不同類型的工作記憶與中文閱讀理解的相關研究
周裕欽
國立花蓮師範學院國民教育研究所
（收稿日期：2001年11月15日；接受刊登日期：2002年4月10日）
摘要
自從Baddeley在1974年提出了工作記憶的理論後，西方認知心理學界就開始著手探討工作記憶與人們認知學習的關係。Baddeley將工作記憶區分成「視覺」「語文」及「中央控制」等三個部門，分別代表人類認知學習的三個不同成分。本研究採用這個理論，設計不同類型的工作記憶測量工具，用來探討不同類型的工作記憶和中文閱讀理解的相關情形。研究結果支持工作記憶結構可以區分成「語文」、「視覺」與「中央控制部門」三個部門。但在解釋中文閱讀理解現象時，三個不同類型的工作記憶結構僅中央控制能力與語文工作記憶對中文閱讀理解具有顯著關連。因此Baddeley 的工作記憶模式並不完全適用於中文閱讀理解的現象。另一方面，本研究結果發現視覺工作記憶和閱讀理解呈現顯著相關。但研究者進一步將「視覺工作記憶」、「語文工作記憶」、「短暫記憶能力」及「中央處理能力」等變項納入解釋閱讀理解的迴歸預測時，卻發現「視覺工作記憶」被排除在迴歸預測模式之外。建議未來研究可針對此焦點深入探討。
關鍵詞：語文工作記憶 視覺工作記憶 中央控制能力 閱讀理解
壹 緒論
研究動機
工作記憶（working memory）是指個體在進行認知學習作業的過程中，對訊息的「暫存」（storage）與「處理」（process）能力。這個概念來自於1960年代訊息處理論（information processing theory）對於人類記憶系統的假設，認為人類的認知結構依照處理訊息的層次，可區分成感官記憶、短期記憶與長期記憶三個系統。緊接著，認知心理學家發現短期記憶的功能不單單只是「記住」外部的訊息，更重要的，它具有運作組織及操弄判斷訊息的功能，因此短期記憶的概念逐漸被工作記憶的概念取代。
目前歐美國家對工作記憶與閱讀理解方面的研究，有兩個不同的研究取向是值得我們關注的。其一是由英國心理實驗學者Baddeley為首所領導的 working memory model 取向。該研究取向嘗試以「解構」的手法，企圖發現工作記憶模型中最小的認知成分及其運作特性，以了解人類認知學習過程中心靈的運作特色。另一個則是由美國學者Just 與 Carpenter等人領導的capacity theory 取向。該研究群運用實驗工具測量受試者工作記憶的最大容量，在將其運用在預測受試者的閱讀理解表現，以了解工作記憶容量在閱讀理解作業上所扮演的功能。
反觀國內，由於工作記憶和中文閱讀理解關係的研究仍屬於起步的階段。因此，雖有研究指出工作記憶容量的高低是影響讀者閱讀理解表現的重要因素（曾世杰，民85。陳淑麗，民86。許麗絹，民86。 陳貽照，民87），但由於這些研究的工作記憶理論背景均採用Just 與 Carpenter的工作記憶容量理論，因此研究結果無法細推工作記憶各子成分和中文閱讀理解之間的關係。
基於此，本研究將先以Baddeley提出的工作記憶模型為基礎，設計不同類型的工作記憶測驗工具，並測量受試者的工作記憶容量與閱讀理解表現，以釐清不同類型工作記憶與中文閱讀理解的相關。
二、研究目的
根據上述的研究動機，本研究有以下兩個目的：
以Baddeley 的工作記憶模型為基礎，設計「中央控制部門」、「語文工作記憶」及「視覺工作記憶」三種不同類型的工作記憶測量工具。
分別探討不同類型的工作記憶與中文閱讀理解的關連情形。
貳 文獻探討
一、Baddeley工作記憶模型
聲韻迴路部門
視覺空間畫版 中央控制部門
圖1、工作記憶模型（Gathercole & Baddeley,1993）
Baddeley依照不同的性質與功能，將工作記憶區分成中央控制、聲韻迴路與視覺空間畫版等三個附屬成份（如圖1）。並認為中央控制部門是最重要的部份﹐因為它負責分配、監管與操弄認知系統內的訊息。 例如將外界輸入的訊息依照其性質分配到視覺空間畫版或聲韻迴路等附屬部門，以等待下一步的處理作業。另外，對於必須自其它記憶結構提取訊息並執行核對的作業（如自長期記憶庫提取訊息），也是由中央控制部門所運作處理的。總言之，它專門負責協調副屬部門訊息的抑制、分配、提取、移轉等與注意力（attention）及統合力（coordination）相關之作業（Baddeley,1986, 1992,; Gathercole & Baddeley,1993; Morris & Jones,1990; Van der Linden, Serge, & Beerten,1994）。
聲韻迴路部門是一個專門用來貯存語文材料的附屬系統（Baddeley ,1986 , 1992; Gathercole & Baddeley,1993; Healy & Mcnamara,1996; Baddeley, Gathercole, & Papagno,1998）。它是由「聲韻貯存」（phonological storage）及「隱內覆誦」（subvocal rehearsal ）兩個子成分所構成。聲韻貯存部門的主要功能在暫留口語或經由聲韻轉錄歷程後的非口語訊息。而隱內覆誦部門的功能，除了維持（sustained）記憶材料之外，其次在將非口語形式的刺激（如文字或圖形）轉錄(recoding)成語音的形式，使其可進入短期貯存部門，等待接受中央控制部門的操弄處理。
視覺空間畫版專門負責處理「視覺」（或影像）和「空間」性質的訊息（Baddeley,1998; Morris, 1987, 1989; Toms & Morris,1994; Salway & Logie,1995）。最近的研究結果將視覺空間畫版區分成「視覺貯存部門」（visual storage）---專責視覺訊息的短暫貯存，以及「空間覆誦部門」（spatial rehearsal mechanism）---專責人類行為的計畫及控制等作業（ Toms & Morris,1994; Salway & Logie,1995; Logie, 1995; Awh, Jonides & Reuter-Lorenz,1998）等兩大部門。
