“基音-齿背量子定位发音法”在大学英语语音教学中的应用

冯巧丽 姜 华 黄小干

在“一带一路”倡议建设形势下，国家对具备英语能力的各方面人才的需求越来越大。为了适应国家与教育部对人才的英语听说能力的要求，高校作为高质量人才输出单位，提高大学生的英语听说能力迫在眉睫。在大学英语听说课程教学的过程中发现，语音知识的增加与英语听说水平的提高关系密切，因为语音是由说者的发音和听者的记忆构成的，如果说者没有掌握发音要领，就不能及时而精准地将语音转化为具体信息，从而造成听者的语音资料输入错误；听力理解则是将所获取的信息与头脑中已有的相关知识进行匹配，若因语音不标准而无法匹配，也会影响听力理解。因此，要提高大学生的英语听说能力，首要任务是提高语音能力。在大学英语语音教学中，元音比辅音的教学难度大，因为就发音声道的结构而言，辅音之间的发音部位是离散且确定的，而元音之间的发音部位即紧缩点的位置(tongue construction position)是连续的。单个元音的边界位置、各元音之间的分界等问题一直是语音学界尚未能解决的难题。(1)石峰：《实验音系学探索》，北京：北京大学出版社，2009年，第292页；沈和玲、蔡真慧、周虞农：《汉语拼音入门》，北京：北京语言大学出版社，2006年，第8页。本文选取“元音发音感知定位法”和“齿背定位发音法”进行对比分析，探讨一种新的英语元音发音方法“基音-齿背量子定位法”，以探索提高大学生语音能力的一种新方法和措施。

一、大学英语元音发音教学方法及对比分析

对于英语元音发音舌位的描述，在我国教科书中只能是含糊的定性表达，如：前高、后低、稍前、略后等(见图1)。根据Danal Jones语音习得途径的观点，学生发音的准确与否取决于教师的发音水准，而教师语音教学水平很大程度上取决于其采用的教学方法。(2)鲍怀翘、林茂灿：《实验语音学概要》，北京：北京大学出版社，2014年，第401、432-440页。在我国大学英语的语音教学中，元音的习得主要依据教材表述的发音方法和通过器官感知来实现，即依据教材上发音方法的描述，学习者通过运用耳朵听辨声音和眼睛观察发音器官来学习英语音素语音。因此，发音准确与否跟教材提供的发音方法有很大的关联。以下对感知定位法与齿背定位法进行对比分析。

图1 传统“感知定位法”的舌位高低与前后示意图

(一)“元音发音感知定位法”

在我国现行相关的英语语音教材中，关于元音发音教学法比较有代表性的一种是“元音定位发音法”。(3)石峰：《实验音系学探索》，北京：北京大学出版社，2009年，第292页。在这种元音发音教学法中，元音发音的舌位要求是：对于前元音，发音时舌尖的位置必须在下齿背上；发后元音时，舌尖要接触到舌背面和口底相接处的肉质突起——舌蒂；央元音的发音要求舌尖放在下齿背与舌蒂之间的下齿龈的位置上。这种方法体现了传统发音的直观感知：即舌头前伸发前元音，舌头后缩发后元音，舌头居中发央元音。这种方法被称为“元音发音感知定位法”(以下简称“感知定位法”)，(4)沈和玲、蔡真慧、周虞农：《汉语拼音入门》，北京：北京语言大学出版社，2006年，第8页。具体如图1所示：

(二)“元音发音舌尖抵下齿背定位法”

当代著名的语音科学家Peter Ladefoged对国际语音协会IPA元音系统进行了大量的生理发音与声学实验，并发现这样一种现象：所有的元音发音都是舌尖抵住下齿背，舌身成弧形上抬。获得这样的声道结构的发音方法被称为“元音发音舌尖抵下齿背定位法”(以下简称“齿背定位法”)，(5)Peter Ladefoged，Keith Johnson，A Course in Phonetics(Sixth Edition)，Boston：Wadsworth Cengage Learning，2011，pp.193，217-222.具体如图2所示：

图2 Ladefoged“齿背定位法”发英语元音[i]、[o]、[e]的X光影像

据分析，具有区别特征元音的音质取决于发音时相关发音器官，特别是舌头协调运动形成的声道的形状。舌尖是否抵下齿背会造成声道形状的差异，这将导致发音时对应的声学共振峰值的差异。元音的声学共振峰是体现元音音质重要的科学实验参数。(6)Peter Ladefoged，Keith Johnson，A Course in Phonetics(Sixth Edition)，Boston：Wadsworth Cengage Learning，2011，pp.193，217-222.任何一种语言的元音系统都是IPA元音系统的子系统。(7)The International Phonetic Association，Handbook of the International Phonetic Association，Cambridge：Cambridge University Press，1999，pp.10-13，202.

