Feasibility study of the Strength in Numbers program in secondary school classrooms
这项单臂可行性研究表明，将简短的力量训练与数学教学相结合的“力量源于数字”项目在中学课堂中实施是具有可行性的，这可以通过高招募率、课程的完整交付以及教师的高度认可得到证实。
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对于许多学生来说，数学课堂是一个充满无声紧张感的场所。在这个环境中，表现的压力感往往沉重得令人窒息，常常导致他们在面对数字和问题时产生忧虑甚至恐惧。这种被称为“数学焦虑”的情绪不仅仅是暂时的紧张；它会阻碍大脑的专注能力，使学习和解决问题变得更加困难。与此同时，学校也日益意识到，学生需要通过身体活动来清晰思考。长期研究表明，体育活动可以敏锐思维、提高注意力，并帮助学生更好地投入到学习中。教育者面临的挑战在于，如何将运动引入课堂，而不干扰教学进度或让学生觉得是在浪费宝贵的教学时间。
来自澳大利亚纽卡斯尔大学的一个研究小组致力于测试一个结合了这两个领域的全新想法。他们开发了一个名为“数字中的力量”（Strength in Numbers）的项目，提出了一个简单的问题：在学生课桌旁进行短暂的爆发性肢体锻炼，是否能减轻数学课期间的焦虑并提高专注力？该项目是为中学生设计的，这一群体通常在数学参与度和自信心方面面临困难。该干预措施并没有要求学生离开座位或使用特殊设备，而是使用了简短的五分钟视频。这些视频引导学生进行简单的肌肉强化动作，如深蹲或对着课桌做俯卧撑，同时他们还要回答数学问题。每个问题的答案不是写下来的，而是通过学生所做的特定动作来表示。其目标是观察这种体力消耗与脑力挑战的结合，是否能让数学课的开始变得压力更小且更有效。
研究人员在澳大利亚新南威尔士州的一所中学进行了这项测试，涉及两个九年级的数学班级，共有五十名学生。这些学生大多为十四岁，且大多数来自社会经济地位较低的背景。在为期三周的时间里，教师在每周两次的课程开始时播放这些五分钟的视频。在研究开始前，教师接受了简短的培训，以学习如何使用这些视频并确保练习的安全。随后，研究人员密切观察该项目是否能按计划实施，教师和学生是否认为该项目是可以接受的，以及学生的参与度如何。他们还测量了学生在活动后是否对数学的焦虑感有所降低，以及在随后的课程中是否投入了更多时间进行专注学习。
初步测试的结果令人鼓舞。该项目证明了其可行性，即它可以在真实的学校环境中成功实施而不会出现重大问题。教师完成了计划中的每一次课程，绝大多数学生都参与其中。事实上，学生的招募率高于预期，受邀参加的学生中有百分之八十六表示同意参加。教师报告称，该项目是可接受的，并且他们觉得自己有能力进行教学。他们指出，学生通常能够完成练习并回答问题，尽管存在一些小的物流问题，例如网络连接问题或视频中的音乐在开放式教室中声音过大。尽管存在这些小挑战，学生在大部分观察期间仍能保持在任务状态，其中一个班级的专注水平尤为高。
除了物流层面的考量，研究还观察了学生的感受。研究人员发现，学生对数学的即时感受有了微小但有意义的改善。在仅仅五分钟的运动与思考后，学生报告说他们感到学习准备更充分了，对自身能力的信心更强了，对该学科的紧张感也减轻了。这些变化发生得很快，就在活动结束后，这表明短暂的肢体休息可以作为大脑的“重启键”。然而，研究并未发现学生对数学的长期焦虑发生了显著变化，而长期焦虑是一种更深层、更持久的情绪，可能需要更长的时间才能改变。研究人员还观察到，不同班级的参与程度有所不同，这暗示了特定的课堂环境以及如何将问题与学生当前的课程相匹配，可能会影响该项目的效果。
作者谨慎地指出，这是一项旨在测试该想法是否可行的小型初步研究，而非证明它是一个完美的解决方案。他们没有设置不进行练习的对照组学生，因此无法确定这些改善是否完全是由该项目带来的。他们还承认，他们制作的视频尚未经过精修，且有时问题难度过高或时间安排过于紧凑。这些并非失败，而是改进程序的线索。研究人员建议，未来的版本可以让教师更多地自由选择与当前课程相匹配的数学主题，并调整练习以适应特定的教室空间。他们还提议，利用人工智能生成定制化问题，可以使程序对每个学生都更具灵活性和吸引力。
最终，这项研究表明，将运动融入数学教学是一个实用且具有前景的想法。它表明教师可以在不损失教学时间的情况下引入体育活动，并且学生能够积极响应以运动开始的课程。虽然该项目尚未成为成熟的成品，但其研究结果为未来进行更大规模、更严谨的测试奠定了坚实的基础。如果该程序能够得到完善，以更好地适应不同的课堂和学生需求，它有望成为一个有价值的工具，帮助学生在数学学习中建立信心并提高参与度，将焦虑的来源转化为建立联系与学习的机会。
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