二、Just 與 Carpenter的容量理論
Just & Carpenter(1992)提出了「理解的容量理論（the capacity theory of comprehension）」，指出工作記憶容量的多寡，是讀者理解能力的關鍵。容量越高的讀者，可以有效保留自外界接收的訊息，同時也可以激發（activation）較多長期記憶庫中的相關概念，提昇工作記憶的運作效率。
理論的基本概念
1.平行處理的閱讀模式：Just & Carpenter(1992)指出，理解的歷程是以平行處理（in parallel）的方式發生的。在閱讀的過程中，讀者除了按照詞序解讀字面上的意義外，也可能在同一時間提取相關文法、或者文章的實用性線索（pragmatic cues）等，來協助讀者達到理解的目的。
2.激發水準（activation level）與認知容量：文章可能是以一個詞、一個片語、一個命題、一個文法結構….的方式進入到人類的認知系統。在閱讀的過程中，許多不同性質的訊息同時被激發，當被激發成分的訊息強度大於認知的最小閾值（minimum threshold value）時，該訊息將被收錄成工作記憶的一部份，以等待後續的運作與處理。但，如果所激發的訊息強度不足以提供理解作業所需時，該訊息將受到新訊息的置換（displacement）而后遭受遺忘。
3.工作記憶的量測方法：既然容量理論主張「工作記憶」代表一個人認知資源的多寡，那麼如何評定一個人的工作記憶容量，便成為支持該理論的關鍵所在。Daneman & Carpenter(1980)設計了一項閱讀廣度作業（the reading span task），用來測量受試者工作記憶的容量。茲說明Daneman & Carpenter閱讀廣度測驗的施測方式如下：
讀者先被要求閱讀彼此不相干的若干句子，如
「When at last his eye opened, there was no gleam of triumph, no shade of anger」
「The taxi turned up Michigan Avenue where they had a clear view of the lake」
並在閱讀完成後回憶出每一個句子最後的字（word）來。本例的正確答案為「anger」、「lake」。試題難度由每組兩個嘗試（trial）開始做起，逐次累加到回憶表現的最大量，即取其作為該受試者的閱讀廣度指標。閱讀廣度作業之所以能代表工作記憶廣度的理由在於，它同時測量了受試者對訊息的「判斷處理(閱讀句子的過程)」與「貯存（回憶最後的字的要求）」的能力，符合了工作記憶的定義與功能。
（二）實驗上的證據
包孕句子（complex embeddings）的處理情形
例句1. The reporter that the senator attacked admitted the error.
例句1稱為「受詞關連子句（object related clause）」，因為主詞（ reporter）在整個句子中扮演了兩個角色，一方面是主要句子的「主詞」，而又是關連子句的「受詞」。Just & Carpenter分析後指出，這類的句子是屬於文法難度較高的句子，其困難處主要有二點：
位在句中的子句（..the senator attacked..）阻斷了主要句子的進行
文法成份的混淆（如reporter既是主詞，也是受詞）
讀者必須花費較多的工作記憶資源，才可以順利處理類似的句子。因為讀者在閱讀上述句子時，關係子句打斷了主要主句的處理，讀者只好將主句（主詞）暫存在工作記憶系統中，等子句處理完後，再將暫存的訊息重新激發，以達文脈整合的目的。再者、模糊的名詞角色（如句1中的reporter）使讀者必須妥善分派主句與關係子句中不同名詞的地位，才有可能達到文章解讀的情形。King & Just就發現，工作記憶容量高的讀者在執行上述作業時，反應時間與正確率的表現均顯著優於工作記憶容量低的讀者（引自Just & Carpenter,1992）。
2.距離效應（distance effects）
一篇文章是由許多段落所構成的。同理，一個段落是由許多句子構成的，一個句子是由許多詞組所構成的….。因此，想要理解一篇文章，必須具備整合不同要素（constituents）的能力—例如整合句子與句子的大意。此外，文章是由許多概念所構成的，每個概念與概念之間的呈現距離均不相同，讀者在閱讀文章的過程中，若是能夠熟記先前概念的內容，這對於後續的文章解讀，將會很有幫助。工作記憶不僅提供了貯存先前概念所需的認知資源，同時也供給了運作處理作業所需的運算資源。高工作記憶容量的讀者，可以運用足夠的資源來記住文脈中的重要訊息，因而在文義的整合過程中可以獲得較佳的成就，理解的表現自然就優於工作記憶容量較低的讀者（Just & Carpenter, 1992）。
工作記憶與閱讀的關係在拼音文字系統獲得了正向的支持。但中文閱讀是否有相同的結果呢？曾世杰（民85）修正了Daneman 與 Carpenter（1980）的工作記憶測量工具，使之適合中文讀者及國小兒童的程度，該研究並針對188名國小五年級學生（分為閱障組與配對組各94名）進行施測。研究發現工作記憶與中文閱讀呈現顯著性相關（r=0.33，p<.01）。張漢宜（民85）以幼稚園大班、國小一年級、國小三年級各15、17、19名樣本為對象，探討工作記憶和中文閱讀成就的關係。該研究發現工作記憶和中文閱讀呈現高度正相關（r=.731，p<.001）。
綜合以上幾篇實證研究，應可肯定工作記憶與中文閱讀之間的關連性。然而究竟是工作記憶的哪些成分在影響中文閱讀理解，國內目前則仍無定論。本研究將以Baddeley的工作記憶模型為基礎，設計不同的工作記憶工具，用以探測不同類型的工作記憶影響中文閱讀的情形。
