學術英語語塊發展研究動態路徑：復雜系統建模?

段士平

（中原工學院，鄭州 450007）

提 要：復雜動態系統最初應用于自然科學領域，它由于關注語言發展的非線性和動態交互性特征而成為近年二語習得領域的研究熱點。本文梳理學術語塊和基于復雜動態系統的二語習得研究現狀后發現：學術語塊發展呈現出非線性、U 型波動發展態勢，但國內采用動態研究方法極其匱乏，急需推廣建模方法；然后論證基于復雜系統建模方法的理論基礎，并闡述學術語塊發展建模研究方法的步驟。最后，本文認為，基于復雜系統的建模研究有助于推動語言學研究向復雜性科學轉向，作為全新的科學觀和方法論，能夠為語塊研究提供新的研究范式，為語言學的跨學科研究在方法論上提供證據。

1 引言

復雜動態系統（Complex Dynamic System，簡稱CDS）是近年來應用語言學跨學科研究的主題（Larsen-Freeman，Cameron 2008）。作為一種新的理論視角和研究范式，CDS 超越線性因果關系，倡導以系統的復雜性和變異性為研究核心，采用整體論范式考察雙向因果關系（van Greet 2003：640，de Bot et al.2007：7）。CDS 廣泛應用于自然科學領域，近年來國內外學者將其應用于語言學領域，研究影響語言能力發展的眾多維度之間的復雜關系。

學界對學術語塊的普遍性和重要性已經達成共識，研究對象和范圍日趨全面完整，研究視角從宏觀走向具體。國內外相關研究發現學術語塊發展出現“高原現象”，呈現出非線性、U 型波動發展態勢（段士平 2007：27，屈典寧 2016）。但是單一視角的靜態研究無法給予充分闡釋，面臨研究范式接口問題，而跨學科創新研究和人本研究能夠解決此類問題。CDS 作為一種有價值的跨學科主題，是指導應用語言學實證研究的一般性原則，當前相關研究已大量涌現，可為學術語塊研究提供理論框架和研究范式。

本文從CDS 出發，采用電腦建模的方法，對電腦模擬結果和真實數據進行比較，動態跟蹤考察影響語塊能力發展多因素的復雜交互作用，揭示它們之間支持和競爭的關系，構建基于CDS 語塊能力發展模型，將有助于探索新型有效、適用于我國學術英語語塊能力發展的課堂教學模式。

2 學術語塊發展研究現狀

2.1 學術語塊發展研究稀缺的不足

學術語塊指學術英語語篇中高頻出現、作為整體儲存和提取的多詞單位，包括短語、搭配、固定結構、類聯接和程式語等，是構建學術語篇標識性特征的重要手段，是區分專家與新手的重要標志（Wray 2002，魏興等2017）。國外相關研究側重于不同學科領域的學術語塊差異并創建語塊表，強調學術語塊的教與學的研究。而國內研究視角較為單一，主要圍繞學習者與本族者學術語塊使用差異展開，有關如何消除兩者之間差異、恰當有效地幫助學習者發展語塊能力的研究較少。

國外研究主要考察3 個方面：（1）不同學科之間學術語塊使用與分布上的差異性，側重于提取特定學科的特色語塊，探討學術語塊的分布頻率、結構形式及功能方面的語域特征和學科差異（Biber et al.1999，Hyland 2008：4-21）。而國內這方面的研究相對匱乏。（2）常用學術語塊表的整理和創建（Simpson-Vlach，Ellis 2010：487）。而國內該方面的研究近乎為零。（3）學術語塊的教學應用（Li，Schmitt 2009：85）。上述研究表明，語塊應作為學術英語的教學重點，且教學上應確保語塊的可教性。

