语音教学可视化研究

语音教学可视化研究[摘要] 可视化技术在语音教学中的应用引起了语音教师和研究者的极大兴趣。

基于语音特征及其教学方法，本文探讨可视化技术在语音教学中的效用。

文章围绕着可视化技术、语音可视化教学软件、教学设计以及其应用中的问题展开讨论。

[关键词] 可视化；语音教学；视觉媒体副教授，主要从事现代教育技术及教育传播学教学和研究。

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一、引言随着计算机技术的深入发展，教育技术也得到了纵深的发展，教学辅助手段从单一的听觉媒体发展到可视化媒体。

对于试图挣脱传统语音教学模式束缚的教师来说，可视化媒体技术及其应用软件无疑是最好的选择，它可以提供无拘无束、无压力的个人学习空间，接触到丰富多彩的语音练习素材，按照个人的实际进度自我语速控制，通过自动语音识别系统（Automatic Speech Recognition）接受到个性化的随机反馈。

本文从语音习得研究的角度出发，概述可视化语音软件。

笔者认为，理想的可视化技术应该包括语音输入、输出和随机反馈系统，并就如何运用可视化语音技术作一些探讨，以助学习者对语音知识的理解与建构，教师对可视化媒体技术的进一步了解，更好地将其运用到教与学中。

一、可视化语音系统可视化语音系统包括语音输入、输出和随机反馈系统，并具备多项发音人模式。

依照交互理论，语言习得的基本要素是输入。

[1]因此，学习者必须接触大量目的语的语音输入，通过可视化对比练习取得成效。

动态的唇型、颚部及舌位变化使他们直观地感受和听辨出不同音素的差异，提高他们自身的语音辨析能力。

语言交际离不开语境，将语音输入语境化，使之成为有意义的学习，并通过联想学习有助于长期保留所学到的语音知识。

遵循学习者需求的、有意识的语音输入可以激发内在的学习动机。

语音输入的呈现方式视听兼并，形式和内容多样化，如电视访谈、电影剪辑等。

相关的二语习得研究表明，如果学习者的目标是准确、流利地进行口语交际，实施可视化语音训练就显得十分重要。

理想的方式是学习者能够将自身的语音输出与标准的语音输入进行比较，反复多次，直至达到要求。

通过对比，把内化的知识变得更加自然、流畅。

传统的语音练习模式以“听—读”为主，孤立的、脱离语境的训练素材，如最小对立对、机械模仿等虽然有助于准确度，但是不利于在实际交际中形成自然流利的语音。

Wharton指出，[2]语音输出应该把重点放在典型的连贯语流和日常口语对话上，同时还要兼顾学习者的个体认知结构，以激发他们的学习动机和参与意识。

由于交际对话可能引发焦虑，特别是成人学习者，他们不敢开口，害怕失面子，在这种情形下，轻松愉快和无拘无束的可视化自主学习氛围显得至关重要。

可视化语音学习系统的另一个重要环节是语音反馈系统，语音反馈是学习者习得标准的语音语调所不可缺少的一个步骤。

来自教师、同伴或本族语者的反馈能够引起学习者关注自身语音输出与正确输入之间的差距。

根据Schmidt的“觉察假设”，“只有意识才能通往特别语言项目的习得”。

[3]语音反馈较之其他语言技能的反馈更为重要，因为许多学习者的语音错误是在无意识中形成的，受到大脑中母语音系系统的干扰而形成的。

母语的影响使他们无法觉察到自己的发音偏离目的语，但又不同于母语和目的语的语际语。

因此，目的语语音的习得必须是“一种不依赖于学习者自己意识的反馈”。

[4]通过反馈，学习者可以发现个人存在的问题，只有唤起他们的发音意识，逐个纠正，他们的语音偏差才能得以及时校正。

二、可视化语音技术可视化语音技术主要指自动语音识别技术，包括语音输入、输出及反馈系统。

语音可视化可以带来至少两个方面的优势：（1）通过对教学过程的可视化描述，降低教学过程的难度；（2）在教学设计环节直接将语音波形、基频、能量等可视化界面及相关的语音数据分析动态地呈现出来，从而将教学活动的规划环节和最终的实施紧密结合起来，提高教与学的效率。

（一）语音分析软件母语发音人的声波进行比较近年来，国内外一些语言研究机构和教学科研人员都致力于开发用于语音可视化的计算机软件。

对于想要摆脱传统语音教授方法的教师来说，可视化语音技术无疑是理想化的教学选择。

可视化语音学习系统在提供大量丰富的语音练习素材的同时，展现唇型、颚部、舌位运动模型的（3D）模型动画，并伴随文字解说和本族语者的示范发音，为学习者提供了既精确而又逼真的可视画面，口语化的训练素材为学习者创设了言语行为的真实语境，使学习者在练习语音的同时重视口语交际能力。

这些语音分析软件如Pronunciation Power、Praat、Phonics Tutor 等提供录音、保存、分析等功能，可以对语音进行可视化处理，显示波形、基频、能量等视图界面，并可以提取相关的语音数据作分析。

例如，Pronunciation Tutor 可视化语音学习软件在显示某个发音的动画界面的同时，还提供声波对比分析，当学习者掌握了某一个基本发音之后，便可以录制自己的发音（见图1），然后打开语音分析（Speech Analysis），拖动自己的声波，与解说者的声波一起进行对比，观察自己的声波在形状和声音上与母语发音人的不同（见图2）。