三、兩種理論的對照連結與本實驗的邏輯與特色
工作記憶模式與容量理論的對照
Baddeley等人用來探測工作記憶的方法，是在要求受試者執行「主要作業」的同時，外加一項「干擾作業」（以下稱這派的研究取向為「雙重作業取向（dual task approach）」），以探測工作記憶個別成分的表現。他們最大的成就在於確立工作記憶模型中各子成分的心理實質性（psychological reality）。換句話說，人類認知過程的心理運作機制是可區分成視覺、語文與資源控管等三種不同模式的。然而，儘管工作記憶模式清楚的說明了工作記憶各子成份的運作特質，但他的推廣性卻遠遠不如以Just & Carpenter等人為首的「容量理論」。
容量理論使用Daneman & Carpenter(1980)所設計的閱讀廣度作業來探測受試者工作記憶的最大心理能量（下文稱此派的研究方法為「心理計量取向（psychometric approach）」），再把它運用在預測不同群體、不同認知作業的表現。因此，此派理論的研究發現，很快的便推展開來。然而，此派理論也遭遇到某些困難，例如，他並無法回答哪類工作記憶和閱讀理解較有關連，也無法進一步澄清受試者工作記憶能力差異的來源是屬於「運作處理」的能力不足，或者是「短暫貯存」能力不好所引起。因此，研究者假設兩派理論連結的可能性，目的在結合兩派理論的優點，並補足心理計量取向工具過於概化與工作記憶模式缺乏實用性功能的缺失。
（二）理論連結的邏輯與本研究的特色
工作記憶可分解成「中央控制」、「聲韻迴路」與「視覺空間畫版」三種成分，這三個成分均具有各自獨立的心理實質性。因而將三者解構成獨立的單位應是可被接受的（Baddeley, 1996a）。另一方面，「容量理論」採用心理計量的方式探測人類心理資源的方法，已被認知學界所廣泛採用。因此，研究者推論如果可以運用心理計量的方式，設計兼容「短暫貯存」與「運作處理」的「語文工作記憶」及「視覺工作記憶」，再結合Morris & Jones(1990)所發展出的「記憶更新作業」，運用來預測學童的中文閱讀理解能力，對於釐清工作記憶與中文閱讀的關係，應可扮演較為積極的角色。以下以表格的方式綜合整理兩派理論連結的邏輯。
表1理論連結摘要表
變項分類 | 心理計量 | 雙重作業取向 | 連結的好處 |
理論發展區域 | 北美洲（美國為主） | 歐洲（英國為主） | 可回答閱讀和哪種類型工作記憶較有關連。 |
優點 | 實用性的貢獻1.詳細解說工作記憶影響句子理解的機制2.具有區辨不同群體閱讀能力的穩定效果 | 理論性的貢獻1.確定工作記憶模型中各子成分的心理實質性 | |
缺點 | 無法清楚交代不同能力閱讀者工作記憶差異的來源 | 理論的發現無法有效推廣，學說僅限於實驗室的情境中 |
參 研究方法
一 研究樣本
本研究選取花蓮縣明恥國小、台東縣泰源國小與台北縣二重國小五年級學童共60名作為研究樣本。選樣的過程與步驟為：第一步選取該校五年級一個班級的學童，並進行基本資料蒐集（班別、受試者性別、出生日期，並由該班導師依據其教學經驗判定該生並非智能不足者）。第二步進行閱讀理解測驗，篩檢成績低於全班30%以下為低閱讀能力組。第三步再以配對的方式考量性別、年齡與同班級等因素，選定高閱讀能力組的樣本。
表2：本研究樣本基本資料
校別
年級
班級人數
抽取人數
年齡(月)
合計
性別
總計人數
男
女
明恥國小
五年級
34
低成就組10
129
20
5
5
10
高成就組10
128
5
5
10
泰源國小
五年級
35
低成就組10
130
20
5
5
10
高成就組10
128
5
5
10
二重國小
五年級
42
低成就組10
129
20
5
5
10
高成就組10
130
5
5
10
二、研究工具
本研究工具分成閱讀理解測驗與工作記憶測驗兩類。閱讀理解測驗採用柯華葳與胡永崇編定的閱讀理解（甲式）為測驗工具。工作記憶測驗分成「簡單工作記憶」、「語文工作記憶」、「視覺工作記憶」與「中央控制能力測驗」四類。其中，簡單工作記憶中的數字廣度測驗，採用魏氏兒童智力測驗第三修訂版中的數字記憶廣度分測驗為題本。語文工作記憶測驗採用曾世杰（民85）所編製的測驗為題本。其餘各類測驗由研究者編製而成。自編測驗的施測程式，均事先編寫在 Microsoft 公司出版的Power point 97軟體中。各測驗的施測步驟與內容說明如下：
（一）簡單工作記憶廣度
簡單工作記憶廣度，最主要是用來測量受試者對外界訊息「短暫貯存」的能力。依據測驗材料的特性，可分為「數字記憶廣度」、「視覺記憶廣度」與「記憶更新廣度」三項分測驗。
數字記憶廣度測驗（魏氏兒童智力測驗第三版數字記憶廣度分測驗）：本測驗材料由0~9等十個阿拉伯數字隨機構成。施測時由主試者以每秒一個數字的速度讀出測驗材料。測驗方式分成順序與逆序背誦兩部分。順序背誦部分：共有8道題目，每一道題有兩列數字，受試者在接受正式測驗之前有兩次的練習機會。主試者必須利用練習的機會引導受試者理解測驗的要求。所有受試者均由第一道題的第一列數字開始接受測驗。但如果遇到任何一題順序背誦的兩列數字皆不通過，即停止施測，轉做逆序背誦。逆序背誦部分除了題數減少為7道題外，其餘施測條件和順序背誦相同。
計分方式：不論是順序背誦或是逆序背誦，每一題的計分標準如下：
2分：每題的兩列數字皆通過。
1分：每題只通過一列數字。
0分：每題的兩列數字皆不通過。
本研究為探討不同類的短期記憶對閱讀理解的影響力，將「順序背誦」和「逆序背誦」分開計分。順序背誦：最高16分。逆序背誦：最高14分。
視覺記憶廣度測驗
本
測驗由四乘四的方形矩陣和無意義圖形「