國內研究側重中國學習者和本族語學者在學術寫作中語塊使用的比較研究：研究對象以元話語為主，包括立場標記語、身份語塊（徐昉2012：51）。語篇內部結構研究日益具體、細化，尤其針對論文組成部分，如摘要語步語塊、引言語塊。上述研究大多基于短語學理論，采用語料庫對比的實證研究方法，揭示學習者較本族語者在學術語塊使用方面的不足，發現學習者學術語篇存在過多或過少使用學術語塊的現象，缺乏學術語塊語用意識，不能區分其語用功能，也不能恰當地表達語篇立場以增強說服力。由此可見，學術語塊是二語或外語學習的難點，僅靠隱性輸入，學習者很難注意并習得語塊。學習者如何有效習得學術語塊，國內相關研究甚少。

2.2 學術語塊的復雜性和非線性特征

語塊是一個形式、意義和功能結合的復雜語言系統，語塊習得具有非線性和動態交互性（Ellis et al 2008：375）。首先，語塊復雜性體現在兩個方面：一是語塊系統是由結構、韻律、語義等諸多子系統組成，子系統之間相互聯系、彼此交互；二是語塊意義建構具有復雜性。基于使用的語言觀認為，語塊意義建構重點在于其使用過程（Tomasello 2010），重復使用的頻率是觸發組塊的首要條件。其次，語塊習得呈非線性，具有動態交互性。國內外研究發現，二語語塊習得也是一個復雜的動態過程，其運作受語塊本體成分、認知與情境語境等子系統的交互影響，其發展軌跡是非線性的 （ Larsen-Freeman，Cameron 2008；蔣 蘇 琴2016）。Ellis 等認為語言水平、語塊頻率與互信息值交互影響，學習者語言水平決定語塊學習的影響因素（Ellis et al.2008：375-396）。Webb 等呼吁語塊學習應考慮語塊的語義透明度（Webb et al.2013：91）。Peters 發現，母語一致性和短語搭配類型結構也是影響語塊學習負荷的重要因素（Peters 2016：113-138）。而國內采用動態研究方法，有針對性地揭示語塊發展復雜性和非線性的深入研究較為少見。僅有鄭詠滟和王海華等的研究有所涉及，但是均以詞匯產出為研究對象（鄭詠滟2015：276-288，王海華等 2015：67-80）。

3 基于CDS的建模研究現狀

3.1 二語習得領域內的CDS研究狀況

CDS 在語言學領域備受關注，但研究深度和廣度有限。1997年Larsen-Freeman 提出將 CDS應用于二語習得領域，經過十多年發展，研究成果豐厚且具有啟發意義。2008年她提出“二語發展”（Second Language Development）的表述更能體現語言學習過程的特點，2014年在《語言教學》（Language Teaching）上發文詳細闡述由“二語習得”（SLA）變成“二語發展”（SLD）的12 個理由。可見，CDS 理論框架不斷完善，實證研究進一步深入。檢索中國知網發現，2008-2015年期間，國內語言學學科領域內有關復雜動態系統理論研究的論文共計121 篇，且逐年增加，2012年為分界線：此前有關復雜或動態系統理論研究的論文不足十篇，2012年后該方面的文章逐步增多，2015年數量翻倍上漲，多達41 篇，研究視角逐步拓展。但絕大部分研究屬于CDS 理論引介和研究視角的思辨性理論闡釋（李蘭霞 2011：409）。相關實證研究數量較少，僅有4 篇（鄭詠滟 2015 等）。實證研究中定性研究較多，定量研究較少，關注二語語塊發展機制的研究更是少見。

