CC BY
177
ISSN 2304-120X
ниепт
научно-методический электронный журнал
Ежкова Н. А., Елецкая О. В. Использование спектрального анализа при оценке звукопроизношения у дошкольников с речевой патологией // Концепт. - 2015. - Спецвыпуск № 23. - ART 75278. - 0,4 п. л. - URL: http://e-koncept.ru/2015/75278.htm. - ISSN 2304-120X.
ART 75278
УДК 376.37
Ежкова Наталья Альбертовна,
магистрант кафедры логопедии АОУ ВПО «Ленинградский государственный университет имени А. С. Пушкина», воспитатель группы ГБДОУ № 78 Приморского района г. Санкт-Петербурга, г. Санкт-Петербург [email protected]
Елецкая Ольга Вячеславовна,
кандидат педагогических наук, доцент, заведующая кафедрой логопедии АОУ ВПО «Ленинградский государственный университет имени А. С. Пушкина», г. Санкт-Петербург olga [email protected]
Использование спектрального анализа
при оценке звукопроизношения у дошкольников с речевой патологией
Аннотация. В статье в теоретическом и практическом аспектах рассматриваются современные представления по проблеме исследования произносительной стороны речи у дошкольников с речевой патологией. Авторами раскрываются основные теоретические тезисы и принципы, положенные в основу системы логопедической диагностики, направленной на выявление особенностей звукопроизношения у дошкольников с нарушениями речи.
Ключевые слова: звукопроизношение, нарушения речи, речевая патология, спектральный анализ, звуки речи, форманта.
Раздел: (01) педагогика; история педагогики и образования; теория и методика обучения и воспитания (по предметным областям).
Современное научное исследование подразумевает внедрение компьютерных методов диагностики для исследования звукопроизношения в работу логопеда. До настоящего времени для исследования звукопроизносительной стороны речи используют специально разработанные методики, в структуру которых входят приемы отраженного и самостоятельного воспроизведения речевого материала. При изучении состояния звукопроизношения определяется количество нарушенных звуков, характер нарушения произношения звуков (искажение, отсутствие, замена, смешение) в различных фонетических условиях: при изолированном произношении; в слогах прямых, обратных и со стечением согласных; в словах (исследуемый звук находится в разных позициях по отношению к началу, концу и середине слова); во фразах. Стимульным материалом при применении этих методик являются предметные и сюжетные картинки, которые традиционно оформляются в логопедические альбомы [1].
В логопедии экспериментально-фонетические методы (спектрография, интоно-графия, осциллография) были использованы Л. В. Лопатиной, которая применила их при исследовании стертой дизартрии у дошкольников [2]. Изучая акустические (спектральные) характеристики звуков речи, мелодическое, динамическое и временное оформление высказываний различных коммуникативных типов дошкольниками со стертой дизартрией исследователь обнаружила существенные различия в произносительной стороне речи детей с дизартрией по сравнению с нормально говорящих сверстников. Анализируя результаты исследования Л. В. Лопатина сделала вывод, что акустические характеристики звуковых единиц и степень их близости к звуковым эталонам (правильному произнесению звуков, интонационным моделям норматив-
1
ISSN 2Э04-120Х
ниепт
научно-методический электронный журнал
Ежкова Н. А., Елецкая О. В. Использование спектрального анализа при оценке звукопроизношения у дошкольников с речевой патологией // Концепт. - 2015. - Спецвыпуск № 23. - ART 75278. - 0,4 п. л. - URL: http://e-koncept.ru/2015/75278.htm. - ISSN 2304-120X.
ной речи) являются различными у детей с разными формами стертой дизартрии и определяются своеобразием их артикуляторных характеристик, что позволило оптимизировать пути коррекционного воздействия [2].
