学编程会拉低数学成绩,巴黎大学跟踪1500个小学生得出结论
“怎么培養(yǎng)數(shù)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(shù)學都挺好的。
巴特,反轉來了。
來自巴黎大學的研究人員發(fā)現(xiàn),小學生改用編程課學數(shù)學后,對成績不僅沒有明顯幫助,甚至會產(chǎn)生一些負面影響。
在歐幾里得除法、加法分解、分數(shù)運算幾個方面,影響范圍為-0.16 ~ -0.21(值為負數(shù)即代表表現(xiàn)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,這里說的就是風靡少兒編程圈的Scratch,它最大的特點就是通過動畫涂鴉的表現(xiàn)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(shù)學成績……
怎么現(xiàn)在反倒成絆腳石了?
從編程邏輯轉到數(shù)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里學到的邏輯思維,轉化到數(shù)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松轉移到其他領域的。尤其在解決問題這方面,編程和數(shù)學被認為密切相關。
話雖如此,一直以來卻沒什么有力的研究證明。
為了搞清兩者之間的關系,2017年10月到2018年2月,大概4個月的時間里,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(shù)學課和普通數(shù)學課,然后對比期末成績。
教學內(nèi)容涉及三個部分,分別是歐幾里得除法、加法分解和分數(shù)。
以歐幾里得除法為例,所有小孩都需要在數(shù)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(shù)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(這里是5)的幾個跳轉和一個較短的(這里是3)通配符跳轉,移動數(shù)字條上的光標,以達到目標。
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△編程組的練習截圖
對照組的小孩則采取傳統(tǒng)方法,用剪刀把絲帶剪成幾個部分,然后寫成代數(shù)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(fā)布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游戲,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(nèi)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(nèi)容前后這七個時間點,兩組學生進行了數(shù)學測驗。
測驗內(nèi)容大體分為三年級水平的數(shù)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(chǎn)生一個全局分數(shù),并被居中和降低,以便比較不同概念的效果大小,如此一來,得到了三次測驗后的是三個因變量。
由于學生屬于各個班級,因此采用了多級模型統(tǒng)計方法,它可以將因變量歸因于正確的水平。
模型規(guī)范過程包含四個步驟:
1、對空模型的每個概念進行估計,以估計類內(nèi)方差和類間方差;
2、添加1級變量(學生特征);
3、添加2級變量(類別特征);
4、添加實驗變量(編程與傳統(tǒng)方法)。
為了擬合解釋每個知識點最終表現(xiàn)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(tǒng)計如下。
△歐幾里得除法的描述性統(tǒng)計
△加法分解的描述性統(tǒng)計
△分數(shù)的描述性統(tǒng)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(shù)對最終成績也有積極而顯著的影響,但這個效應小于前測效應。
而相比上普通數(shù)學課的小孩,上編程數(shù)學課的小孩影響都是負數(shù):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(shù))。
也就是說,對比對照組,編程組的學生進步更小。
盡管這些效應量在大型隨機試驗的預期范圍內(nèi),但效應量位于數(shù)學學習隨機試驗分布的下尾。
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(shù)學思維的學習遷移并不能自發(fā)進行。
編程和數(shù)學的關系沒那么簡單
實際上,如果從大腦活動角度來看,編程和解決數(shù)學邏輯問題時,激活的范圍也并不相同。
此前研究表明,人類大腦在處理數(shù)學邏輯問題時,主要依賴于左腦的多需求(multiple demand,MD)網(wǎng)絡的分布式網(wǎng)絡。
但是在MIT神經(jīng)科學家發(fā)現(xiàn),當人在讀代碼(Python)時,似乎同時激活了MD網(wǎng)絡的左右兩個部分。
并且,讀Scratch可視化代碼(ScratchJr)時,對右側大腦的激活程度略高于左側大腦。
也就是說,讀代碼和處理數(shù)學邏輯問題時的大腦活動并不相同。
有網(wǎng)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(shù)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(shù)學。
如果一定要把數(shù)學和編程聯(lián)系在一起,可能大家更認可的是數(shù)學對編程的影響。
有位網(wǎng)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(shù)學成績,沒法攻讀計算機學位(好在最后他還是從事了軟件開發(fā))。
(在加拿大等國家和地區(qū),大多數(shù)大學級別 CS 課程的錄取都要求了較高的數(shù)學成績,整個專業(yè)也會偏愛對數(shù)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后,數(shù)學物理都有提升。
只能說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么神乎其神、宛若是學數(shù)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(xiàn)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(jīng)驗。
研究的興趣領域為中國城市社會關系。
話說,你學編程后,數(shù)學成績有提高嘛?
總結
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