」隨機搭配而成。試題難度由每組兩個刺激項開始，逐次累加到每組六個刺激項為止。共有五個不同難度（2-6）的測驗水準，每個測驗水準有兩道題，共計十題。在每一組嘗試（trial）完成，電腦螢幕出現「？」之後，立即要求受試者進行回憶作業。舉出廣度為2的題目說明：電腦螢幕先呈現第一張投影片，當受試者準備好接受測驗時，自行啟動開始鍵（對準目標按滑鼠左鍵兩下）。程式啟動後，電腦將依序自動呈現第二（1秒鐘）、三（1秒鐘）、四張投影片（停住）。等螢幕出現「？」時，再由主試者要求受試者將其所見的答案填答在預先準備好的答案卷上。計分方式：本測驗共有2-6個難度水準，每個難度水準有兩道題，合計有四十個反應。每答對一個正確反應得一分，最高可得40分。
第一張投影片啟動按鈕開始作答 第二張投影片1秒
第三張投影片1秒
第四張投影片（開始作答）
圖3 視覺記憶廣度測驗程序說明
（二）語文工作記憶測驗
本測驗主要的目的，是用來量測受試者對於語文材料的短暫貯存與運作處理能力。測驗題由研究者根據曾世杰（民85）編制成的「工作記憶廣度測驗」修訂而成。修訂的範圍除了將原先以錄音帶呈現試題的方式，改為以個人電腦呈現之外，其餘不變。該測驗的試題內容，主要是由一般的常識性問題所組成，測驗的材料則為兒童日常生活中的常用高頻詞。另外，為了避免受試者只記背上述的材料而不做判斷處理，每一題測驗均加上兩個錯誤的材料作為誘答。舉例說明如下：
題目：請依照原來的順序唸出以下可以喝的飲料：
牛奶、蛋糕、果汁、衣服
該測驗的施測程序為：先請受試者戴上耳機，在受試者準備好接受測驗的情形下，自行啟動電腦螢幕上的啟動鍵。電腦將自動呈現試題，每道題的題目呈現時間約為6~8秒鐘(視題目長短而定)，刺激呈現時間為每秒鐘一個詞的速度。在試題呈現完時，受試者即刻被要求把答案唸出，並由主試者記錄受試者的得分情形。
計分方式：本測驗難度由每組兩個刺激開始，逐漸累計到每組六個刺激為止。計分方式分兩種情形，第一種計分要求嚴格，只有回答的項目和順序都正確才計分，每答對一個詞記一分，最高可得到40 分（記做WM順）。另一種計分方式要求比較寬鬆，只要回答的項目正確即得分，不要求順序（記做WM不順），最高可得40分。
（三）視覺工作記憶測驗
本測驗的主要目的，在測量受試者處理視覺材料時同時對訊息「短暫貯存」和「運作處理」能力。測驗題目由研究者根據Hale ,Bronik & Fry(1997)等人編製成的視覺工作記憶測驗修訂而成。測驗難度由每組兩個刺激項開始，逐漸累計到每組六個刺激項為止。本測驗共計十題（每一難度兩題），每一道題目均由一項視覺記憶作業和視覺判斷作業共同組成，以難度水準為2的題目為例說明如下（圖4）：
電腦開始時出現第一張投影片，受試者準備就緒後，自行啟動電腦螢幕右上方的開始按鈕。此時電腦會自動的呈現第二張（兩秒）、第三張（兩秒）及第四張投影片（停止）。在第二張及第三張投影片的右邊有一個裝有三個小色盤的大圓盤，三個小色盤中，一個色盤和其他的兩個顏色不一樣，受試者除了要將矩陣中的材料位置記住外（暫存的要求），也要使用右手食指將顏色不同的小色盤點選出來，以作為該測驗的判斷作業。在測驗題呈現完成之後，主試者立即要求受試將4乘4矩陣中的材料填答在預先準備的答案卷中。
計分方式：在測驗過程中，判斷作業不予計分，但主試嚴格要求受測者執行該項作業，以確定受測者確實做了判斷的過程。本測驗共有2-6個難度水準，每個難度水準有兩道題，合計有四十個反應。每答對一個正確反應得一分，最高可得40分。
手指指著黃球 按鍵開始作答
手指指著綠球
開始作答
圖4 視覺工作記憶測驗程序說明圖
（四）中央控制能力測驗
本測驗的主要目的，是要測量受試者對於認知資源的分派與對無關訊息的抑制能力。測驗工具的編製，由研究者參考Morris與 Jones(1990)編制的記憶更新（memory updating）作業修訂而成。測驗材料由0~9等十個阿拉伯數字以同數目字不重複出現為原則，隨機方式組成。受試者必須在一串的數字中回憶出末幾位的數字（視作業要求而定），舉例說明如圖5：電腦螢幕出現開始的畫面後，由受測者按滑鼠左鍵一下啟動開始的按鍵。緊接著電腦會以每秒鐘一個數字的速度，逐一的展現刺激材料（材料的長度受試者事先並不知情）。在所有數串呈現完畢，電腦螢幕出現「？」後，受測者必須將符合要求的答案填寫在預先準備的答案卷上。例題：請回憶出下列數串中的末三位數字
啟動扭 以每秒鐘一個數字的速度呈現刺激材料
開始作答
圖5 資源分派能力測驗程序說明
計分方式：本測驗有兩類計分方式，分別命名為「記憶更新廣度」與「記憶更新抑制」。記憶更新廣度：由於記憶更新廣度所測量到的，是受試者對刺激材料的短期記憶能力，因此記憶更新廣度是屬於聲韻迴路部門的測驗工具。計分的方式，以上例做說明，當受試者回答8 , 3, 5，則記憶更新廣度得三分（每答對一個阿拉伯數字得一分）。本測驗最高可得90分。記憶更新抑制：記憶更新抑制是在測量受試者對過時訊息的監管與抑制能力，因此屬於中央控制部門的測驗工具。計分方式以上例做說明，如果受試者回答另外還有2個阿拉伯數字，則記憶更新抑制得一分。本測驗最高可得三十分。
（五）閱讀理解測驗
本研究採用柯華葳及胡永崇所編制的閱讀理解測驗（甲式）為試題。適用國小五年級學童。測驗內容包括有字意理解、句子理解、命題組合理解及文章理解等四種類型。共有46道題。低成就學童的試題通過率約在39.8％~56.4 ％之間。高成就學童的試題通過率約在80％~81.8％之間，符合本研究所需。
肆 研究結果與討論
一、研究工具的構念效度