Диагностические исследования с помощью экспериментально-фонетических методов продолжила Л. А. Позднякова, которая занималась исследованием интонационной выразительностью речи у дошкольников со стертой дизартрией. Анализ осциллограмм, полученных при исследовании речевой продукции детей со стертой дизартрией, позволил охарактеризовать нарушения в работе голосовых связок: более простой рисунок периодов основного тона; наличие периодического «шума» на глухих согласных, возникающего за счет включения в работу голосовых связок в момент произнесения этих звуков; случаи оглушения первого звонкого согласного; затухание колебаний голосовых связок к концу гласного звука, отрицательно влияющее на качество звучания; озвонченность пауз, обусловленная вибрацией голосовых связок по инерции [3]. Анализ результатов экспериментально-фонетического исследования Л. А. Поздняковой позволил доказать, что динамическое и временное оформление высказываний дошкольников со стертой дизартрией отличается от моделей, встречающихся в речи детей с нормальным речевым развитием и взрослых. Оно характеризуется использованием незначительного диапазона интенсивности; недостаточным участием длительности в противопоставлении ударных и безударных частей высказывания на всем его протяжении; нарушением акцентного выделения внутри интонационных контуров высказывания, усиленным выделением как ударных, так и безударных его частей; нарушением словесного и синтагматического ударения, которое обусловлено не соответствующим нормативному распределением значений длительности и интенсивности звуков [3]. Л. В. Поздняковой были получены уточненные данные о проявлениях и механизмах нарушения формирования интонационной выразительности речи у дошкольников с различной локализацией поражения, что позволило реализовать дифференцированный подход в процессе коррекционнологопедического воздействия с учетом формы стертой дизартрии и механизма нарушений [3].
Звук, произносимый нами, это физическое явление, представляющее собой распространение в виде волн механических колебаний, передаваемое через упругую среду, т. е. воздух и воспринимаемое человеческим слухом. У колебательного движения есть акустические свойства, которые являются аспектом в изучении звуков языка и речи.
По своей структуре колебания, воспринимаемые слухом, могут быть различными. Если они равномерные, периодические, то их называют тоном или музыкальным тоном. В том же случае, когда мы имеем дело с шумом, колебания будут неравномерными, непериодическими. В звуках речи (языковых звуках) сочетаются элементы тона и шума, при этом тоны возникают в результате колебания голосовых связок в гортани, а также ответных (резонаторных) колебаний воздуха в надгортанных полостях, тогда как шумы - главным образом в результате преодоления воздушной струей разного рода преград в речевом канале. Как отмечает Ю. С. Маслов, гласные -это в основном тоны, глухие согласные (например, [k], [t], [f]) - это шумы, а среди других согласных в так называемых сонантах ([r], [l], [n], [m] и др.) тон преобладает над шумом, тогда как в звонких шумных ([g], [d] и т. д.), напротив, шум преобладает над тоном [4].
От частоты колебаний зависит, немаловажная характеристика, высота звука (чем больше колебательных движений в единицу времени, тем выше звук). В свою очередь, сила звука, т. е. ее интенсивность зависит от амплитуды (размаха) колебания.
2
ISSN 2304-120X
ниепт
научно-методический электронный журнал
Ежкова Н. А., Елецкая О. В. Использование спектрального анализа при оценке звукопроизношения у дошкольников с речевой патологией // Концепт. - 2015. - Спецвыпуск № 23. - ART 75278. - 0,4 п. л. - URL: http://e-koncept.ru/2015/75278.htm. - ISSN 2304-120X.
Они обладают также большей или меньшей длительностью (долготой). Наряду с этим существуют, так называемые, специфические характеристики различия звуков, т. е. различие тембра. Именно тембр отличает [i] от [а] и от [о], [l] от [n] и от [d] и т. д.
В результате колебания голосовых связок образуется основной тон. На основной тон, а так же на шумы, наслаиваются дополнительные тоны, тем самым образуя специфический тембр звука. Из этого можно сделать вывод, что специфический тембр каждого звука создаётся главным образом резонансными характеристиками.
Ю. С. Маслов писал, что явление резонанса состоит в том, что колебания звучащего тела вызывают ответные колебания другого тела или воздуха, находящегося в полом сосуде, в замкнутом пространстве и т. д. (ср. явление эха, наблюдаемое в горах, на лесных полянах и т. д., но не на ровном поле) [4].