(三)“感知定位法”与“齿背定位法”对比分析

为了检验英语元音发音“感知定位法”与“齿背定位法”的效果，根据IPA元音定义的新标准：描写元音需用声学参数头两个共振峰的频率值。(8)The International Phonetic Association，Handbook of the International Phonetic Association，Cambridge：Cambridge University Press，1999，pp.10-13，202.应用计算机语音分析软件praat，以英语后元音[u]为考察对象，由本文作者之一的黄小干作为发音样本，选取英语后元音[u]，分别采用“感知定位法”与“齿背定位法”做声学实验，(9)贝先明、向柠：《实验语音学的基本原理与praat软件操作》，长沙：湖南师范大学出版社，2016年，第82-100页。获得如下声学共振峰F1/F2频率数据，参见表1：

表1 “齿背定位法”与“感知定位法”所发英语后元音[u]的声学数据对比

由表1得知，与标准值比较，Ladefoged“齿背定位法”所发元音[u]的第一共振峰F1和第二共振峰F2的正负误差值分别为F1<6%，F2<16%，数据误差在公认允许的范围内。(10)鲍怀翘、林茂灿：《实验语音学概要》，北京：北京大学出版社，2014年，第401、432-440页。这表明Ladefoged“齿背定位法”是可以肯定的。而“感知定位法”所发元音[u]的共振峰值则很不稳定。表1中列出随机获得的三组第一共振峰F1和第二共振峰F2的频率。以第一组为例，有的正负误差值F1>210%，是标准值的2倍；而有的F2>670%，是标准值的6倍。“感知定位法”测得的数据超出了公认允许的范围，特别是对于第二共振峰异常高的值，有必要作更深入的考察。语音学家发现：元音发音舌位的高低与第一共振峰F1成反比，舌位的前后跟第一与第二共振峰之间之差F2-F1成正比(被称为元音发音“生理-声学关系定律”)。(11)鲍怀翘、林茂灿：《实验语音学概要》，北京：北京大学出版社，2014年，第401、432-440页。在国际语音协会确立的IPA元音系统中，元音[u]的第二共振峰值F2不会超过1 000(Hz)，从现有所能够查阅到的资料中，还未看到有任何一种语言，其后元音[u]有如此高的F2值。再考察所有英语元音的后元音与央元音，按感知定位法发音输出的共振峰值都显得不够稳定。

随后在实验班级抽取10位学生进行了相同的实验，所得结果相似，由此可推论运用“感知定位法”进行教学，学生不易掌握口腔发音器官的准确位置，从而导致很难模仿标准发音。而运用“齿背定位法”进行教学，虽然也不能完全精准描述发音器官的位置，但是增加了齿背的定位，有助于提升学生发音的准确度。如果可以确定一个基准参照物，必将更好地帮助学生找到发音器官的正确位置，从而发出接近标准的读音。

二、“基音-齿背量子定位发音法”在英语元音发音教学中的应用模式

近代的语音学研究，无论在理论上还是科学实验技术上都有了长足的发展，这为学校语音教学实践创新拓展了空间。为了进一步提高我国大学英语语音教学的效率与质量，将PeterLadefoged的“齿背定位法”与前期的“基音-基准量子定位法”等研究成果(12)黄小干、冯巧丽等：《Daniel-IPA元音系统唇形参数数学模型的探讨及其在汉语韵母系统定量与动态分析中的应用》，《中国语音学报》2017年第7辑，第62-68页；黄小干、马艳等：《D-IPA元音系统在语言音素坐标系CSOLP中的数学建模及其在汉语复韵母定量与动态研究中的应用》，《中国语言学学报》2016年第17期，第225-235页。相结合，探讨出一种新的语音发音方法——“基音-齿背量子定位发音法”，本质上是将本项目组的前期理论研究成果应用于英语元音发音教学实践的尝试，以供教师同行在大学英语语音教学时参考。“基音-齿背量子定位发音法”是以K.N.Stevens的语音量子理论(quantal theory of speech)为理论基础，以Peter Ladeforged的“齿背定位”为必要条件，以本项目组发现并定义的基音素[O]为基准，结合我国语音学家鲍怀翘先生“量子定位”的概念构建而成。