本研究工具編製的基本原理是以Baddeley所提出的工作記憶模型為基礎，該理論主張工作記憶結構可以區分成「語文」、「視覺」與「中央控制」等三個部門。因此本研究採用驗證性因素分析（confirmatory factory analysis）中的主成分法（principle component），轉軸採用Oblimin斜交轉軸(oblique rotation)，用以檢驗本研究工具的構念效度。表3顯示，上述各認知成份經過因素分析簡化後的結果，可以抽離出三個共同因素。其中「逆序數字廣度」、「語文工作記憶不順」、「語文工作記憶順」、「記憶更新廣度」及「順序數字廣度」等變項併入因素一。由於因素一的功能和語文方面的記憶能力有關，因此命名為「語文工作記憶因素」。「視覺廣度」與「視覺工作記憶」兩認知成份併入因素二，因此稱為「視覺工作記憶因素」。「記憶更新抑制」等兩個認知成份併入因素三，因此稱其為「中央控制因素」。整體來看，本測驗工具可大致區分成「語文工作記憶」、「視覺工作記憶」與「中央控制能力」三個因素。這樣的結果顯示，本研究所使用的工具，符合本研究採用Baddeley工作記憶理論上的構念效度。
表3 斜交轉軸後工作記憶測驗分數之因素矩陣
變項名稱 | 因素一 | 因素二 | 因素三 | 共同值 |
逆序數字廣度 語文工作記憶(順) 語文工作記憶(不順) 記憶更新廣度(總) 順序數字廣度 | .93791 .92273 .91388 .60727 .57652 | -.26296 .19157 .10351 .00583 .13471 | -.05048 .09143 .05519 -.44889 -.25866 | .84232 .89577 .84579 .87996 .66054 |
視覺廣度 視覺工作記憶 | -.02483 .34173 | .95501 .53163 | -.02365 -.26653 | .91648 .79961 |
記憶更新抑制(總) 記憶更新抑制(4) | -.06172 .04381 | .05167 .00066 | -.97326 -.96171 | .97455 .92557 |
特徵值 變異量 | 5.76597 64.1% | 1.17616 13.1% | .79844 8.9% | 86.0% |
二 各認知成份與閱讀理解的相關
(一) 全部受試組各認知成份與閱讀理解的相關
從表4中我們可以發現以全體受試組為研究對象時，除了視覺廣度與閱讀理解間的相關係數未達顯著水準外，其餘各類變項之間的相關係數均達p<.05的顯著水準。各認知成份和閱讀理解的相關係數由大到小依序為語文工作記憶順（r=.81,p<.001），語文工作記憶不順（r=.75,p<.001），記憶更新廣度（r=.73,p<.001），數字記憶廣度逆序（r=.71,p<.001），視覺工作記憶（r=.55,p<.001），記憶更新抑制（r=.52,p<.001），數字記憶廣度順（r=.41,p<.001）。各認知成份與中文閱讀理解呈現中、高度的相關水準。
（二） 高分組各認知成份與閱讀理解的相關
表5呈現閱讀高分組學童各認知成份與閱讀理解的皮爾遜積差相關矩陣。其中「數字廣度順序」、「數字廣度逆序」、「視覺廣度」和閱讀理解未達相關水準，其餘各認知成份與閱讀理解的相關係數介於.48~.68之間。各認知成份和閱讀理解的相關係數依序是記憶更新抑制（r=.68,p<.000）視覺工作記憶（r=.57,p<.001），記憶更新廣度（r=.55,p<.001），語文工作記憶順（r=.53,p<.001），語文工作記憶不順（r=.48,p<.004）。整體說來，高分組各認知成份與閱讀理解的相關係數與全部受試組相較的結果略顯降低。這應該是樣本減少所導致的現象。但值得注意的是，「記憶更新抑制」與「視覺工作記憶」兩變項與閱讀的相關係數有增高的情形。
表4 全部受試組（n=60）各變項的皮爾遜積差相關矩陣
變項名稱 | 閱讀 | 數字廣度順序 | 數字廣度逆序 | 視覺廣度 | 語文工作記憶順 | 語文工作記憶不順 | 視覺工作記憶 | 記憶更新廣度 | 記憶更新抑制 |
閱讀 | 1 | ||||||||
數字廣度順序 | .41** | 1 | |||||||
數字廣度逆序 | .71*** | .61*** | 1 | ||||||
視覺廣度 | .18 | .39** | .10 | 1 | |||||
語文工作記憶順 | .81*** | .61*** | .78*** | .40** | 1 | ||||
語文工作記不順 | .75*** | .65*** | .66*** | .28* | .88*** | 1 | |||
視覺工作記憶 | .55*** | .61*** | .44*** | .61*** | .67*** | .64*** | 1 | ||
記憶更新廣度總 | .73*** | .76*** | .73*** | .39** | .75*** | .78*** | .66*** | 1 | |
記憶更新抑制總 | .52*** | .61*** | .53*** | .42*** | .53*** | .49*** | .68*** | .80*** | 1 |
說明：*代表p<.05 **代表p<.01 ***代表p<.001
表5 高分組(n=30)各認知成份的皮爾遜積差相關矩陣
變項名稱 | 閱讀 | 數字廣度順序 | 數字廣度逆序 | 視覺廣度 | 語文工作記憶順 | 語文工作記憶不順 | 視覺工作記憶 | 記憶更新廣度 | 記憶更新抑制 |
閱讀 | |||||||||
數字廣度順序 | .29 | ||||||||
數字廣度逆序 | .17 | .40* | |||||||
視覺廣度 | .28 | .14 | -.35* | ||||||
語文工作記憶順 | .53** | .29 | .33* | .69*** | |||||
語文工作記不順 | .48** | .53** | .26 | .62*** | .75*** | ||||
視覺工作記憶 | .57** | .52** | -.08 | .77*** | .62*** | .91*** | |||
記憶更新廣度總 | .55** | .64*** | .67*** | .23 | .46** | .58*** | .59*** | ||
記憶更新抑制總 | .68*** | .41* | .10 | .34* | .69*** | .55** | .56** | .44** |
