男孩学数学更有优势,真的是“天生”的吗?生活中,这样的看法并不少见,但科学研究提供了更细致的视角:以往有研究提示,男孩和女孩在解决数学问题时,可能偏好不同的认知策略——男孩相对更倾向于借助图像和空间关系,女孩则相对更倾向于运用语言和规则。当然,这并不是每个孩子都符合的固定模式。那么,当孩子学习需要在脑海中“拨动算珠”的珠心算时,不同的策略偏好是否会带来不同的学习收益?一项五年追踪研究,尝试回答这个问题。
针对以上问题,近期浙江大学陈飞燕教授团队在《Intelligence》上发表研究论文《Modulating gender difference in mathematical development: Abacus learning confers greater benefits on males through visuospatial working memory》,系统分析了珠心算学习对儿童数学能力发展的影响及其认知机制,探究珠心算学习对男孩女孩的学习收益是否有差异,并且尝试回答为什么有差异。研究结果提示,女孩和男孩接受相同的教学方法学习珠心算,经过相同的学习时长能够达到较高的水平,都能够提升数学能力,但是珠心算的学习收益存在性别差异,男孩在数学能力方面的获益幅度相对更大,且这一差异部分可由视觉空间工作记忆的改善来解释。
01.研究设计:五年追踪研究
研究团队招募了从小学一年级开始接受珠心算学习的儿童,并设置性别年龄匹配的对照组(不进行珠算/珠心算学习)。在一至六年级期间,对参与者进行了多次数学能力和视觉空间工作记忆能力测评。

数学能力评估采用中文版海德堡数学测验(CHRT),涵盖算术能力(加减乘除、方程填空、数值比较)和视觉空间数量加工能力(线段估计、数字规律、立方体计数、图形枚举、顺序数数)两个维度。视觉空间工作记忆通过空间N-back任务测量,以反应时作为主要指标。珠心算学习组和对照组孩子在一年级时的瑞文智力测验成绩无显著差异(t = 0.493, p = 0.622),说明他们在该测验所反映的智力水平上大体相当,为后续比较提供了基础。
02.主要发现:珠心算改变了数学能力发展的性别轨迹
研究首先关注了对照组(不进行珠算/珠心算学习)数学能力发展的性别差异。结果显示:低年级阶段(二年级、四年级)男女数学能力基本相当;进入高年级后,女孩的优势逐渐显现并有所扩大,尤其在乘法、方程填空、数值比较、线段估计和综合数学能力上,女孩的进步速度相对更快。这与国际上多项大规模测评所报告的趋势基本一致。
珠心算组则呈现出不同的模式。在珠心算组中,男女生的数学能力未表现出显著差异,对照组中女孩逐渐扩大的优势在该组中并未显现。混合线性模型分析显示,年级×组别×性别的三重交互效应在综合数学能力(β = 0.088, p < 0.001)、算术能力(β = 0.083, p = 0.002)和视觉空间数量加工能力(β = 0.085, p = 0.017)上均达到显著水平。这表明,珠心算学习对数学能力发展轨迹的调节作用存在显著性别差异,珠心算学习相对更多地加速了男生的数学发展,使学习收益随时间向男孩一侧偏移,从而改变了对照组中观察到的性别差异模式。也就是说,在某种程度上,珠心算的持续学习帮助男生赶上女生数学学习的步伐。

(图一. 珠心算学习对数学能力(MTGES)发展轨迹性别差异的调节作用)
需要说明的是,这一结果描述的是群体平均趋势,并不意味着每个男孩的获益都大于每个女孩,个体差异仍然存在。
03.效果量化:男孩的提升幅度相对更大
研究采用提升系数比例(ICP)量化学习效果,即珠心算组相对于对照组的提升幅度占基线水平的百分比。其中,综合数学能力(MTGES):男孩ICP = 23.67%,女孩ICP = 7.23%;算术能力(MT1):男孩22.85%,女孩9.77%;视觉空间数学加工能力(MT2):男孩26.97%,女孩6.98%。
如图二所示,在分项任务上,男孩在多数数学子任务中的提升幅度高于女孩。其中数字规律填空(ZF)是例外。该任务涉及归纳推理,女孩的提升幅度反而略高于男孩(女孩14.48% vs 男孩10.28%)。这提示女孩可能通过不同的认知路径从珠心算中获益,例如推理能力相关的通路。

(图二. 珠心算学习的提升系数比例(ICP))
04.机制分析:视觉空间工作记忆的中介作用存在性别差异
研究进一步发现,在男孩中,珠心算学习与数学能力提升之间的联系,部分可通过视觉空间工作记忆来解释。这种能力就像大脑中的一块“临时操作台”,帮助孩子短时间记住并操作图像和位置信息。珠心算需要在脑海中保持和“拨动”算珠,因此,视觉空间工作记忆可能是连接珠心算学习与数学能力发展的重要桥梁。

为什么会出现这样的结果?以往有研究提示,男孩在解决数学问题时相对更倾向于借助视觉空间策略,女孩则相对更倾向于运用语言策略。珠心算鲜明的视觉空间特点,可能与部分男孩常用的认知策略更为契合。与此同时,女孩在数字规律填空任务(ZF)中的提升幅度略高,也提示我们关注推理等其他能力在学习收益中的潜在作用。不过,这些解释仍有待进一步验证,不能据此认定男孩和女孩具有固定、截然不同的学习方式。
需要强调的是,没有发现显著的中介作用,并不意味着女孩没有获益,也不代表视觉空间工作记忆对女孩不重要。女孩具体通过哪些认知路径从珠心算学习中获益,本研究尚未直接揭示。
05.教育启示:关注个体认知特点,而非性别标签
这项研究的核心价值,在于揭示学习干预的效果如何与个体原有的认知偏好相互作用,而非论证某种性别更适合学习珠心算。
第一,珠心算对数学能力的提升有实证支持,但效果存在个体差异。研究中珠心算组男女均取得显著进步,只是提升幅度和可能的中介路径不同。男孩的获益更多与工作记忆能力改善相关,女孩则可能涉及其他认知通路。
第二,不宜将结论简化为“按性别分班教学”。更合理的实践方向是根据学生的个体认知特点匹配教学支持,而非依据性别标签。个体差异远大于性别平均差异,群体层面的统计结果不能直接套用于个体。
第三,珠心算是数学学习的有效辅助手段,而非全面提升数学能力的捷径。珠心算的最大潜在优势在于对视觉空间表征能力的训练。建议将其作为补充训练方式,科学规划学习节奏。

06.研究局限与展望
本研究采用五年纵向追踪设计,但仍存在部分局限性。受义务教育政策限制,未能在入学时收集学业和认知前测数据,尽管学校随机分班政策在一定程度上保证了两组基线可比。其次,缺乏初中、高中阶段的追踪数据,学习收益能否长期保持尚缺乏实验数据。同时,女孩获益的具体认知路径有待进一步探究。
尽管如此,该研究首次系统考察了珠心算学习效果的性别差异及其认知机制,为个性化数学教育干预提供了实证参考。其核心提示在于,教育干预的效果与学习者的认知特点密切相关,匹配个体认知轮廓的教学支持,可能比"一刀切"的方案更为有效。

浙江大学物理学院刘凡(在读博士生)为第一作者,浙江大学物理学院陈飞燕教授为通讯作者。博士后徐天勇,博士生慕佳丽、韩潇和张桐越参与了该项研究。
全文链接:https://authors.elsevier.com/a/1o2i4aSXME0ru
DOI:https://doi.org/10.1016/j.intell.2026.102077