(一)Stevens的“语音量子”理论

1972年，国际著名语音科学家、美国麻省理工教授Stevens将发音参数、声学参数和感知之间的非线性关系定义为语音的量子关系，称其是形成语言中被用来区别语音的声学和发音属性的主要因素。Stevens的语音量子理论认为：在元音区间里，当舌位连续移动发音时(articulatory change)，对应输出的声学参数值(the value of acoustic parameter)的变化是连续但非线性的。当舌位在两个元音之间移动时，这种关系如图3曲线所示：(13)黄小干、冯巧丽等：《Daniel-IPA元音系统唇形参数数学模型的探讨及其在汉语韵母系统定量与动态分析中的应用》，《中国语音学报》2017年第7辑，第62-68页；鲍怀翘：《再谈语音量子理论》，《中国语音学报》2015年第5辑，第1-10页。

图3 语音量子关系曲线中隐含的特性图

为了便于进行更深层次的研究，我们尝试定义两个概念：“量子音素”与“量子音位”。图3中的I、III区可以代表相邻的两个元音，II区是声学参数急剧变化区，这种关系使得不同的元音具备区别特征。(14)沈和玲、蔡真慧、周虞农：《汉语拼音入门》，北京：北京语言大学出版社，2006年，第8页。依据这些特性，把边界确定的I、III区内的元音音素称为“量子音素”；根据IPA对于元音音位的定义，(15)The International Phonetic Association，Handbook of the International Phonetic Association，Cambridge：Cambridge University Press，1999，pp.10-13，202.称一个定量确定的元音音位为“量子音位”或“音位量子”。此外，因为发音参数与声学参数的关系互为因果，(16)鲍怀翘：《再谈语音量子理论》，《中国语音学报》2015年第5辑，第1-10页。所以一个“音位量子”可用对应于发音参数的“发音量子(单位为mm)”与对应于声学参数的“声学量子(单位为Hz)”进行定量的描述。

(二)鲍怀翘的“量子定位”理论

本项目组在语音量子理论及其实际应用的探讨过程中一直得到鲍先生的引导和实验技术上的支持。他在我们生理发音的定量与动态研究中首先提出“量子定位”的概念，基于两个假设：一是IPA系统的所有元音都满足Stevens的语音量子条件，即每个元音都是一个“音位量子”。二是英语元音系统中每个元音的标准值的获得都满足Ladeforged“齿背定位”的必要条件。显然，在这样假设的前提下，英语元音发音的生理舌位都将是定量的。在这样的条件下确定元音发音的舌位被称为“元音的量子定位”，简称“量子定位”。鲍怀翘先生在其发表的论文《再谈语音量子理论》中强调，发音器官参数与声学参数之间的关系是语音学研究中最基本的“言语产生理论”问题——什么样的发音器官形状会产生什么样的声学效果，及由声学参数反向推理发音器官形状的问题。(17)鲍怀翘：《再谈语音量子理论》，《中国语音学报》2015年第5辑，第1-10页。基于这一原理，我们尝试以语音量子理论为依据，探索一种英语元音发音的新方法。与传统的只能直观定性表述的方法不同，新方法的表述基于定量发音参数与声学参数的关系。

(三)基音素/O/的概念

定量研究物质运动需要一个参照系。为了定量研究发音舌位的变化，语音学家一直在探索着各种可能的参照物，如以口腔的上腭作为参照来比较舌位高低；以上齿背作为参照来比较舌位的前后的“硬腭-门齿”基准等。由于参照物“上腭”“门齿”等概念难以进行科学定义，在此基础上构造的参照系因实验条件要求高、计算复杂且误差难以控制，在实际运用中受到很大的限制。(18)鲍怀翘：《关于语音量子理论》，https：//max.book118.com/html/2015/0914/25317018.shtm。

前期在研究俄语元音的“声尾”现象时，本项目组发现一个特殊的音素。(19)黄小干、庞莉莉等：《俄语元音加权英语元音注音法探讨》，《四川教育学院学报》2002年第5期，第42-44页。因为其具有“基准功能”，所以称其为“基音素”。基音素的概念定义为：令所有发音器官处于完全放松状态，在保持此音姿不变的条件下令声带振动，此时发音所代表的音素称为基音素，以符号[O]表示。相应的基音素集合称为基音位[O]。图4中的(b)是由本文作者发音的基音素/O/的声波波形图。