3.2 二語習得領域內的CDS研究方法

國外研究（Larsen-Freeman，Cameron 2008）認為適用于動態系統的研究方法多種多樣，包括定性和定量方法、縱向歷時研究、與語料庫結合、與語篇分析結合研究、電腦建模等。van Geert 和Verspoor 等也提出電腦建模適用于動態系統的研究（van Geert 2008：179，Verspoor et al.2011：143）。采用建模方式模擬真實語言環境，通過改變參數，觀察結果，模擬變化條件來探索語言系統內部變量之間的關系，推斷各個變量如何在時間推移中交互作用，這既是對傳統研究方法的顛覆，也是一種很好的補充（王士元2006：17，李蘭霞2011：417）。但是囿于跨學科技術所限，至今為止，國內外相關研究鮮見基于CDS 的二語發展建模研究。國外已有研究多采用CDS 特有的、van Geert 和 van Dijk（2002：340）首創的移動極小—極大值圖表法來觀測復雜的數據變化（Spoelman，Verspoor 2010：532；Polat，Kim 2014：184）。CDS研究又引入再抽樣技術和蒙特卡羅模擬等數據分析方法，用以彌補CDS 實證研究樣本數據較小、缺乏統計意義的不足。國內類似研究僅有鄭詠滟一例（鄭詠滟 2015：280）。其它兩項基于 CDS 的實證研究均與語料庫結合，采用定性定量相結合的研究方法。但每種方法均有其局限性和缺陷，基于CDS 的研究方法尚需調整。由此可見，二語發展領域內CDS 的研究方法較為單一，需采用建模方法補充傳統研究方法的不足，突破數據分析方法的局限性。

4 基于CDS建模方法的理論基礎

基于CDS 的二語習得研究發現：二語語塊發展系統呈非線性；影響其發展的多因素（即變量）之間屬于動態交互、完全聯結的關系。因此，運用復雜動態系統理論預測語塊發展的共同規律對二語發展研究至關重要。但是檢驗二語語塊發展的非線性特征和動態規律存在以下困難：（1）如何從眾多變量中確定有價值的變量，它們之間存在何種耦合關系；（2）如何科學合理地預測個體二語的非線性發展結果。

由于二語語塊發展系統是“部分信息已知，部分信息未知”的“少數據”“貧信息”不確定性系統，因此，運用灰色系統理論開展建模研究是解決上述挑戰的有效工具（劉思峰等2014：13）。灰色系統預測方法通過原始數據的處理和灰色模型的建立，挖掘系統演化規律，科學地定量預測系統的未來狀態。換言之，運用灰色系統預測方法對灰色系統內部各個因素之間的不確定關系，及在一定范圍內變化的、與時間有關的灰色過程做出科學推測。選擇哪一種灰色預測模型，首先需要針對具體問題進行充分的定性分析，然后經過多種檢驗才能確定該模型是否合理、有效（同上：237）。

本文以學術英語語塊能力發展為研究對象，以復雜動態系統為研究視角，從影響語塊能力發展多因素出發，考察其發展的非線性和復雜交互性。具體而言，就是把影響語塊能力發展的多因素分為3 個維度多個因素，采用歷時設計，運用灰色系統建模方法建立語塊能力發展模型和交互動態模型，電腦模擬、動態考察影響因素之間的交互作用及發展態勢，描述學術語塊發展的非線性特征，并跟蹤研究修正和推廣語塊能力發展模型。

5 基于CDS學術語塊發展建模研究方法

基于復雜動態系統理論，本文嘗試解決以下問題：在學術語塊能力發展過程中，語塊的結構類型、語義透明度、母語一致性、韻律特征、頻率以及學習者的英語水平等因素之間是否存在交互關系；如果存在，是競爭關系還是支持關系。

按照“建模—求解—驗證—電腦模擬—模型優化”的步驟，建立學術英語語塊能力發展模型。在電腦建模之前，首先梳理文獻確定影響語塊發展的多因素變量或生長點；然后跟蹤提取學術語塊，采集相關數據。將電腦模擬數據和實驗數據進行視覺化比較，考察語塊能力發展復雜系統的交互模式和發展模式。基于CDS 建模方法如下：