英语语音的发音特征不仅仅表现在音段音位方面，更重要的是其超音段的特点，表现在三个方面:重音、节奏和语调，它们之间相互关联，相互渗透，重音位置不同，节奏模式和语调轮廓就会发生相应的变化。

从声学角度上讲，重读音节中的元音音素为全音长，音质完整，并伴随有音调变化；而非重读音节中的元音音质既不完整，又短又弱，且无音调变化，例如英语词素object（名词）和object（动词）（见图3）重音位置交替变化所产生的音质变化。

名词object重音在第一个音节，元音/?蘅/的音质既长又强，节奏模式为“强—弱”，音调从重音的高位降至低位，弱读音节/?藿/ 随着强读音节的降落而降落；动词object的重音在第二个音节，元音/?藿/为全音长，第一个音节为弱读音节/?蘅/，节奏模式为“弱—强”，音调从第二个音节的高位始降至低位，第一个弱读音节的音调保持在低位。

这种重音与音调的变化模式可以通过声学分析软件，如Praat 展现出来（见图4），在直观的可视化界面加上母语发音人的对比朗读，可以加深学习者对英语重音与语调的理解。

由于object（名词）重音在第一个音节上，其音调的位置从高位（ob-）起降至（-ject）低位，而object（动词）的音调则从低位（-ob）起升至高位（ject）后再下降，所以object（名词）音强的表现形式为第一个音节的音强和音长超过了第二个音节，object（动词）第二个音节的音强和音长超过了第一个音节，音高、音强、音长随着重音位置的不同而发生变化。

需要说明的是，由于语调的高低变化主要表现在元音上，所以无论是object（名词）还是object（动词）之间的“ob-”、“-ject”都出现了间隔，两个音节之间的语调连线自然出现了间断。

随着语用学的纵深发展，语调在言语交互中的作用越来越受到重视，特别是在语篇分析、对话分析中的作用。

与此同时，语音识别、语音合成及声学分析技术加快了对语调的研究，语调形式及功能倍受关注。

其中一个重要的原因是，语调与信息焦点的变化是意义的真实体现。

例如“My name is Steve”一句，正常情况下，调核音节应该在最后一个词，即Steve上，用来回答“What’s your name?”的问句。

然而，在特殊语境中，调核音节也可以在其他三个词上，但表达的意义有所不同。

如果调核音节在“MY”上，即“MY name is Steve”，其含义是“我的名字叫斯蒂夫，而非他的名字叫斯蒂夫”（图5）；调核音节若落在NAME上，即“My NAME is Steve”则表示“我的名字，并非姓氏为斯蒂夫”（图6）；如果把调核音节放在系动词IS上，即“My name IS Steve”，言外之意是“我是叫斯蒂夫，对此毫无疑义”（图7）。

随着信息焦点的变化，重音和调核音节就会发生变化，所传达的意义也有所不同。

英语是语调语言，“语调是英语语音的灵魂”，[5]中国学习者受到汉语的影响，往往忽略重音和语调在英语语音中的作用。

在这种情况下，如果借助可视化语音分析软件，学习者对英语语调的习得会有一个清楚的认识。

例如美国加州BetterAccent LLC 机构开发的一个商品化软件——BetterAccent Tutor，对英语超音段音位作出了详细的可视化分析，如对于诸如“My name is Steve” 这句话的三种变异性调核模式分别从调型、音强、音调的高低变化进行了分析（见图5，图6，图7）：与Praat、Speech Analyzer、Wavesurfer、VisiPitch 不同的是BetterAccent Tutor 针对性强，操作界面直观、简捷，集中显示了英语韵律结构的三个要素——语调、重音、节奏，不仅解决了超音段音位的可视化问题，而且还设计了解释说明功能，学习者不仅可以听到，而且可以看到自己发音与本族语者之间的发音差距，从而减少语音偏误。

三、可视化的教学效果语音仅凭听感辨认，很难揭示出其隐性特征。

可视化技术可以将内隐知识表征化。

例如，通过可视化语音训练界面，学习者可直接观察到元音在重读音节中的音高、音强和音长的变化，注意把重读音节中的元音发得充分、饱满，把非重读音节中的元音发得短促、弱化，从而提高耳音的辨别能力。

以双音节词为例，中国学习者往往把名词和动词的词重音位置混淆，不清楚哪个音节该重读，哪个不该重读，即使他们知道重音位置，还是不知该如何把握重读音节和非重读音节的音高、音强和音长，而是用母语高声调的音节模式来发英语的每一个音节，包括非重读音节。

自2009年我们将可视化语音训练软件引入教学以来，这种局面发生了改变，收到了良好的教学效果，显示波形、基频、能量的可视化界面不仅增加了学生对超音段音位的直观理解，而且使学生对语音的产生发生了兴趣。

经过一学期的训练之后，我们做了一次测试，实验参与者为30人，分3个组，第一组为10个英语本族语发音人（五男五女），均为上海师范大学在读留学生，作为参照对象；第二组为上海师范大学外国语学院2009级英语专业10名随机抽出的学生（五男五女），作为实验班，第三组为上海师范大学外国语学院2008级英语专业10名随机抽出的学生（五男五女）作为对照班。

按照Beckman的实验方法，[6]选取了7对双音节词，每一组词拼写完全一样，但重音位置不同，即作为名词时词重音位于第一个音节，作为动词时词重音落在第二个音节，这七组词为：accent, conduct, desert, minute, object, present, record。

每一组词以语句形式出现（见表1）。