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如何成為歌手?談絕對音感——《好音樂的科學》

大雁出版基地_96
・2016/07/23 ・3767字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 487 ・五年級

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試想有三個人在沐浴時高歌。別想歪,不是在同一個浴室裡,本書可不是那方面的書。這三個人是在某座社區中不同樓層各自的浴室裡開唱。

歌手7
《Mamma Mia》裡的招牌主題曲(Dancing Queen)。圖/Wikipedia

天生的絕對音感

金正嫦在二樓唱,一手拿著琴酒,一邊用破鑼嗓高分貝地嘶吼阿巴合唱團(ABBA)的經典金曲「Dancing Queen」。要是我們把她的聲音錄下來,跟原聲帶做個比較的話,就會發現以下兩點:

  1. 雖然音調高低起伏的位置大致正確,但不免有時高了點、有時卻又低了些。而這是我們大多數人唱歌的水準。這也正是為何我們得乖乖上班的原因。
  2. 她的起音跟原唱阿巴合唱團的不同。事實上,她的起音在鋼琴上也找不到(為什麼非要找到不可呢?)這個音不過是她從自己的音域中「隨便」抓的一個罷了,若你認真追究的話,就會發現這個音是介於琴鍵上兩個音的中間。再強調一次,我們大多數人都是這麼唱的。

而住在七樓的則是簡新歌先生,雖然他是一名受過訓練的社區唱詩班團員,但他也沒有絕對音感。幸好,為了參與這段討論,他唱的也是「Dancing Queen」。若我們將他的歌聲與原曲做個比較,就會發現上下起伏的旋律相當正確。不過,就如同樓下的那位鄰居般,他的起音跟原唱也不一樣,而是跟我們大多數人的選擇雷同──位於兩個音的中間。

在更上面 15 樓的一間浴室裡,施完美小姐也正沉浸在 70 年代的時光中,高歌著……沒錯,也是「Dancing Queen」。施小姐不但是專業歌手,且剛好擁有絕對音感。若我們拿她的演唱跟原曲比較一番後,就會發現她不但音調起伏很準確,連起音都在正確的位置上。這就表示她唱的每一個音都跟原唱一致。

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施小姐的演唱不但出色還相當少見,唯有少數人擁有絕對音感,但這並非暗指她有任何獨特的音樂天分,反倒是簡先生有可能會是更好的歌手。若將一架鋼琴搬到簡先生的浴室並起個音給他,他就能像施小姐一樣,跟阿巴合唱團所唱的完全相同的第一個音開始唱。

施小姐所展現的,其實是她能「記住」鋼琴或長笛等其他樂器上所有的音,這不過證明她在六歲前就已掌握了這項驚人的記憶能力罷了。小朋友的記性比任何人都要好,這是因為他們必須學習說話或其他各項技能,像是前一分鐘他們還坐在花園裡抓蟲吃,發出「嘰嘰咕咕」的聲音,幾個月後就能到處跑,並毫不客氣地批評餅乾難吃。

若你教小朋友唱一首歌,他們就會把歌調和歌詞學起來。所謂的「歌調」並非由特定音符所組成,而是在特定節奏下,一連串音高的上下起伏。〈黑綿羊咩咩叫〉不論從哪一個音開始唱都一樣好聽,而且別忘了,幾乎我們所有人的起音都是介於兩個鋼琴音之間

歌手8
小孩時期的記憶力能幫助他們記憶準確的音高。圖/flickr

如何培養絕對音感

只有用樂器彈奏出來的歌調,才能幫小朋友培養出絕對音感的能力。如果家長每次唱〈黑綿羊咩咩叫〉的同時,也在鋼琴上彈奏出一樣的音,那麼小朋友就會開始去記歌裡的每一個音,而不只是高高低低的旋律而已。到後來,小朋友就可能會在腦中為鋼琴上所有的音建立一整套記憶系統,甚至還會把這些音的名字學起來,像是「中央 C 上的 F 音」(中央 C 顧名思義即是位於鋼琴琴鍵中央的 C 音)。

