男生天生比女生擅长数学？生物学证据否认这种说法

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利用功能性磁共振成像技术，科学家发现男孩和女孩在发展数学能力时用的是相同的神经系统，在相应的神经功能上具有显著的相似性。但是由于环境的影响，性别上的差异的确可能在以后的发展中出现。 本文首发于南方周末未经授权 不得转载

文 | 南方周末记者 王江涛

责任编辑 | 朱力远

“男生的数学成绩总体比女生好，因为男生天生比女生擅长数学。”类似的说法在中外都很流行，而当老师、学生、家长在自己生活中经常看到男生数学成绩比女生好时，更是会不断加深这种认识。在中国高中文理分科的年代里，这一现象还进一步发展出“男生适合学理科，女生适合学文科”“成绩好的学理科，成绩不好的学文科”等说法，甚至文科数学题默认会比理科数学题要简单。但是，真的是这样吗？最近，科学家给出的生物学证据否认了这种说法。他们利用功能性磁共振成像技术（fMRI）对大脑的测量，发现男孩和女孩在发展数学能力时用的是相同的神经系统，在相应的神经功能上具有显著的相似性。1

明确的相似性证据

这一研究发表在2019年11月的《学习科学》杂志上（Science of Learning）。在芝加哥大学从事心理学研究的艾丽莎克西（Alyssa J. Kersey）是该研究的第一作者，她告诉南方周末记者，这项研究的独特之处在于，在统计中不仅量化了性别的差异，还量化了性别的相似性。这在同类研究中是罕见的，因为以往宣称“相同性”很多是基于缺乏差异性的证据，而她们则明确地给出了相似性的证据。通过对104名3至10岁低龄儿童学习数学时大脑神经活动情况的测量，并对比63名成年人的相应情况，研究者将每个儿童的神经活动情况都和其他所有儿童、成人样本对比了一遍。将儿童与成年人对比是为了通过“神经成熟度”这一维度客观认识和对比儿童相应神经功能发育情况，而利用低龄儿童做实验，能更好地了解处理数学问题的生物学特征是否在人成长发育之处体现出差异。学习数学的活动通过观看相关数数、加法等教学视频进行。研究者认为，如果男女在涉及数学的神经活动上自童年起就具有生物学差异的话，那这些差异在大脑里应该是显而易见的，但是她们在对全脑，尤其是负责处理数字的大脑神经网络系统进行了特别分析后，都没有发现明显的不同。既然生物学特征没有差距，那一些统计中发现的男生比女生数学成绩好的情况，该如何解释呢？艾丽莎克西向南方周末记者分析，“性别上的差异的确可能在日后的发展中出现，然而，在这点上，你无法将性别的生物学影响从环境因素中区分开。”“例如，相对于女孩，老师可能在课堂上更多地鼓励男孩学数学，并且，可能还会给男孩更多的有用的反馈。”艾丽莎克西分析，现在观察到的差异，很可能受到了社会文化因素的影响，为此，“家长和老师应注意确保自己对数学的态度以及对什么人更擅长数学的信念不会限制女孩去追求数学和科学的机会。”这就像虽然统计数据显示农村学生上重点大学的比例远低于城市学生，但并不能据此得出农村学生天生不擅长学习和考试。如果老师和家长都对“男生适合学理科，女生适合学文科”这样的说法深信不疑，那么女孩在学习数学等科目时很难不受到影响。更何况数学是这样一门已经被广泛地认为比较难的学科。2