图4 (a)基音位/O/声道中剖面的MRI影像图；(b)基音位[O]的声波波形图；(c)基音位[O]的唇形正面外观图

已经证明了基音素[O]在元音定义域(或称元音空间vowel space)中的四个基本性质：(20)黄小干、冯巧丽等：《Daniel-IPA元音系统唇形参数数学模型的探讨及其在汉语韵母系统定量与动态分析中的应用》，《中国语音学报》2017年第7辑，第62-68页。1.中心性。基音素[O]是一个中性元音。即其舌位在元音区间中，非前非后，非高非低(注意区别于传统定义的“央元音”)。2.唯一性。对于任意一种言语的元音系统，无论其元音数量多少，必定存在一个，而且只存在一个基音位[O]。3.倾向性。语言元音系统中的所有元音，都有趋向基音位[O]的倾向。4.量子性。基音位[O]是元音系统中最稳定的量子元音，如图5(a)所示。基音位[O]所具有的这四个性质使其在普通话韵母系统中成为一个理想的发音参照基准，如图5(b)所示：(21)黄小干、冯巧丽等：《Daniel-IPA元音系统唇形参数数学模型的探讨及其在汉语韵母系统定量与动态分析中的应用》，《中国语音学报》2017年第7辑，第62-68页；黄小干、马艳等：《D-IPA元音系统在语言音素坐标系CSOLP中的数学建模及其在汉语复韵母定量与动态研究中的应用》，《中国语言学学报》2016年第17期，第225-235页。

图5 (a)IPA元音系统在语言音素坐标系CSLP中的数学模型图；

在图5(b)所示的IPA元音系统坐标系中，X轴代表舌位的前后，Y轴代表舌位的高低；坐标系的原点0代表基音位[O]，它是元音系统的参照基准。坐标系把元音空间划分成四个象限。我们称位于第一象限的元音为前高元音，例如[i]；第二象限的元音为后高元音，例如[u]；第三象限的元音为后低元音，例如[o]；第四象限的元音为前低元音，例如[a]；而与基准音位[O]距离最小的元音称为央元音，例如[e]。

三、“基音-齿背量子定位三步循环法”的实践

基于上述英语元音发音的理论探讨与声学实验：以基音位[O]为英语元音系统的参照基准，以Ladefoged的下齿背定位来确定发音声道结构，以Stevens的语音量子理论作为元音量子的量化依据，应用鲍怀翘语音量子定位的概念，提出“基音-齿背量子定位三步循环法”，并应用于教学实践。

(一)“基音-齿背量子定位三步循环法”的操作方法

采用这一练习程序的“基音-齿背量子定位英语元音发音练习法”被简称为“基音-齿背量子定位三步循环法”。具体操作如下：

第一步“舌尖抵下齿背”。这是满足Ladefoged提出的准确发音必要条件的保证。

第二步“先基准后目标”。先发基音素[O]的音，感知舌身成弧形隆起的高点，即舌位所在。然后根据目标元音(比如[u])在图4所示象限中的位置([u]位于第二象限)，相对于基音素[O]的舌位向目标元音的舌位移动([u]相对于[O]向后、上方位移动)，到达目标位置后模仿听到的英语标准发音，令声带震动。下列发音顺序体现了以基音素[O]为参照基准的发音练习，可供参考：

[O]-[a]-[O]-[i]-[O]-[u]-[O]-[o]-[O]-[e](英语的央元音)-[O]

第三步“声学参数修正”。这是通过声学实验手段对前两个步骤获得的发音声学数据与标准值进行比对，以判断所发韵母是否准确，或与标准值差距大小的检验过程。若对结果不满意，则根据上述“生理-声学关系定律”调整舌位，重复上述三个步骤，直至获得满意的声学输出数据。然后，保持这一舌位反复练习，直至熟练自如。

(二)案例分析

图6是作者之一黄小干老师所发英语元音的语图。黄小干老师是广东人，以粤方言为母语，为高校英语教师。依据三步法的第一、第二步的要求练习4个英语元音[a]、[i]、[u]、[e]约一个课时(45分钟)后，进入第三步“声学参数修正”所获得的频谱图，表2是从其频谱图中提取的声学数据共振峰F1、F2与对应的标准值。