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有趣的是,「絕對音感」的能力在歐美各國雖屬罕見,但在中國和越南等這些語言中包含有聲調的國家卻普遍得多。以這類聲調語言來發音的單字,同時擁有歌唱和說話的特性,以中文普通話來說,把一個字「唱」出來的各種音高,便成了溝通的關鍵──字音若聲調不同,意義也就不同。舉例來說,發音「ㄇㄚ」的字,若以既高且平的音高來唱或說的時候,即有「媽」的意思;但若從中等音高開始接著聲調上揚,就會變成「麻」;要是從較低的音高下降後再上揚,就會是「馬」;而當你從高音開始再往下直落,說出來的就成了「罵」了。因此,一句無辜的問話本來應是「媽!午飯好了嗎」要是聲調錯了,就很可能會變成「馬,午飯好了嗎?」。由於這類無心之過很可能會讓你落入沒飯可吃的悲慘境地。因此這些國家的小朋友在學習聲調上,要比西方人更為謹慎,而重視音高學習的結果,也就比較可能養成絕對音感的能力。

很少有西方人培養這種音符記憶的能力,是因為這項能力對他們來說不太有用。事實上,擁有絕對音感反而會有點痛苦,因為這樣一來,他們在吹起口哨或唱歌時,聽起來會與多數人不同而成了走音。不過當你是交響樂團的小提琴手,必須一邊坐計程車趕赴音樂會一邊為樂器調音時,擁有絕對音感就很有用了。同樣地,若妳是一位職業歌手,即使在荒郊野外練唱,也能確保每個音都唱對──但好處也僅止於此。缺乏實用性是我們的音樂教育從未嘗試教導絕對音感的原因。另一個主要的因素,則是年紀一旦超過六歲後,就很難養成這種能力了。

歌手 3
以絕對音感著名的美國歌手麥可·傑克森。圖/Wikipedia

即使如此,還是有不少的音樂人士以及某些一般民眾擁有部分的絕對音感,這裡指的意思是他們只記得一兩個音。例如,多數交響樂團的團員必須在每場音樂會開始前,為他們的樂器調音。這和那些擁有絕對音感且自命不凡,能獨自在計程車裡調琴的小提琴家不同。團員利用「A 音」來調音,由其中一項樂器,通常是雙簧管來奏出 A 音,而其他人跟進,這樣一來大家就能彈奏出同一個 A 音了。這畫面也就是你在交響樂演奏會前所聽到的那一陣恐怖的尖銳雜音。如此這般重複地彈奏 A 音能幫助許多樂手記住它。

部分絕對音感的能力

其他擁有部分絕對音感的例子,則跟持續地接觸特定音符或樂曲有關。有時,即使是不知道音符名稱的非專業樂手,也會有類似經驗並能記住一個或幾個音。你自己可以試試看,找出你最喜愛的幾首歌,憑記憶唱出這些歌中的第一個音,然後在一邊繼續哼唱的同時,一邊播放這些歌的 CD。很難說,搞不好你也擁有部分絕對音感。

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這類部分絕對音感不像一開始所以為的那般神奇,我們其實都能記住一個音幾秒鐘(可同時播放 CD 試試看),且短時間的記憶在經過不斷重複後,有時會變成長期記憶。

對了,如果你用手指將一隻耳朵塞住的話,唱歌或許就會準確得多,而這正是某些歌手在獨唱時會這麼做的原因。之所以產生這樣的效果,是因為我們原始的生理構造設計,會避免讓自己的聲音聽起來太大聲,以免蓋過了周遭應該注意的各種聲音,像是獅子、雪崩、關門時間等等。而用一隻手指塞住耳朵就可「加強」嘴巴與腦部之間的回饋作用,同時有助你更仔細地監聽自己的音高。你可能注意到了,在鼻塞的時候,口耳回饋作用也會增強,這樣其實還滿討厭的。話說有一次我不小心跟女友抱怨這件事,說「我的聲音真的好大啊,煩死了」;而她則挑起了一邊眉毛,回答「你終於知道我們其他人的感受了……」。

歌手5
保持音量也是很重要的。圖/flickr

我想回過頭來,想像一下前面那三位歌手唱歌時腦子裡在想什麼。但首先,你需要知道一首樂曲中各音符的高低起伏,叫做音程,而不同大小的音程則有不同的名稱。最小的音程即是鋼琴上相鄰兩個琴鍵的距離,叫做半音,而其兩倍距離的音程,則理所當然叫做全音。你不需要知道所有音程的名稱,但可以在書末最後一章〈若干繁瑣細節〉的「音程命名與辨識」中,找到它們的名字以及辨識它們的小訣竅。

所以,當這三位歌手在高歌時,下意識裡究竟在想什麼呢?