說明：*代表p<.05 **代表p<.01 ***代表p<.001
（三） 低分組各認知成份與閱讀理解的相關
表6呈現閱讀低分組學童各認知成份與閱讀理解間的皮爾遜積差相關。其中「數字廣度逆序」、「視覺廣度」、「語文工作記憶不順」、「視覺工作記憶」、「記憶更新廣度」等變項和閱讀理解未達顯著相關水準。而「數字記憶廣度」、「語文工作記憶順」及「記憶更新抑制」三項認知份與閱讀理解的相關達到顯著水準，相關係數介於.33~.52之間。三項認知作業與閱讀理解的相關係數大小依序是記憶更新抑制（r=-.52,p<.002），數字廣度順序（r=-.38,p<.019），語文工作記憶順（r=.33,p<.039）。
討論
表7以非數字的方式整理了各認知成份與閱讀理解之間的相關。本研究發現「記憶更新抑制」與「語文工作記憶順」兩項認知作業在「全體受試組」、「高閱讀能力組」與「低閱讀能力組」三種群體的表現均達顯著相關水準。因此推論「記憶更新抑制」與「語文工作記憶順」兩項認知成份和中文閱讀理解的關係密切。換句話說，這兩項認知成份有可能是造成不同閱讀能力兩組學童閱讀成就差異的重要變項。此外「全體受試組」、「高分組」與「低分組」三組學童的「視覺記憶廣度」作業與閱讀理解作業均未達顯著性相關，因此本研究結果排除「視覺記憶廣度」影響中文閱讀理解的可能性。此發現符應了曾世杰（民85）、陳淑麗（民86）、與張漢宜（民85）視覺短期記憶和中文閱讀理解無關的研究結果。此外，「語文工作記憶廣度順」、「視覺工作記憶廣度」、「記憶更新廣度」三項認知成分僅和全體受試組及高分組出現顯著性相關，「數字廣度順序」只有全體受試組與低分組相關。為了釐清各項認知成份對閱讀理解的解釋效力，本研究篩檢「記憶更新廣度」（代表「語文短期記憶」能力）、「記憶更新抑制」（代表「運作處理能力」）、「語文工作記憶順」（代表語文認知型態的「暫存與運作處理能力」）、「視覺工作記憶」（代表視覺認知型態的「暫存與運作處理能力」）等認知成份為預測變項，並以閱讀理解為效標變項進行逐步迴歸分析。
表6 低分組（n=30）各認知成份間的皮爾遜相關矩陣
變項名稱 | 閱讀 | 數字廣度順序 | 數字廣度逆序 | 視覺廣度 | 語文工作記憶順 | 語文工作記憶不順 | 視覺工作記憶 | 記憶更新廣度 | 記憶更新抑制 |
閱讀 | |||||||||
數字廣度順序 | .-38* | ||||||||
數字廣度逆序 | .02 | .17 | |||||||
視覺廣度 | -.26* | .54** | .27 | ||||||
語文工作記憶順 | .33* | .32* | .48** | .02 | |||||
語文工作記不順 | .31* | .22 | .18 | .54** | .74*** | ||||
視覺工作記憶 | -.16 | .50** | -.20 | .50** | -.001 | .33* | |||
記憶更新廣度總 | -.09 | .67*** | .16 | .42** | .01 | .63*** | .13 | ||
記憶更新抑制總 | -.52** | .34* | -.42* | .37* | -.73*** | -.37* | .31* | .56** |
說明：*代表p<.05 **代表p<.01 ***代表p<.001
表7 以非數字方式呈現各認知成份與閱讀理解的相關情形
變項名稱 | 數字廣度順序 | 數字廣度逆序 | 視覺廣度 | 語文工作記憶順 | 語文工作記憶不順 | 視覺工作記憶 | 記憶更新廣度總 | 記憶更新抑制總 |
全體受試組 | ˇ | ˇ | × | ˇ | ˇ | ˇ | ˇ | ˇ |
高分組 | × | × | × | ˇ | ˇ | ˇ | ˇ | ˇ |
低分組 | ˇ | × | × | ˇ | × | × | × | ˇ |
說明：1. ˇ代表兩變項之間達顯著性相關×代表想變項未達顯著性相關
三各認知成份對閱讀理解的預測效力
表8呈現「記憶更新廣度」、「記憶更新抑制」、「語文工作記憶」、「視覺工作記憶」等變項投入逐步迴歸預測模式的結果。其中「語文工作記憶」、「記憶更新廣度」兩變項被納入預測模式中，而「視覺工作記憶」與「記憶更新抑制」兩變項被排出模式外。累計納入模式中的兩項認知成份可以有效解釋中文閱讀理解的總變異量達到69.03%。再由標準化回歸係數（Beta值）判斷，「語文工作記憶」對閱讀理解的解釋量大於「記憶更新廣度」對閱讀理解的解釋量。
討論：
從各認知成份對閱讀理解的逐步迴歸分析發現，「語文工作記憶」、「記憶更新廣度」對中文閱讀理解具有顯著的預測效果。「語文工作記憶」最主要在測量受試者對語文訊息的「短暫貯存」與「運作處理」的能力。「記憶更新廣度」最主要在測量受試者對語文訊息的「短暫貯存」能力。從這樣的結果顯示，可以有效預測中文閱讀理解的認知成份都和「語文訊息的處理能力」有關，這是否顯示中文閱讀理解較少受到語文以外因素所影響，是一項「語文專屬」的認知作業呢？
有關閱讀理解是項語文專屬領域（domain specific）的說法，早在Daneman &Carpenter(1980)即已提出。他們所設計的閱讀廣度作業是以「文句」（sentence）作為受試者處理訊息時的刺激材料。受試者在接受閱讀廣度作業的測量時，必須用口語的方式將文句讀出（processing），同時記取附加在文句後方的詞句。等到整組的句子都處理完時，受試者必須再接受字詞回憶的測量（storage）。
根據Daneman &Carpenter當時所提出的解釋，不論是閱讀能力好的或是不好的，他們的工作記憶容量是一樣的。但是由於閱讀能力好的讀者有較佳的閱讀技巧，因此他們處理文句所消耗的工作記憶容量較少，便轉將節省下來的工作記憶容量運用在輔助記憶字詞的作業上。相較於閱讀能力較差的讀者而言，因其閱讀技巧較差，在文句處理的過程中便已消耗掉他大部份的工作記憶資源，所剩餘的工作記憶容量就無法負擔記憶字詞的需求。然而，這樣的解釋存在著兩個重點與問題：