表2 从频谱图中提取的声学参数共振峰F1、F2及对应的标准值

图6 黄小干采用“基音-齿背量子定位法”练习英语单元音[a]、[i]、[u]、[e]的频谱图

由表2可知，作者所发的基音素[O]的共振峰值约为F1=450、F2=1 400，公认的标准值有待专家们测定。我们考察表2中的数据，并据此在下一循环练习时对舌位进行修正。显然，作者的值与标准值比较有一定甚至较大的差距。以元音[u]为例，作者的F1值为319，标准的F1值为414，前者小于后者。根据“生理-声学关系定律”：F1值的大小与舌位的高低成反比，表明作者发[u]音的舌位偏高了。比较F2的值，作者的F2值为721，标准的F2值为536，前者大于后者。根据“生理-声学关系定律”：F2值的大小与舌位的前后大约成正比，表明作者发[u]音的舌位偏前了。于是，得到这样的修正指引：在下一循环发元音[u]的练习时，作者的舌位应该向后、低方位调整。如此循环进行，直至符合要求为止。

补充说明一点，根据由贝先明、向柠老师编著的教材《实验语音学的基本原理与praat软件操作》的介绍，进行上述声学实验所需的设施主要是安装了语音分析软件praat的普通电脑。我国高校目前一般都具备这样的条件，这为“基音-齿背量子定位三步循环法”的推广奠定了物质基础。

(三)教学效果展示

在大学英语语音教材中，传统的IPA元音发音教学法“感知定位法”与基于著名的语音科学家Peter Ladefoged的“所有的元音发音，舌尖都抵住下齿背”的“齿背定位法”存在本质上的差别——发音声道结构差异。为此，相关的声学实验所得数据也证实了“感知定位法”所发元音的音质不够稳定，有时与标准值相去甚远。这在某种程度上也解释了一些普遍存在的困惑，如：以非英语(如粤语方言等)为母语的大学生，英语发音会“含混”。在前期“语言音素定量与动态研究”成果的基础上，应用Stevens的“语音量子理论”和鲍怀翘的“量子定位”概念、Ladeforged声学实验得到的规律，以基音素[O]为基准，构建了一种新的练习英语发音的方法——“基音-齿背量子定位三步循环法”。初步的教学实践与声学实验结果表明：相对而言，该法容易掌握，发音音质稳定，且易于修正，为帮助大学生更高效、更准确地掌握英语发音提供了另一种选择。

研究初期，我们对302名2020级大一学生进行了问卷调查(见表3)，其中第一部分中涉及对自己语音语调满意度的三个问题中，对自己语音语调“不满意”或“不太满意”的比重达到了36.1%。选择“一般”的学生占35.53%，这部分学生对自己的语音面貌没有一个准确的判断，或不知道如何评价自己语音方面存在的问题。对自己语音语调“满意”或“比较满意”的只有28.37%，不足1/3。由表3可以看出，超过70%的学生对自己的语音语调“不满意”或感觉“有待提高”。

表3 学生对个人语音语调满意度百分比表

经过两年多的语音教学实践，学生对于单音、单词重读、连读以及语调的基本运用规则等方面的认知能力有所提高(见表4)，在问卷给出的问题回答中对单音及其发音位置和单词重读判断的正确率达到50%-75%。对句子重读(弱读)、连读和语调运用规则的判断正确率普遍达到80%左右，实践结果得到了师生的肯定。

表4 学生语音、语调等方面存在问题的调查结果统计表

四、结语

“基音-齿背量子定位法”的关键之一是Ladefoged发现的“齿背定位”现象，为了更清晰明了地解释说明“基音-齿背量子定位三步循环法”，本文仅采用了母语为粤语的作者之一黄小干老师的样本进行分析阐述，通过以基音位[O]为英语元音系统的参照基准，以Ladefoged的“下齿背定位”来确定发音声道结构，以Stevens的“语音量子理论”作为元音量子的量化依据，应用鲍怀翘的语音“量子定位”概念，反复多次训练后得到较理想的效果。在其后的两年多时间里本研究组运用同一方法对三百余名学生进行了教学实践，效果得到了师生的肯定，这也鼓舞我们进一步运用相关理论与实验来对这个重要的语音现象进行后续研究，争取将研究范围扩大到全国其他方言区的大学英语教学中。语音能力对大学生英语听说能力的培养有着深远的影响，本研究旨在为大学英语课程改革中的语音教学提供更多的选择，通过在大学英语中加强语音教学，丰富大学生的语音知识，从而提高大学生的语音素质，为英语听说奠定坚实的基础。