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金正嫦的腦中正在傳送以下的信號:

  • 隨便起一個音;
  • 下個音唱低一些;
  • 再下個音唱高一點……

簡新歌的腦中正在傳送以下的信號:

  • 隨便起一個音;
  • 下個音要降低一個全音;
  • 再下個音要升高三個半音……

施完美的腦中正在傳送以下的信號:

  • 唱升 C 音;
  • 降到 B 音;
  • 升到 D 音……

但是,就如我之前所說,即使施小姐唱的每個音都與 1939 年那個委員會所挑選出來的標準音相符,也不代表她就一定唱得比簡先生好。所謂的好歌手不只是把音唱對而已,還必須唱得清晰、有一定的力道,同時還得確保唱到最後一個音時不會沒氣。最重要的是,你聲音的質地會受你與生俱來的配備──亦即你的聲帶、嘴巴和喉嚨等的形狀和大小所影響。幾乎所有人在經過培訓後,都能成為一位不錯的歌手,但若真要唱得好,就必須接受訓練,「同時」擁有正確的配備。

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每年熱烈舉辦的歐洲歌唱大賽(Eurovision 2016)的其中一組參賽者。圖/Youtube

音高4

 

 

你知道最早被記錄下來的完整樂曲竟然是古希臘的搖滾樂嗎?為什麼身為亞洲人的我們,比較容易擁有「絕對音感」?從科學的角度書寫音樂的故事。 《好音樂的科學:破解基礎樂理和美妙旋律的音階秘密》,大雁文化出版。

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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資訊量過大啦!我們其實不擅長處理複雜的資訊?——《生物轉大人的種種不可思議》
商周出版_96
・2023/11/21 ・1330字 ・閱讀時間約 2 分鐘

誰不接受多樣性?

我們的成長方式具有多樣性。有人長得快,有人長得慢;有人長得高大,有人長不高。這種多樣性是「生物的策略」。不過有個東西並不接受多樣性。就是我們的大腦。

人腦不善於處理複雜的訊息。

有一個法則叫做「神奇數字七法則」,意思是:人類一次頂多只能記住七樣東西。

這是真的嗎?我們來試試看。

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請記住以下插圖,限時三十秒。

接著再看下面的圖,什麼東西不見了?

答案是不倒翁。為什麼明明十樣物品也不多,我們就是記不住呢?

再來試試下一題吧。

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雖然超過七個圖,但是這一題可能大家都記得住,因為這些圖都與《桃太郎》的故事有關。先找出關聯性,再加以歸納整理,大腦才有辦法勉強記住超過七樣東西。

大腦不擅長處理太多資訊

記憶圖畫或許比較困難,試試看數字吧。

請記住旁邊的數字,限時五秒。

怎麼樣? 是不是太簡單了點!

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下面這一組數字呢? 也是限時五秒。

上面這一題是不是也太簡單了!

下一組數字呢? 限時同樣五秒鐘。

如何?

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前兩題應該可以輕輕鬆鬆記住,但是第三題就比較不容易了吧?

你知道第三題有幾個數字嗎?

答案是八個。

只有八個!

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人類厲害到發明了電腦,我們優秀又傑出的大腦照理說應該能理解一百、一萬,甚至一億個數字。然而實際上,人腦必須費盡力氣才能記住兩隻手數得完的數字。我們的大腦本質上不擅長處理「大量」的資訊。

理解「大量」的方法

如同上述的例子,當題目是文字(圖像)時,只要歸納出《桃太郎》的故事,我們的大腦就更容易理解。

那麼數字呢?

我們來看看下面的數列。

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把亂七八糟的數字排成一列,是不是就好記很多?

如果再排成下面這樣呢?