1.不同能力的讀者，閱讀能力差異的來源為其閱讀技巧，並非整體工作記憶容量的差異所致。
2.由於閱讀廣度作業的最主要目的，在測量不同能力讀者的閱讀效率，因此工具的編制材料必須能夠滿足「符合人類閱讀的現象」作為基礎。換句話說，該測驗工具有項特殊的要求，就是測驗的材料必須和閱讀有關。
隨後Tuner & Engle(1989)修正Daneman &Carpenter所設計的閱讀廣度作業，加入了以數字運算為處理要求的運算廣度作業（operation span）。研究結果發現，運算廣度作業和閱讀廣度作業對於閱讀理解同樣具備顯著性的相關及預測效力。就此而言，Daneman &Carpenter對於不同閱讀能力者，閱讀能力差異是因閱讀效率所致的解釋受到了Tuner & Engle質疑，他們提出了「整體工作記憶容量」差異的解釋，說明閱讀能力低落的讀者是因整體工作記憶容量較少才導致的現象。隨後Just & Carpenter(1992)提出了理解的容量理論，對於工作記憶容量影響不同閱讀能力讀者閱讀理解表現的現象提出了質與量的說明。自此以後，整體語文工作記憶容量限制理解的推論獲得了許多研究結果的支持，確認了容量理論對閱讀理解的解釋效力(Water & Caplan,1996b)。
表8 各認知成份對「閱讀理解」的逐步回歸分析摘要表
選入順序 | 變項名稱 | 多元相關係數（R） | 決定係數（R²） | R²增加量 | F值 | 原始係數(B) | 標準化係數(Beta) | T值 | sig.p |
1 | 語文工作記憶 | .80953 | .65533 | -- | 110.27 *** | 1.457969 | .600833 | 10.507 | *** |
2 | 記憶更新廣度 | .83085 | .69031 | .03498 | 63.52 *** | .326416 | .280223 | 2.537 | * |
常數 -18.969501 說明：*表示p<.05 **表示p<.01 ***表示p<.001 | |||||||||
另一方面，從理論與先前的「相關」研究結果來推測，「記憶更新抑制」作業應該會是中文閱讀理解的有效預測變項。但在執行迴歸預測作業時卻將「記憶更新抑制」能力排擠在閱讀理解的預測模式之外。研究者重新檢視「記憶更新抑制」作業和「記憶更新廣度」、「語文工作記憶」兩個被納入迴歸預測模式變項的相關係數後發現，記憶更新抑制作業和上述兩個成份間呈現高度的正相關（相關係數介於.53~.80之間）。因此研究者推論「記憶更新抑制」未被納入中文閱讀理解迴歸模式中的原因，可能是因為它與「記憶更新廣度」、「語文工作記憶」兩個變項的認知成分重疊而遭排擠所致。為了檢驗研究者所做的推論，研究者進行了淨相關的統計分析（partial correlation），以觀察排除掉「記憶更新抑制」作業的影響後，記憶更新廣度和語文工作記憶能力和閱讀理解之間的相關（如表9）。
表9 未排除與排除「記憶更新抑制」能力的影響後，三組不同群體的「語文工作記憶」和「記憶更新廣度」對閱讀理解的淨相關
未排除記憶更新抑制能力的影響 | 排除記憶更新抑制能力的影響 | |||||
變項名稱 | 全體組 | 高分組 | 低分組 | 全體組 | 高分組 | 低分組 |
語文工作記憶 | .81 *** | .53 ** | .33 * | .74 *** | .12 n.s | -.08 n.s |
記憶更新廣度 | .73 *** | .55 ** | -.09 n.s. | .60 *** | .38 n.s | .27 n.s |
*表示p<.05, **表示p<.01, ***表示p<.001 n.s 表示未達顯著相關水準
由表9發現，排除記憶更新抑制的影響後，各組的相關係數均降低許多，特別是對高分組同學的表現影響最大；在排除記憶更新抑制能力的影響之後，原先和中文閱讀理解呈現顯著相關的語文工作記憶、記憶更新廣度兩認知成份的相關情形均消失了。
伍 結論與建議
本研究以國小五年級學童為研究對象，由研究者設計工具測量受試者的「語文工作記憶能力」、「視覺工作記憶能力」與「中央控制能力」。並探討各項認知成份與中文閱讀理解的相關。本節旨在說明本研究的結論，澄清幾點限制，並對未來研究提供建議。
一 結論
若從認知結構的角度來說，本研究結果支持了Baddeley 的工作記憶模式。換句話說，本研究結果支持工作記憶結構可以區分成「語文」、「視覺」與「中央控制部門」三個部門。但在解釋中文閱讀理解的現象時，本研究發現，Baddeley 的工作記憶模式並不完全適用於中文閱讀理解的現象。三個不同的附屬系統僅中央控制部門與聲韻迴路兩部門對中文閱讀理解具有影響效果。
二 研究限制與建議
1.工具上的限制：研究者在進行資料蒐集的過程中發現，許多受試這在回答較困難問題的時後，會有延長反應時間的現象。就此而言，「時間」這一變項可能是影響工作記憶與中文閱讀理解的重要因素。本研究採用Microsoft / power point軟體編寫研究工具。雖然可以測量到各項認知成份的功能，但卻無法精準的計算受試者反應的時間。
2.樣本有限的限制：本研究測驗工具，除了閱讀理解測驗屬於團體測驗外，其它各分測驗均以一對一的方式蒐集而得。因此無法在短時間內取得大量的資料。對於研究結果的外推效果受到樣本太少的限制。
（二） 建議
1.發展精密測量工具的建議：前文經提及，本研究工具雖可測得工作記憶的「短暫貯存」與「運作處理」功能，但卻無法控制受試者面對刺激時的反應時間。建議未來的研究，應可將「反應時間」這一變項納入研究工具設計的考量，以更清楚瞭解工作記憶影響中文閱讀理解的現象。