（1）模型建立：針對上述問題，觀察現有數據的狀態和可變性的發展趨勢，對這些數據定性分析，利用反演理論，建立關聯生長點的非線性動態交互混沌模型，即微分方程模型或差分方程模型。例如，我們分析不同時刻學習者掌握的語塊數量，記t 時刻的語塊頻數為yt，t +1 時刻的語塊數量為yt+1。因為學習者此時刻掌握的語塊數量依賴于上一個時刻的語塊掌握量，然后根據這些調查的數據建立觀察者的語塊發展模型yt+1=f（yt），這是一個差分方程，它可以是線性的，也可以是非線性的。以前研究者建立過簡單的線性模型，認為語塊一直呈遞增趨勢，近年來這種發展模式受到質疑，于是人們建立非線性發展模型，較簡單的模型就是Logistic 模型 yt+1=r?yt?（1-yt），Logistic 模型最初是研究人口發展模型提出的。近年來英語學習能力研究者借助這些模型建立的模型Lt+Δt=Lt +Lt?r?Δt?（1-Lt／Kt） 是 一 個 一 維 模 型 （ Dromi 1986：220-245）。大量研究表明，某時刻語塊量掌握的多少不僅僅與前一個時刻掌握的語塊數量有關，還與語塊的語義透明度有著某種內在的聯系，于是，我們運用Verspoor 等的模型，建立語塊數量與語義透明度的耦合模型，如下所示（Verspoor et al.2011：158）：

這些參數與變量的意義參見文獻，此處不再詳述。通過上述模型的示例分析，作者擬將大量的調查數據作為研究基礎，建立系統預測模型，因為對于含有多個相互關聯因素和多個自主控制變量的復雜系統，任何單個模型均不能反映系統的發展變化，須考慮建立系統模型，才能對語塊能力的發展進行客觀反映、有效預測（劉思峰等2014：253）。

（2）模型求解：非線性混沌模型的精確解很難求得，首先運用相應數學方法對差分方程給定初值利用迭代求解，然后運用相關軟件和計算機技術形象化展示，檢驗關聯生長因子之間可能存在的不同耦合關系：支持關系、競爭關系或前提關系，確定有價值的互動變量和模型發展總體趨勢。

（3）模型驗證：運用統計學的相關方法對模型參數進行靈敏度分析、誤差分析和穩定性分析，驗證模型的可信度與適用性，確定該模型是否真實、有意義，是否具有可推廣價值。如果誤差較大，可考慮修改參數或者增加變量等。

（4）電腦模擬：基于多 Agent 的復雜系統建模仿真方法是目前研究復雜系統重要甚至是唯一手段，是復雜系統研究領域的熱點問題，利用Swarm平臺對語塊能力發展復雜系統進行多Agent 整體建模仿真。在美國不少專家開展相關的研究，且成立專門的計算語言實驗室或語言模擬實驗室。如芝加哥大學的Jason Riggle 及其團隊的研究領域包括：基于Agent 建模的語言學習和語言變化研究，基于Agent 建模的語言演變研究，以及基于Agent建模的多語和多方言習得研究等。

（5）模型優化：對上述模型推廣應用，開展教學實踐，跟蹤分析刻畫學生語塊能力發展趨勢，討論前述建模結果的意義。同時，限制參數范圍、考慮噪聲因素等，使其模擬數據與測量數據達到擬合最優化，據此修正模型。

6 結束語

復雜動態系統理論的語言觀作為新的科學觀和方法論也為語塊研究提供全新的研究范式，有助于推動語言學研究向復雜性科學轉向，采用整體論闡釋語言發展機制，為跨學科互補和整合研究提供理論基石，深化對語言研究理論目標的認識，全面系統深入揭示語塊發展的復雜交互性和非線性特征。

建模是一種自下而上的研究方法，基于CDS建模歷時研究語塊能力發展，通過比較模擬結果和真實數據，能夠突破還原論線性研究方法的藩籬，凸顯語塊發展不同因素之間的聯動發展關系，有效地分析和揭示他們之間的交互模式和非線性發展模式。創建語塊能力發展復雜系統模型有助于彌補靜態研究缺陷，突出動態考察特點，是對傳統研究方法的有效補充，為語言學的跨學科研究在方法論上提供證據。