這次是依照數字的大小排序。

我們可以看到「3」有兩個,而 1 到 9 中間缺少了「7」和「8」。經過排列和整理順序之後,人腦就比較能夠理解這些資料。我們的大腦最喜歡把東西排成一列或排順序。學校排成績也是這樣的關係吧?

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——本文摘自《生物轉大人的種種不可思議:每一種生命的成長都有理由,都值得我們學習》,2023 年 8 月,商周出版,未經同意請勿轉載。

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指甲刮黑板的聲音,為何讓人難以忍受?
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2023/10/22 ・2522字 ・閱讀時間約 5 分鐘

  • 朱家瑩/雅文基金會聽語科學研究中心 研究員

想像一下當你聽到手指甲刮著黑板產生的摩擦聲,或者是拿著叉子摩擦著不鏽鋼碗的聲音,抑或是小孩的哭叫聲,有沒有哪一個聲音會讓你全身起雞皮疙瘩,想要用手摀住耳朵,甚至是情緒爆炸、只想要遠離現場呢?這些讓人不適的聲音,是有其特有的聲學特質?或是其他緣故呢?

想像一下指甲刮黑板的聲音。圖/Pexels

不是尖銳、高頻音就刺耳,而是流淌在你我血液的祖先智慧

一般認為,令人不適的聲音是因為刺耳的高頻聲,尤其像是手指甲刮黑板時所產生的摩擦聲,其中那種「ㄍㄧ ㄍㄧ ㄍㄧ」的聲音,似乎是造成不適感的主因。

然而,Halpern、Blake 和 Hillenbrand(1986)這三位研究者對於這個現象感到好奇,因此他們進行了一項實驗 [1],他們將那些令人不適聲音(如:刮金屬或石板的聲音)中的高頻音減弱。

結果顯示,即使減弱尖銳的高頻聲音,受試者仍然感到不適,因而主張尖銳的高頻音並不是造成不適感的主因。接續 Halpern 等人在企圖尋求答案時,意外發現刮黑板的聲音頻譜圖跟靈長類猴子的警告叫聲非常相似,因而大膽推測這個不適感並非高頻音造成的,而是源於人類祖先的記憶。

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人類對特定頻率區間的聲音感知最敏感,加上跨感官的連結,讓人聽到某些音就不適

可惜,到底是不是來自老祖先的智慧傳承,這點未獲得後續研究的支持。另一方面,Kumar 等人(2008)進一步以聲學分析探究是否是因特定頻率導致聆聽的不適感時,發現聲音中涵蓋 2500-5500 赫茲這個頻率區間的聲學頻率似乎特別容易引起聽者的不適感 [2]

有沒有哪一個聲音會讓你全身起雞皮疙瘩,想要用手摀住耳朵?圖/Pexels

他們推測這可能是因為這個頻率範圍的聲音感知上最為強烈,同時也具有最高的能量,因此使得聽覺系統特別對這些頻率的聲音敏感。

但是,我們平常聊天談話中也涵蓋了這個頻率範圍的聲音,除了頻率之外,是不是還有其他因素造成對某些聲音的不適感呢?

Ro 等人(2013)發現當聽到聲音時,聲音進入大腦的聽覺皮質同時,會傳遞訊號到觸覺感官系統,啟動了觸覺感官,讓聽者聽到聲音時,「感覺」到自己的皮膚彷彿被指甲刮的刺痛感 [3]

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聽聲音會啟動身體觸覺感官系統並非只存在刮黑板這類聲音,有些人在聽到音樂聲,像是聽到低音貝斯的聲音時,也會感覺到自己的身體也在震動,甚至感受到皮膚的不適感 [4、5]

也許因為這個跨感官的訊號傳遞,讓身體的其他部位也出現不適的感受,才會讓聽者對於這些聲音感到不適。

當感知到令人不適的聲音,杏仁核會依據習得經驗,決定是否啟動保護機制!

