要求，因此其书面产出的词汇复杂度显著提高。我们还发现，工作记忆容量和任务复杂度对英语学习者书面语产出的句法复杂度、准确度和流利度没有交互作用。尽管工作记忆容量高的学习者在任务复杂度提高时能释放较多的认知资源，但资源有限，不足以显著提高其句法复杂度、流利度和准确度。更为重要的是，书面语的产出较为复杂。在写作时，学习者受到态度、动机和学习策略等不同情感和认知因素的影响，任务复杂度不是学习者写作过程中分配注意力资源的唯一依据(Cho,2018)。这可能是工作记忆容量不同的学习者，在完成复杂度不同的任务时，书面语的产出几乎都没有发生明显改变的主要原因。

6.0 结论

本文探讨了任务复杂度和工作记忆容量对书面语产出的影响。研究结果证实了工作记忆容量影响书面语产出的准确度和句法复杂度，任务复杂度的提高显著降低句法复杂度，在完成复杂度高的任务时，工作记忆容量高的学习者词汇复杂度明显增加。基于以上研究结果，我们建议在写作教学中要充分考虑个体的认知差异和任务的复杂程度。但是本研究存在两个局限性：1)本研究选择64位理工科大学生作为研究对象，样本过小，专业背景狭窄，不能完全反映高校英语学习者的总体情况；2)本研究采用议论文作为写作任务，任务类型单一，不能全面揭示英语学习者的写作水平。因此，未来的研究应从不同专业和大学中挑选更多的参与者，采用不同类型的写作任务来探索工作记忆容量和任务复杂度对中国英语学习者书面语产出的影响。