Резонаторами в периферическом речевом аппарате являются полости рта, носа и глотки. Они играют значительную роль при образовании звуков речи, т.к. с их помощью создаётся качественное разнообразие звуков человеческой речи. Форма и объём резонатора, а так же и степень упругости его стенок меняется, благодаря различным движениям органов речи (языка, губ, небной занавески и т. д.)
В настоящее время для исследования акустического аспекта используют разнообразные по свойству и назначению приборы. Л. Р. Зиндер, прежде всего указывал на спектрометр и спектрограф, эти приборы служат для определения спектра сложного звука, каким является и звук речи [5].
Все сведения об акустических свойствах можно увидеть на осциллографической кривой, но чтение этой кривой требует специальных умений и навыков. На слайде представлена одна такая одна такая кривая. В данном случае показано слова «залп».
Ссылаясь на исследования Л. Р. Зиндера можно сделать вывод, что данная кривая показывает частоту, длительность и интенсивность звука. Однако спектральный анализ по осциллограмме провести нельзя, так как спектр на ней не отражен [5]. На осциллографе может быть одновременно записано несколько сигналов, это делается для облегчения анализа результатов. Фиксируются сразу суммарный речевой сигнал через два шлейфа (низкочастотный и высокочастотный), колебания голосовых связок через ларингофон, прикрепляемый к шее испытуемого ниже щитовидного хряща, на уровне шейной ямки, и всегда - отметка времени, которую можно получить от генератора звуковых частот. Об особенностях артикуляции, а именно, работе голосовых связок, способе образования гласных, придыхании и т. д., можно судить только косвенно, так как на осциллограмме записывается только акустический сигнал [5].
Спектр может быть мгновенный и текущий. Мгновенный спектр отражает особенности звука в данный момент времени, для его получения экспериментатор считывает с экрана спектрометра отдельные частотные составляющие и их интенсивность или же замеряет интенсивность при помощи вольтметра, после чего вычерчивает спектрограмму; можно получить спектрограмму, сфотографировав ее с экрана спектрометра. В текущем - изменение спектра во времени на протяжении данного звука речи или же некоей звуковой последовательности. Для получения текущего спектра и настоящее время широко применяется динамический спектрограф, именуемый «видимой речью», на котором степень интенсивности тени в спектрограмме пропорциональна интенсивности соответствующих составляющих спектра. Спектрограммы «видимая речь» наглядно показывают изменения, происходящие при переходе от одного звука к другому, а также на протяжении одного звука. «Видимая речь» позволяет снимать и мгновенный спектр, спектральный срез.
3
ISSN 2Э04-120Х
ниепт
научно-методический электронный журнал
Ежкова Н. А., Елецкая О. В. Использование спектрального анализа при оценке звукопроизношения у дошкольников с речевой патологией // Концепт. - 2015. - Спецвыпуск № 23. - ART 75278. - 0,4 п. л. - URL: http://e-koncept.ru/2015/75278.htm. - ISSN 2304-120X.
Данные, полученные в исследованиях Л. Р. Зиндера, Ю. С. Маслова и др. стали основой при создании разнообразных исследовательских программ, обеспечивающих высококачественный анализ звуков речи [4, 5].
Одной из таких программ является Ware Assistant. Программа устанавливается на компьютер с современной операционной системой (Mac OS, Microsoft Windows, Linux и др.), также для ее работы требуется микрофон и звуковые колонки.
При помощи такой программы можно выделить так, называемые форманты, или концентрации частот, т. е. появилась возможность разделить любой звук на составляющие его тоны. Появилась возможность охарактеризовать отдельные форманты, которые определяют тембр конкретного звука. На рисунке изображена спектрограмма слога «мэ». Мы видим в самом низу нилия основного тона. А в месте, где начинается гласный появляются форманты: F1, F2, F3, F4.
Компьютерная картинка содержит гораздо больше информации, поскольку позволяет сопоставить оба способа регистрации акустических характеристик звуковой последовательности. Очень важно, что исследователь, глядя на спектр или осциллограмму, может одновременно и прослушать соответствующий участок анализируемого звука, и, изменяя определенные акустические параметры, следить за изменениями в звучании.
