想學編程?數學天賦好遠不如語言天賦好

澎湃新聞 發佈 2020-03-04T07:04:21+00:00

根據這篇3月2日發表在《科學報告》上的論文,語言天賦比數學知識、計算能力更能預測一個人能否學好編程。

作為一種熱門就業技能,想學編程的人不少。美國華盛頓大學的一項新研究反駁了一種主流刻板印象:數學好的人擅長編程。

根據這篇3月2日發表在《科學報告》上的論文,語言天賦比數學知識、計算能力更能預測一個人能否學好編程。

從本質上來說,程序語言算是一種「外語」,你需要學習這門語言的「詞彙」和「語法」,結合起來用於交流和表達某種意思。因此,與語言能力相關的認知功能,如工作記憶、問題解決等,在學習編程過程中起到關鍵作用。

領導研究的華盛頓大學學習與腦科學研究所的心理學副教授布拉特(Chantel Prat)認為,這個實驗還在性別平權方面有重要意義。

「數學好」是一個男性化的刻板印象,而「語言能力強」是一個女性化的刻板印象。目前大學的編程課程過於強調數學基礎,塑造出了一門偏「男性化」的學科。

研究的實驗對象為一組從未學過編程的英語母語者,年齡在18至35歲之間。

在學習編程之前,實驗對象們首先接受了5分鐘的腦電圖掃描,記錄閉眼放鬆時的腦電活動。普拉特曾在一項過去的研究中顯示,大腦安靜時的神經活動模式可以在60%的程度上判斷一個人學習一門外語(該案例為法語)的速度。

普拉特認為,這類指標與文化無關,可以衡量一個人的學習方式。

接著,參與者們進行8種不同的測試,分別用於測試算數能力、語言能力、注意力、問題解決能力和記憶力等指標。

完成前期評估後,他們共同學習一種時下最熱門的程式語言:Python。該計算機語言在大數據和人工智慧領域的地位很突出。

學習工具為一種在線教育軟體,共10節課,每節課45分鐘。每節課都會教授一個編碼的重點概念,如if/then條件語句等。課後,用戶需通過小測試以進入下一節課,遇到問題時可請求提示和幫助。

在鏡像螢幕上,研究人員可以追蹤到每個人的學習進度,計算出他們的「學習率」、掌握速度、答題準確性和請求幫助的次數。

所有10節課結束後,參與者們進行了多項關於函數(Python的「詞彙」)和編程結構(Python的「語法」)的測試。最終的考題則是編寫一個簡單的遊戲程序,也是一項主流的Python入門考核:石頭、剪刀、布。

總的來說,華盛頓大學這項實驗採集到的測試指標,一共可以解釋Python學習過程中70%的差異。

實驗結果顯示,相比起計算能力來,語言能力、推理能力、工作記憶更好地預測Python的學習成果。其中,語言能力測試那一項是最強的預測因子。

計算能力只能解釋Python學習過程中2%的差異。

同時,就像能預測學法語的速度,安靜時的腦電波也可預測掌握Python的速度。

普拉特提到,研究的下一步可能是探索語言能力與更複雜的程式語言(如Java)、更複雜的編程題目之間的關係。

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