视点·观察|学编程会拉低数学成绩巴黎大学跟踪1500个小学生得出结论学编程会拉低数学成绩|巴黎大

“怎么培养数学逻辑思维？来点编程试试？”大概这是很多人的既有认知，毕竟感觉程序员们的数学都挺好的。巴特，反转来了。来自巴黎大学的研究人员发现，小学生改用编程课学数学后，对成绩不仅没有明显帮助，甚至会产生一些负面影响。
在欧几里得除法、加法分解、分数运算几个方面，影响范围为-0.16 ~ -0.21（值为负数即代表表现不如标准组）。而且编程软件的可视化界面，还影响了孩子的注意力集中能力。
没错，这里说的就是风靡少儿编程圈的 Scratch ，它最大的特点就是通过动画涂鸦的表现方式，让小孩子喜欢上编程。

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△ 图源百度百科
要知道，很多家长给小孩报编程课就是为了提高数学成绩…… 怎么现在反倒成绊脚石了？
从编程逻辑转到数学逻辑才是关键
其实这事儿的关键就是，小孩子们到底能不能把从编程里学到的逻辑思维，转化到数学方面。按照学习迁移的思路，通常认为计算机思维和技能是能够轻松转移到其他领域的。尤其在解决问题这方面，编程和数学被认为密切相关。
话虽如此，一直以来却没什么有力的研究证明。
为了搞清两者之间的关系， 2017 年 10 月到 2018 年 2 月，大概 4 个月的时间里，研究团队招募了四、五年级共 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。

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以学校为单位，学生随机分配到两个组别：编程组（28 所学校， 68 个班级， 1519 人）和对照组（18 所学校， 41 个班级， 953 人）。简述一下实验方法，就是让两组小孩分别上编程数学课和普通数学课，然后对比期末成绩。
教学内容涉及三个部分，分别是欧几里得除法、加法分解和分数。以欧几里得除法为例，所有小孩都需要在数学写作中构造一个方程，如 a = b*q + r 。小孩们花了同样的时间来理解新的数学概念。看看教学实践的具体操作。
假设有这样一道题目：

把 23cm 的丝带切割，分成几个 5cm 的丝带段和一个 3cm 的丝带段。
编程组的小孩需要构建一种算法，使用指定长度（这里是 5）的几个跳转和一个较短的（这里是 3）通配符跳转，移动数字条上的光标，以达到目标。

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△ 编程组的练习截图
对照组的小孩则采取传统方法，用剪刀把丝带剪成几个部分，然后写成代数公式：23 = (4*5) + 3 。介绍一下，编程组小孩用的是 Scratch 图形化编程。
Scratch 是 MIT“终身幼儿园团队”在 2007 年发布的一种图形化编程工具。使用者可以不会英语，也可以不会键盘，只要玩一个类似搭积木的动画游戏，就能避开复杂语法来学习编程思维。作为少儿编程入门课程，国内少儿编程班用的基本都是它。

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回到实验本身，在入学前、三个教学内容前后这七个时间点，两组学生进行了数学测验。测验内容大体分为三年级水平的数学知识、计算和解决问题的能力这三个知识点，旨在衡量相同技能。
每次测验都会产生一个全局分数，并被居中和降低，以便比较不同概念的效果大小，如此一来，得到了三次测验后的是三个因变量。由于学生属于各个班级，因此采用了多级模型统计方法，它可以将因变量归因于正确的水平。
模型规范过程包含四个步骤：

1、对空模型的每个概念进行估计，以估计类内方差和类间方差；

2、添加 1 级变量（学生特征）；

3、添加 2 级变量（类别特征）；

4、添加实验变量（编程与传统方法）。
为了拟合解释每个知识点最终表现的简约模型，模型中删除了非显著变量。模型中涉及变量的描述性统计如下。

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△ 欧几里得除法的描述性统计

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△ 加法分解的描述性统计

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△ 分数的描述性统计
研究结果显示，每个知识点的前测得分对最终成绩有显著的正向影响；入学分数对最终成绩也有积极而显著的影响，但这个效应小于前测效应。
而相比上普通数学课的小孩，上编程数学课的小孩影响都是负数：编程思维对最终性能的平均影响为?0.16 SD（欧几里得除法）、?0.19 SD（加性分解）和?0.21 SD（分数）。也就是说，对比对照组，编程组的学生进步更小。

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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，这些负面影响表示出，即使在老师指导水平不赖、且拥有“近迁移”假设的最佳条件下，从编程思维到数学思维的学习迁移并不能自发进行。
编程和数学的关系没那么简单
实际上，如果从大脑活动角度来看，编程和解决数学逻辑问题时，激活的范围也并不相同。此前研究表明，人类大脑在处理数学逻辑问题时，主要依赖于左脑的多需求（multiple demand ， MD）网络的分布式网络。
但是在 MIT 神经科学家发现，当人在读代码（Python）时，似乎同时激活了 MD 网络的左右两个部分。并且，读 Scratch 可视化代码（ScratchJr）时，对右侧大脑的激活程度略高于左侧大脑。也就是说，读代码和处理数学逻辑问题时的大脑活动并不相同。

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有网友看了最近的这项研究也表示，这次实验之所以会得出一个出乎意料的结论，关键点或许不在编程上，而是 Scratch 到底适不适合小孩拿来学数学。

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还有人提到，编程更像是结合逻辑、推理等方面的学科，而不是数学。

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如果一定要把数学和编程联系在一起，可能大家更认可的是数学对编程的影响。

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有位网友就想到了自己的辛酸史 —— 他因为没有拿到加拿大大学要求的数学成绩，没法攻读计算机学位（好在最后他还是从事了软件开发）。
（在加拿大等国家和地区，大多数大学级别 CS 课程的录取都要求了较高的数学成绩，整个专业也会偏爱对数学有高度热情的同学。）
但不可否认的是，的确有很多人在学了编程后，数学物理都有提升。