學編程會拉低數學成績，巴黎大學跟蹤1500個小學生得出結論_風聞

　　明敏 衡宇 發自 凹非寺

　　量子位 | 公眾號 QbitAI

　　“怎麼培養數學邏輯思維？來點編程試試？”

　　大概這是很多人的既有認知，畢竟感覺程序員們的數學都挺好的。

　　巴特，反轉來了。

　　來自巴黎大學的研究人員發現，小學生改用編程課學數學後，對成績不僅沒有明顯幫助，甚至會產生一些負面影響。

　　在歐幾里得除法、加法分解、分數運算幾個方面，影響範圍為**-0.16 ~ -0.21**（值為負數即代表表現不如標準組）。

　　而且編程軟件的可視化界面，還影響了孩子的注意力集中能力。

　　沒錯，這裏説的就是風靡少兒編程圈的Scratch，它最大的特點就是通過動畫塗鴉的表現方式，讓小孩子喜歡上編程。

　　****△圖源百度百科

　　要知道，很多家長給小孩報編程課就是為了提高數學成績……

　　怎麼現在反倒成絆腳石了？

　　從編程邏輯轉到數學邏輯才是關鍵

　　其實這事兒的關鍵就是，小孩子們到底能不能把從編程裏學到的邏輯思維，轉化到數學方面。

　　按照學習遷移的思路，通常認為計算機思維和技能是能夠輕鬆轉移到其他領域的。尤其在解決問題這方面，編程和數學被認為密切相關。

　　話雖如此，一直以來卻沒什麼有力的研究證明。

　　為了搞清兩者之間的關係，2017年10月到2018年2月，大概4個月的時間裏，研究團隊招募了四、五年級共2472名學生進行實驗。

　　這些學生年齡在9-11歲之間，來自46所學校的107個班級。

　　以學校為單位，學生隨機分配到兩個組別：編程組（28所學校，68個班級，1519人）和對照組（18所學校，41個班級，953人）。

　　簡述一下實驗方法，就是讓兩組小孩分別上編程數學課和普通數學課，然後對比期末成績。

　　教學內容涉及三個部分，分別是歐幾里得除法、加法分解和分數。

　　以歐幾里得除法為例，所有小孩都需要在數學寫作中構造一個方程，如a = b*q + r。小孩們花了同樣的時間來理解新的數學概念。

　　看看教學實踐的具體操作。

　　假設有這樣一道題目：

　　把23cm的絲帶切割，分成幾個5cm的絲帶段和一個3cm的絲帶段。

　　編程組的小孩需要構建一種算法，使用指定長度（這裏是5）的幾個跳轉和一個較短的（這裏是3）通配符跳轉，移動數字條上的光標，以達到目標。

　　****△編程組的練習截圖

　　對照組的小孩則採取傳統方法，用剪刀把絲帶剪成幾個部分，然後寫成代數公式：23 = (4*5) + 3。

　　介紹一下，編程組小孩用的是Scratch圖形化編程。

　　Scratch是MIT“終身幼兒園團隊”在2007年發佈的一種圖形化編程工具。使用者可以不會英語，也可以不會鍵盤，只要玩一個類似搭積木的動畫遊戲，就能避開復雜語法來學習編程思維。

　　作為少兒編程入門課程，國內少兒編程班用的基本都是它。

　　回到實驗本身，在入學前、三個教學內容前後這七個時間點，兩組學生進行了數學測驗。

　　測驗內容大體分為三年級水平的數學知識、計算和解決問題的能力這三個知識點，旨在衡量相同技能。

　　每次測驗都會產生一個全局分數，並被居中和降低，以便比較不同概念的效果大小，如此一來，得到了三次測驗後的是三個因變量。

　　由於學生屬於各個班級，因此採用了多級模型統計方法，它可以將因變量歸因於正確的水平。

　　模型規範過程包含四個步驟：

　　1、對空模型的每個概念進行估計，以估計類內方差和類間方差；

　　2、添加1級變量（學生特徵）；

　　3、添加2級變量（類別特徵）；

　　4、添加實驗變量（編程與傳統方法）。

　　為了擬合解釋每個知識點最終表現的簡約模型，模型中刪除了非顯著變量。模型中涉及變量的描述性統計如下。

　　****△歐幾里得除法的描述性統計

　　****△加法分解的描述性統計

　　****△分數的描述性統計

　　研究結果顯示，每個知識點的前測得分對最終成績有顯著的正向影響；入學分數對最終成績也有積極而顯著的影響，但這個效應小於前測效應。

　　而相比上普通數學課的小孩，上編程數學課的小孩影響都是負數：編程思維對最終性能的平均影響為−0.16 SD（歐幾里得除法）、−0.19 SD（加性分解）和−0.21 SD（分數）。

　　也就是説，對比對照組，編程組的學生進步更小。

　　儘管這些效應量在大型隨機試驗的預期範圍內，但效應量位於數學學習隨機試驗分佈的下尾。

　　研究人員認為，這些負面影響表示出，即使在老師指導水平不賴、且擁有“近遷移”假設的最佳條件下，從編程思維到數學思維的學習遷移並不能自發進行。

　　編程和數學的關係沒那麼簡單

　　實際上，如果從大腦活動角度來看，編程和解決數學邏輯問題時，激活的範圍也並不相同。

　　此前研究表明，人類大腦在處理數學邏輯問題時，主要依賴於左腦的多需求（multiple demand，MD）網絡的分佈式網絡。

　　但是在MIT神經科學家發現，當人在讀代碼（Python）時，似乎同時激活了MD網絡的左右兩個部分。

　　並且，讀Scratch可視化代碼（ScratchJr）時，對右側大腦的激活程度略高於左側大腦。

　　也就是説，讀代碼和處理數學邏輯問題時的大腦活動並不相同。

　　有網友看了最近的這項研究也表示，這次實驗之所以會得出一個出乎意料的結論，關鍵點或許不在編程上，而是Scratch到底適不適合小孩拿來學數學。

　　還有人提到，編程更像是結合邏輯、推理等方面的學科，而不是數學。

　　如果一定要把數學和編程聯繫在一起，可能大家更認可的是數學對編程的影響。

　　有位網友就想到了自己的辛酸史——

　　他因為沒有拿到加拿大大學要求的數學成績，沒法攻讀計算機學位（好在最後他還是從事了軟件開發）。

　　（在加拿大等國家和地區，大多數大學級別 CS 課程的錄取都要求了較高的數學成績，整個專業也會偏愛對數學有高度熱情的同學。）

　　但不可否認的是，的確有很多人在學了編程後，數學物理都有提升。

　　只能説編程肯定能幫助小孩學到一些技能，但會不會像一些機構吹得那麼神乎其神、宛若是學數學的捷徑，這事兒還有待驗證。

　　一作曾在南京大學任教

　　本篇論文的一作及通訊作者為Manon Laurent。

　　她現在是巴黎大學社會系的博士。此前曾在南京大學、康考迪亞大學、巴黎大學有過任教經驗。

　　研究的興趣領域為中國城市社會關係。

　　話説，你學編程後，數學成績有提高嘛？

　　參考鏈接：

　　[1]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959475222000883#!

　　[2]https://www.publicbooks.org/author/manon-laurent/

　　[3]https://news.ycombinator.com/item?id=32728636

　　[4]https://www.cessma.org/LAURENT-Manon