2.擴充研究對象的建議：由於本研究屬於初探性質，因此只選擇國小五年級學童作為研究對象。研究結果顯示，除了「視覺因素」和中文閱讀理解較無關連以外，其餘「語文」及「資源控管」能力均和中文閱讀理解有顯著相關。這些結果肯定了「工作記憶」和中文閱讀歷程的關係。因此研究者建議未來可以擴充研究對象的年齡層次，從「年齡發展」的角度探討不同年齡階段工作記憶和中文閱讀歷程的關係。
3.研究設計上的建議：本研究採用「事後比較」的方式探討工作記憶與中文閱讀理解的關係，研究結果無法作因果關係的推論。建議未來研究可以針對「語文短期記憶」、「語文工作記憶能力」與「中央控制能力」等三項認知成份，設計接近「真實驗」的研究方法，以釐清上述各認知成份與中文閱讀理解之間的因果關係。
4.教育應用上的建議：本研究發現，閱讀低成就的學童在語文的短期記憶能力、語文工作記憶能力，及對訊息的監管能力普遍表現的不好。換句話說，本研究結果顯現，閱讀低成就學童比較沒有辦法同時記取太多的訊息，也比較沒有辦法注意到重要的訊息。這個現象應該可以提供給第一線教育工作的家長及教師一個參考。對於閱讀有困難的讀者而言，建議教師或家長在教學的過程中盡量避免一次呈現過多與過長的材料，以免超過兒童的認知負荷。並時時提醒教學的重點所在，以克服閱讀低成就學童無法注意重要訊息的缺陷。
謝誌
本文由作者碩士論文改寫而成，感謝指導教授國立台東師院曾世杰先生的教導與鼓勵。亦感謝三位匿名審查教授提供寶貴的修正意見，讓後學領悟學術的嚴謹與樂趣。謝謝！
參考書目
一、中文部份
陳淑麗（民85）：閱讀障礙學童聲韻能力發展之研究。國立台東師範學院國民教育研究所碩士論文（未發表）。
陳貽照（民87）: 影響中文多義詞在句中辨識歷程的因素：工作記憶容量或多義詞在語言中的比率。國立台灣大學心理學研究所碩士論文（未出版）。
張漢宜（民85）：兒童音韻，聲調覺識，視覺技巧，短期記憶發展與閱讀能力之關係。國立台南師範學院國民教育研究所碩士論文（未發表）。
許麗絹（民86）：語法、語用和工作記憶對理解中文句子的影響。國立中正大學心理學研究所碩士論文（未發表）。
曾世杰（民85）：閱讀低成就學童及一般學童的閱讀歷程成份分析研究。八十五學年度師範學院教育學術論文。
二、英文部份
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A Study of Working Memory Model and Chinese Reading Comprehension in 5th Grade Children
Yu-ChingChou
Graduate Institute of Compulsory Education
National Hualien Teachers College
Abstract
Working memory(WM) has been considered playing a crucial role in the processing of reading comprehension. However, the exact ways WM affecting Chinese reading comprehension were still controversial.Based on Baddeley's model, WM was decomposed to 3 sub-components, namely, the central executive, the phonological loop, and the visuo-spatial sketchpad. In this study, the researcher explored the 3 sub-components to see what role they play in Chinese reading comprehension. Sixty 5th graders participated in the study. In the first session, children took about 30 minutes to complete a Chinese reading comprehension test in group. The 2nd session took about 50-70 minutes. Children were required to complete a test battery including tests of verbal short-term memory, spatial short-term memory, verbal working memory, spatial working memory, and central executive capacity. All tests were administered individually.The results indicated that (a) In Baddeley's Working memory model, verbal working memory and central executive did play a significant role in Chinese reading comprehension. (b) It is not clearly that visual factor affect Chinese reading comprehension. The significance of the study and recommendation for further study were also discussed.
Key words: verbal working memory; visual working memory；central executive;
Reading comprehension.