随着计算机编程成为劳动力中越来越有价值的技能，人们更需要了解人们如何最有效地学习编码。
统计数据显示，在美国参加编程入门课程的学生中，有多达 50% 的学生最终辍学，这表明编码的学习方式与教学方式不匹配。华盛顿大学3月5日发表在《科学报告》（Scientific Reports）上的一项新研究探讨了这个问题。
研究人员记录了不同技能的程序员在阅读用Python（一种编程语言）编写的代码行时的电生理大脑反应。大脑对代码语法（形式）和语义（含义）的查看错误的反应似乎与流利的读者逐字处理句子时发生的反应相同，这支持了人们学习计算机和自然语言的方式之间的相似之处。
威斯康星大学新闻采访了合著者威斯康星大学心理学教授Chantel Prat和威斯康星大学心理学博士毕业生Chu-Hsuan （Iris） Kuo，了解他们的研究、计算机编程教学的未来等。
Iris Kuo：将编程作为扫盲的想法是我们想要关注的。我们希望从语言学习的角度，特别是从第二语言学习的角度来学习编程。我们已经学到了很多关于第二语言容易或难以学习的原因，以及为什么有些人擅长它而有些人却很挣扎。现在我们正在将这个镜头应用到编程中。如果我们能从不同的角度来看待这个话题，也许我们可以解决一些神话或提出新的问题。
Chantel Prat：将编程作为未来的素养的想法很重要。劳动力对编程的需求和愿望越来越大——截至 2016 年，超过 20% 的列出工作需要编码技能。它曾经是软件工程师所拥有的这种利基技能，但现在它是所有STEM领域的核心。编码是就业的潜在瓶颈，但编程入门仍然是这些臭名昭著的高辍学率的难课程之一。这也是一个性别差距比其他领域缩小得更慢的领域。
每个人都想告诉你成为一名优秀的程序员需要什么，但他们的许多想法并没有得到科学的证实。他们中的许多人都与文化相关的观念联系在一起，即谁已经是一名优秀的程序员。我们知道很多关于为什么以及为谁学习自然语言困难或为什么学习阅读困难。现在的问题是，我们能否利用这些专业知识来开始了解具有不同专业知识水平的人如何理解代码？
IK：在第二语言学习社区中，有很多文献使用与事件相关的电位（ERP），我们将传感器放在人们的头上，并记录他们对不同刺激的电活动。在这种情况下，他们正在读取代码。有两个不同的标记表明某人正在处理意义，以及某人何时处理形式，例如语法。我们想使用这两个指标来查看某人在阅读代码时是否会以同样的方式做出反应。
如果你是一门语言的母语人士，或者你真的很熟练，你倾向于用一种叫做N400的大脑反应标记来对意义错误做出反应。您还倾向于使用称为 P600 的标记对语法错误做出反应。你对一门语言越熟练，这些标记就越明显。当你第一次学习一门语言时，你可能能够识别出一个句子的错误，但你可能无法自动处理一些含义或语法错误。你的大脑需要时间来学习这些语法规则。较新的第二语言学习者倾向于使用 N400 标记来响应大多数错误，即使错误是语法错误。随着时间的流逝，他们学会了区分意义错误和语法错误。
我们想看看在具有广泛专业知识的人中编码是否会发生这样的事情。虽然所有参与者都对代码中的含义和形式错误做出了反应，但他们的专业水平越高，他们对错误的反应就越强烈和独特。这与我们传统上在第二语言学习者中看到的情况相吻合，在第二语言学习者中，您在自然语言方面的专业知识越多，您对错误就越敏感。这是第一项意识到我们可以在编码中使用这些神经标记的研究，并且人们会逐步处理代码。
CP：最初认为 N400 和 P600 标记是特定于语言的。在很长一段时间里，它们是理解与语言理解相关的大脑过程的黄金标准。当研究表明你可以在某些情况下找到它们用于音乐和数学时，这是一件大事。因此，这些标记不是特定于语言的;它们是关于创造意义以及我们如何理解我们逐渐吸收的东西。
我们的研究表明，例如，当有人阅读一行带有括号而不是括号的代码时，他们的大脑的反应方式与阅读动词结尾错误的句子时的反应相同。事实上，随着专业知识的增加，对形式和意义的敏感性的进步遵循与第二语言学习相同的模式，这是我们希望发现的，但它仍然非常令人兴奋！
IK：我们从编码语言Python开始，因为它是发展最快的编程语言之一，也是人们学习的简单语言之一。它被设计成对读者非常友好。但现实情况是，还有数百种其他编程语言服务于不同的目的。有些编程语言更难或更容易学习，就像自然语言一样。我们正在努力更广泛地研究大脑，看看我们的结果是否可以用其他语言复制。我认为这可能会影响我们的教学方式。
假设一门语言更依赖于结构，你能像教 Python 这样的东西一样教它吗？如果我们想从语言学习的角度来看待它，我们将如何调整它以适应像 Java 这样的东西，这对某些人来说可能更难学习？
CP：至少从 1980 年代开始，人们就一直在谈论编程的教学方式和最好的学习方式之间的差距。编码教育起源于工程文化，特别是软件工程文化。展望未来，有充分的理由支持将编码作为学习语言的想法，就像学习与计算机交谈一样。它应该像一门语言一样教授，你有学习语法的元素，但你也有很多练习和“对话”课程，你可以在小组中生成代码。这也创造了使用编码课程来满足第二语言要求的选项。对于计算机编程教育来说，可能没有一个放之四海而四海而受益的最佳实践，但我认为通过第二语言学习模型了解不同人的学习方式是有用的。
这项研究由海军研究办公室学习认知科学计划资助。
欲了解更多信息，请联系 [email protected] 的 Kuo 和 [email protected] 的 Prat。
新闻旨在传播有益信息，英文版原文来自https://www.washington.edu/news/2024/04/23/qa-uw-research-shows-neural-connection-between-learning-a-second-language-and-learning-to-code/