Zald 與 Pardo(2002)發現當聽到讓人感到不適的聲音刺激時,大腦中的杏仁核(amygdala)會高度活化 [6],而杏仁核在大腦中負責掌控恐懼、焦慮、害怕等負面情緒,換句話說,當聲音訊息抵達杏仁核時,它會誘發情緒反應,進而導致我們做出不同行為反應 [7]

杏仁核的啟動是大腦的一種保護機制,透過過往的經驗連結學習會對讓人不適的聲音發出警報[8] ,當聽者遇到可能危及安全的聲音時,杏仁核就會發出警報。

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例如,當聽到車子緊急剎車的聲音時,這個聲音傳送到杏仁核,會進而引起我們想要逃離的反應,或者產生對駕駛者行為的憤怒反應。

由於杏仁核在聆聽這些聲音時會高度活化,Kumar 等人(2012)進一步試圖了解在聆聽令人不適的聲音時,杏仁核在大腦中扮演著怎樣的角色,以及聲音資訊如何被傳遞到杏仁核。

他們的研究結果顯示,聲音刺激會最先傳送到聽覺皮質(auditory cortex)進行聲學訊息處理和分析,解碼聲音所代表的意義,例如,聽到「ㄍㄧ」的剎車聲,解碼出來的是來自汽車或者腳踏車的剎車聲。聽覺皮質處理完畢後,將資訊傳遞到杏仁核,當杏仁核接收到來自聽覺皮質的訊號後,依據這些訊息及過去經驗發出警報 [8],誘發恐懼、焦慮或憤怒等負面情緒,並可能促使進一步的行為反應,像是尖叫、摀住耳朵,或逃離現場。

舉例來說,如果是汽車的剎車聲,基於過去的經驗,可能存在危險,因此可能會誘發恐懼情緒,並引發立馬逃離現場的行為舉動。

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有些人基於過去的經驗,聽到汽車的剎車聲,可能會誘發恐懼情緒。圖/Pexels

然而,如果解碼後的聲音是腳踏車的剎車聲,根據過去的經驗,可能不會有危及生命的危險,因此即便會觸發閃躲的動作行為,但負面情緒可能不如汽車剎車聲來的強烈,可能只會憤怒的罵騎車的人不長眼。

聽到某些聲音,讓人立馬想逃或想戰,也許這個過往的經驗是來自遠古時代祖先的傳承,但更可能是因為聽到這些聲音時,觸覺感官系統被啟動了,身體上「感覺」到不適,所以當不適的聲音再次出現時,杏仁核的活化反應就更增強,讓我們除了單純的接收到聲音之外,也產生了身體及情緒上的反應。

參考文獻

  1. Halpern, D. L., Blake, R., & Hillenbrand, J. (1986). Psychoacoustics of a chilling sound. Perception & Psychophysics39, 77-80.
  2. Kumar, S., Forster, H. M., Bailey, P., & Griffiths, T. D. (2008). Mapping unpleasantness of sounds to their auditory representation. The Journal of the Acoustical Society of America124(6), 3810-3817.
  3. Ro, T., Ellmore, T. M., & Beauchamp, M. S. (2013). A neural link between feeling and hearing. Cerebral cortex, 23(7), 1724-1730.
  4. Koenig, L., & Ro, T. (2022). Sound Frequency Predicts the Bodily Location of Auditory-Induced Tactile Sensations in Synesthetic and Ordinary Perception. bioRxiv.
  5. Lad, D., Wilkins, A., Johnstone, E., Vuong, Q.C. (2022). Feeling the music: The feel and sound of songs attenuate pain. British Journal of Pain, 16(5), 518-527. 
  6. Zald, D. H., & Pardo, J. V. (2002). The neural correlates of aversive auditory stimulation. Neuroimage16(3), 746-753.
  7. LeDoux, J. E. (2000). Emotion circuits in the brain. Annual review of neuroscience23(1), 155-184.
  8. Kumar, S., von Kriegstein, K., Friston, K., & Griffiths, T. D. (2012). Features versus feelings: dissociable representations of the acoustic features and valence of aversive sounds. Journal of Neuroscience, 32(41), 14184-14192.
雅文兒童聽語文教基金會_96
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雅文基金會提供聽損兒早期療育服務,近年來更致力分享親子教養資訊、推動聽損兒童融合教育,並普及聽力保健知識,期盼在家庭、學校和社會埋下良善的種子,替聽損者營造更加友善的環境。