В спектре гласного звука выделяют обычно 3—4 форманты, 4-я зависит от тембра голоса произносящего звук, а 1-я и 2-я являются обязательными для всех носителей данного языка, их еще называют «постоянные». Самая низкая форманта связана с подъёмом языка, чем форманта ниже, тем звук более закрытый. Вторая форманта связана с рядом в котором находится звук, чем форманта выше, тем звук оказывается более передним. На слайде спектрограмма звука «а».
В естественной речи гласные звуки произносятся, в большинстве случаев, в сочетании с согласными. Это явление влияет на артикуляцию гласного, а следовательно и на его спектрально-временные характеристики. Воздействие соседнего согласного звука заметно на FI (на границе с согласным всегда ниже, чем на остальном участке гласного) и FII (зависит от активного действующего органа согласного и от качества гласного). Наглядно это показано на спектрограмме. Первая спектрограмма звука «а», вторая слога «ба».
Если перед [а] стоит мягкий губной согласный, то FI начнется примерно со 250 Гц и поднимется до 600 Гц, а FII наоборот опустится с 2000 Гц до 1500 Гц. Аналогичные явления мы увидим при взаимодействии [а], [о] с мягкими переднеязычными; [а], [о] с мягкими заднеязычными; [а], [о] с твердыми переднеязычными; [а] - с твердыми заднеязычными; [е], [о] с мягкими губными согласными. На слайде все это показано схематично.
Гласные по-разному изменяются в одинаковом соседстве: например, гласный [i] практически не имеет переходного участка, тогда как гласные [A], [o], [u] характеризуются значительными различиями переходного и стационарного участков.
По своим акустическим характеристикам сонанты наиболее близки к гласным, именно, имеют голосовой источник и четкую формантную структуру. Однако в отличие от гласных под ударением сонанты имеют меньшую громкость, хотя в безударных же сонант может оказаться более интенсивным чем гласный [4, 5].
На динамической спектрограмме слогов [pa], [ta], [ka] согласный представляется в виде короткого взрыва, поскольку глухая смычка реализуется акустически как пауза. При помощи шумового и голосового источника образуются звонкие взрывные согласные. На спектре слогов [ba], [da], [ga] регистрируется низкочастотные составляющие в области частоты основного тона голоса. В то время, когда включается
4
о
Huem
научно-методический электронный журнал
ISSN 2304-120Х
Ежкова Н. А., Елецкая О. В. Использование спектрального анализа при оценке звукопроизношения у дошкольников с речевой патологией // Концепт. - 2015. - Спецвыпуск № 23. - ART 75278. - 0,4 п. л. - URL: http://e-koncept.ru/2015/75278.htm. - ISSN 2304-120X.
шумовой источник, т. е. взрыв, появляются шумовые составляющие в широкой полосе частот, но их выраженность значительно меньше, чем у соответствующих глухих согласных.
По акустическим характеристикам мягкие взрывные согласные, глухие и звонкие, схожи с аффрикатами и щелевыми, т.к. характеризуются большой длительностью взрыва.
Более определенными частотными областями характеризуются глухие щелевые согласные, это связано с тем, что они образуются при участии турбулентного шумного источника. Если сравнить между собой спектры согласных [f, s, s(, x], можно выделить следующие характеристики: губно-зубной отличается очень слабой интенсивностью, двухфокусный шире на полосе частот, чем однофокусный, а заднеязычный отличается самой узкой по ширине и самой низкой по широте полосой усиленных частот [6].
Отличием звонких щелевых от глухих является появление низкочастотных составляющих и ослабление шумовых составляющих.
Наличие глухой смычки у аффрикатов в абсолютном начале не фиксируется, но затем возникает щелевая фаза, которая выражается как высокочастотный шум, похожий на шум соответствующих щелевых.
Поскольку между твердыми и мягкими согласными артикуляционные различия многообразны, то и акустическими признаками у них очень различны [6].
Экспериментально-фонетическое исследование при помощи программы Wave Assistant Pro предполагается проводить параллельно с традиционным логопедическим. Для работы дополнительно потребуется компьютер и микрофон.