数学焦虑的影响

不断强化的焦虑情绪可能在造成男女数学成绩差异问题上也起着作用。2019年11月，哥伦比亚大学心理学家思安贝洛克（Sian L. Beilock）发表的一项关于数学焦虑的实验，第一次在控制了数学能力差异以及其他混杂因素的情况下，观察了焦虑对相关行动的影响。他们让实验参与者完成一系列决策任务，大致是抽题解决问题，有两张卡片，一张上面标记着“简单”，一张上面标记着“困难”，简单题如果答对只给固定的一种金额的奖励，难题则在这一奖励基础上，还设置了其他四种梯度的更高的奖励，当然，不同奖励对应着不同的题。这些题有不同难易程度的数学题和单词题，待参与者答题后，公布答案，并根据答题对错情况发给奖励。对实验参与者还测量他们对数学的焦虑情况，用的是1989年就开发的一个经典数学焦虑量表。这个问卷设置了人们可能面对的关于数学的二十多种情境，回答者针对每种情境记录自己的焦虑水平，这些情境包括：想到马上要数学考试了、做数学家庭作业、收到数学考试成绩单、解决数字相关问题、听到别的同学解释数学公式等等。这些综合起来可以反映出一个人对数学的焦虑程度，而选择难题的种类和程度可以将人的行为区分开。实验在排除了多种可能存在的误差后，发现数学焦虑程度与回避数学的行为之间有显著的关系，数学焦虑水平更高的人会更倾向于避开数学题，即便那会有更高的回报。思安贝洛克等人认为，这可能是因为那些人在数学上有失败、恐惧或屈辱等不好的经历，所以对数学表现得消极甚至感到痛苦。也可能是觉得在数学上付出与回报不成比例，因此基于经济理性，不愿在数学上投入。这一研究发表在《科学进展》（Science Advances）上。就常见的必修科目而言，数学相比语言、历史等重视表达、记忆和思辨的科目来说，很多时候只有一个正确答案，既需要完全理解，又要保证不算错，一知半解或粗心大意都可能导致产出为零。这些可能导致了一些人的焦虑。而同样在最近，佛罗里达国际大学的研究团队在研究了一群物理学专业本科学生后指出，对数学、技术、工程等偏理工科内容的焦虑具有性别差异，相比而言女生更容易焦虑，但无论男女，这些焦虑不是固定的，而是会随着学习进展的情况而变化。他们也同意目前数学、科学、工程等STEM就业领域出现的男多女少的情况，以及相关的焦虑的差异，很可能是因为经历了不同的学习环境、社会期待和机会等导致的，从中小学开始，就为女孩创造一个更公平、平等的教育环境，是很重要的。3

减少数学焦虑

2019年12月3日，经合组织发起的国际学生评估计划（PISA）2019年评估结果发布，这项测评就包含有数学，主要衡量15岁的学生在大量描述、预测和解释的应用场景中去运用数学的素养。因为是多国参加，且自2000年以来已评估了7次，虽然该评估的科学性颇受质疑，但横向纵向的分析自然免不了。其中，数学成绩上男生比女生有优势的结论就很普遍。再往前看，“数学表现上男生为什么整体上比女生强”，作为一个学术问题，早在1980年代就已经讨论得很多了。比较有代表性的是1980年12月，《科学》杂志（Science）上的追问：数学能力上的性别差异：事实还是假象？该研究数据支持男生在数学能力上更有天赋，但当时也指出差异会受到环境因素影响。其后大量研究聚焦于此，探讨差异产生的自然和社会因素等，“男生更适合学数学”这样的说法也更加盛行，但能支持性别差异的生物学证据并不多。由成绩差异推导出的性别差异虽然看起来很合理，但直接解释成天赋等生物学因素使然则缺乏严密的逻辑。芝加哥大学艾丽莎克西等人的最新研究更是用大脑的神经生物学证据否定了优势是天生的这类说法，而这类证据近年来越来越多，提示着老师、家长和学生们应考虑放弃“男生适合学理科，女生适合学文科”之类的说法。2019年，教育部考试中心的关丹丹在分析了中国2009至2019年三次PISA测试数学成绩后，就认为中国中学生的数学成绩总体上没有性别差异，只是男生获得高分的比例略高于女生。其他国家的PISA数学成绩也有女生总体高于男生的情况。这些都显示后天受教育环境的因素可能才是差异的重要原因。2019年3月，剑桥大学的一项关于中小学生数学焦虑的调查也指出，老师和父母可能在无意之间影响了孩子的数学焦虑情况，而且女孩更容易受到影响。教学方法的变化、师生人际关系的变化，还有中小学衔接过渡后，突然增加的压力和课业负担等，通过数学焦虑这一因素可能会影响数学成绩。甚至接着出现成绩越差越焦虑这样的恶性循环。如何减少对数学的焦虑，让学生更乐于探索数学，可能是当前一个需要引起重视的问题。对于女孩，更是应避免将性别刻板印象从小施加在她们身上，阻断她们更多的发展可能。其他人都在看：

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