《如何培养数学逻辑思维?我们来试试编程吧?》大概这是很多人的既有认知吧。毕竟,我觉得程序员擅长数学。巴特,逆转来了。巴黎大学的研究人员发现,小学生转入编程课学习数学后,不仅对成绩没有明显帮助,甚至还产生了一些负面影响。在欧氏除法、加法分解和分数运算方面,影响范围为-0.16~-0.21(负值表示性能不如标准组)。而且,编程软件的可视化界面也会影响孩子的注意力。没错,这里要说的就是流行于少儿编程圈的Scratch。它最大的特点是通过动画涂鸦的表达方式让孩子喜欢上编程。△图源百度百科要知道,很多家长给孩子报编程班就是为了提高数学成绩……为什么现在成了绊脚石?从编程逻辑到数理逻辑是关键。其实这件事情的关键在于孩子能不能把编程学到的逻辑思维迁移到数学上。按照学习迁移的思路,一般认为计算思维和技能可以很容易地迁移到其他领域。特别是在解决问题方面,编程和数学被认为是密切相关的。话虽如此,目前还没有强有力的研究来证明这一点。为了弄清楚两者之间的关系,从2017年10月到2018年2月,在大约四个月的时间里,研究团队共招募了四五年级的2472名学生进行实验。这些学生年龄在9-11岁之间,来自46所学校的107个班级。以学校为单位,将学生随机分为两组:编程组(28所学校,68个班级,1519名学生)和对照组(18所学校,41个班级,953名学生)。简述实验方法,让两组孩子分别上编程数学课和普通数学课,然后比较最后的成绩。教学内容涉及欧氏除法、加法分解和分数三个部分。以欧几里德的除法为例,所有的孩子都需要在数学写作中构造一个等式,比如a=b*q+r。小孩子们花同样多的时间来理解新的数学概念。看教学实践的具体操作。假设有这样一道题目:把一条23cm的丝带剪成几段5cm的丝带段和一段3cm的丝带段。编程组的孩子们需要建立一个算法,使用几次指定长度的跳跃(这里是5个)和一个更短的(这里是3个)通配符跳跃来移动数字栏上的光标以达到目标。△编程组练习截图控制组小朋友采用传统的方法,用剪刀把彩带剪成几段,然后写出代数公式:23=(4*5)+3。编程组使用Scratch图形化编程。Scratch是麻省理工学院“终身幼儿园团队”于2007年推出的一款图形化编程工具,用户无需懂英文或键盘,只需要像搭积木一样玩个动画游戏,无需复杂的语法即可学习编程思维。作为少儿编程的入门课程,国内少儿编程课基本都用到。回到实验本身,两组学生分别在入学前和三个教学内容前后的七个时间点进行了数学测试。考试内容大致分为三年级水平的数学知识、计算和解题能力三个知识点,旨在衡量相同的技能。为每个测试生成一个全局分数,并将其居中和降低以比较不同概念的影响大小,从而在三个测试后产生三个因变量。由于学生属于不同的班级,因此使用了多层次模型统计方法,可以将因变量归因于正确的层次。模型规范过程包括四个步骤:1.估计空模型的每个概念,以估计类内方差和类间方差;2.增加一级变量(学生特征);3、增加2级变量(分类特征);4.添加实验变量(编程和传统方法)。为了拟合解释每个知识点最终性能的简约模型,从模型中删除了不重要的变量。模型涉及的变量的描述性统计如下。△欧氏除法的描述统计△加法分解的描述统计△分数的描述统计入学分数对期末成绩也有显着的正向影响,但这种影响小于前测效果。与普通数学课上的孩子相比,编程数学课上孩子的影响都是负面的:编程思维对最终成绩的影响平均为-0.16SD(欧氏除法)、-0.19SD(加法分解)和-0.21SD(分数)。也就是说,编程组的学生比控制组的进步更小。尽管这些效应量在大型随机试验的预期范围内,但效应量位于数学学习随机试验分布的下尾。研究人员认为,这些负面影响表明,即使在良好的教师指导和“接近迁移”假设的最佳条件下,学习从编程思维向数学思维的迁移也不会自发发生。编程和数学之间的关系并没有那么简单。事实上,从大脑活动的角度来看,编程和解决数理逻辑问题时的激活范围是不一样的。以往的研究表明,人脑在处理数理逻辑问题时,主要依赖于左半球的多需求(MD)网络的分布式网络。但麻省理工学院的神经科学家发现,当人们阅读代码(Python)时,他们似乎同时激活了MD网络的左右部分。此外,在阅读Scratch可视化代码(ScratchJr)时,右脑的激活程度略高于左脑。换句话说,阅读代码和解决数理逻辑问题时的大脑活动是不一样的。有网友看了最近的这个研究说,这个实验之所以得出意想不到的结论,可能不是编程,而是Scratch是否适合孩子学习数学。还有人提到,编程更像是一门结合了逻辑、推理等方面的学科,而不是数学。如果一定要将数学和编程联系起来,大家可能会认识到数学对编程的影响。一位网友想起了自己的一段惨痛历史——因为没有拿到加拿大大学要求的数学成绩,所以没能攻读计算机学位(幸好最后还是搞了软件开发)。(在加拿大等国家和地区,大部分大学水平的CS课程的录取要求数学成绩较高,整个专业会偏向对数学有高度热情的学生。)但不可否认的是,确实有很多人是学习编程后,数学和物理都有所进步。只能说编程肯定能帮助孩子学习一些技能,但是否会像一些机构吹嘘的那样神奇,像学习数学的捷径一样,还有待考证。该论文的第一作者和通讯作者为曾在南京大学任教的ManonLaurent。她现在是博士。在巴黎大学社会学系。曾在南京大学、康考迪亚大学、巴黎大学任教。感兴趣的研究领域是中国城市社会关系。也就是说,你学了编程之后,你的数学成绩提高了吗?