Предполагается, что использование программы Wave Assistant Pro будет способствовать получению объективных данных о состоянии звукопроизношения дошкольников, дополняющих данные традиционного логопедического обследования. Благодаря использованию сочетания названных методов станет возможным проведение объективного лонгитюдного исследования, которое позволит сравнить речь с ребенка нарушениями звукопроизношения и речь нормально говорящего дошкольника. Кроме того, появится возможность соотнести речь ребенка до коррекционного воздействия и после него. Еще одним несомненным достоинством использования в логопедической диагностике компьютерной программы Wave Assistant Pro является то, что он дает возможность отсроченного анализа полученных данных.
На данном этапе изучения акустического аспекта, остается много открытых вопросов, использование компьютерных технологий дали новые возможности для реализации дальнейших исследований, в частности, для исследования состояния звукопроизношения у детей с речевой патологией... Можно предположить, что нарушения произносительной стороны речи будут отражаться на спектрограмме, что проявится в изменении внешнего вида формант. Это позволит стандартизировать существующие в логопедии методы диагностики, позволит сделать их более точными и статистически достоверными.
Ссылки на источники
1. Коршунова М. Н., Елецкая О. В. Использование компьютерных технологий в исследовании звукопроизношения у дошкольников / В сборнике: Совершенствование методов диагностики и коррекции нарушений речи у детей с различными вариантами дизортогенеза // Материалы II Международной научной конференции, посвященной памяти доктора педагогических наук, профессора Р. И. Лалаевой, 11 декабря 2013 г. / под общ. ред. проф. В. Н. Скворцова. - СПб., 2013. - С. 128-132.
2. Лопатина Л. В. Система дифференцированной коррекции фонетико-фонематических нарушений у дошкольников со стертой дизартрией. - СПб., 2005.
5
ISSN 2Э04-120Х
ниепт
научно-методический электронный журнал
Ежкова Н. А., Елецкая О. В. Использование спектрального анализа при оценке звукопроизношения у дошкольников с речевой патологией // Концепт. - 2015. - Спецвыпуск № 23. - ART 75278. - 0,4 п. л. - URL: http://e-koncept.ru/2015/75278.htm. - ISSN 2304-120X.
3. Позднякова Л. А. Логопедическая работа по преодолению нарушений интонационной выразительности речи у дошкольников со стертой дизартрией. - СПб., 2004.
4. Маслов Ю. С. Введение в языкознание: учеб. для филол. спец. вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1987.
5. Зиндер Л. Р. Общая фонетика: учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1979.
6. Бондарко Л. В. Звуковой строй современного русского языка. учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по специальности «Рус. яз. и литература». - M.: Просвещение, 1977.
Natalya Ezhkova,
Magistrant of Department of Logopedics, Leningrad State University of A. S. Pushkin, the tutor of GBDOU group No. 78 of Primorsky district of St. Petersburg, St. Petersburg [email protected] Olga Eletsksya,
Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor managing department of logopedics, Leningrad State University of A. S. Pushkin, St. Petersburg olga [email protected]
Using spectral analysis when assessing zvukoproiznoshenija at preschool children with speech pathology
Abstract. In article in theoretical and practical aspects modern representations on a problem of research of the proiznositelny party of the speech at preschool children with speech pathology are considered. Authors the main reveal theoretical the provisions and the principles which are been the basis for system of the logopedic diagnostics directed detection of features of a sound pronunciation at preschool children with violations of the speech.
Key words: sound pronunciation, violations of the speech, speech pathology, spectral analysis, sounds of the speech, formant.
Рекомендовано к публикации:
Горевым П. М., кандидатом педагогических наук, главным редактором журнала «Концепт»
Поступила в редакцию 13.04.15 Получена положительная рецензия 15.04.15
Received Received a positive review
Принята к публикации 15.04.15 Опубликована 04.06.15
Accepted for publication Published
© Концепт, научно-методический электронный журнал, 2015 © Ежкова Н. А., Елецкая О. В., 2015
www.e-koncept.ru
6
