[論文レビュー] Gender gap and polarisation of physics on global courses

Allan L. Alinea, Wade Naylor|arXiv (Cornell University)|May 11, 2016

Innovative Teaching Methods参考文献 18被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、大阪大学の国際的物理学コースにおいて4年間の全球的物理学教育課程を通じて、力の概念インVENTORY（FCI）を用いて物理学の概念習得における性別差を調査した。初期の男性優位な前テストの極化傾向はあったが、後テストのスコアには統計的に有意な性別格差は認められなかった（p = 0.087 > 0.05）、かつ極化効果は両性別に同等に顕在しており、学習に伴い減少した。これらの結果は、特に多様で国際的な学生集団において、物理学教育における性別格差の普遍性に疑問を呈するものである。

ABSTRACT

We extend on previous research on the Force Concept Inventory (FCI) given to first year classical mechanics students (N=66 students, over four years) pre and post score, for students on an international (global) course at Osaka University. In particular, we revisit the notion of "polarisation" in connection with the six polarisation-inducing questions in the FCI and examine its gender aspect. Our data suggest that this phenomenon is not unique to one gender. Furthermore, the extent by which it is exhibited by males may differ from that of females at the beginning (pretest) but the gap closes upon learning more about forces (posttest). These findings are for the most part, complemented by our result for the FCI as a whole. Although the differences in means for males and females suggest a gender gap, statistical analysis shows that there is no gender difference at the 95% confidence level.

研究の動機と目的

• 国際的大学課程における力の概念習得における極化が性別特異的かどうかを調査すること。
• 極化を引き起こす問題を考慮した場合、FCI成績における性別格差が継続するかどうかを評価すること。
• 指導前後における男性と女性の間で極化の程度に差があるかどうかを特定すること。
• 多様で国際的な学生集団において、観察されたFCIスコアの性別差が統計的に有意かどうかを評価すること。

提案手法

• 大阪大学の国際的英語教育プログラムにおける4年間の初年度物理学学生66名に、力の概念インVENTORY（FCI）を実施した。
• ニュートン力学における概念的理解と学習の向上を評価するため、前後テストのFCIスコアを分析した。
• 特定の6つのFCI問題の回答分析を通じて極化を同定した。これらの問題は、見かけの力（架空の力）の誤った含む傾向をテストするものである。
• 95%信頼水準における独立二標本t検定を実施し、前テストおよび後テストのスコアにおける性別差を評価した。
• 効果量と標準偏差を用いて、性別による成績差のばらつきと統計的有意性を評価した。
• 6つの極化を引き起こす問題の結果とFCI全体の結果を比較し、サブグループ間での一貫性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 FCIにおける力の識別に関する極化は、特定の性別に特異的に顕在するか？
• RQ2 指導開始時における極化の程度は、男性と女性で異なるか？
• RQ3 指導後、FCI成績における性別格差は、後テストスコアによっても継続するか？
• RQ4 極化効果を考慮した場合、FCIスコアにおける性別差が統計的に有意かどうか？
• RQ5 学生集団の構成（例：国際的、女性優位）が、観察された性別成績パターンにどの程度影響を及えるか？

主な発見

• 後テストのFCIスコアにおける性別差は統計的に有意ではなかった（p = 0.087 > 0.05）、95%信頼水準で帰無仮説を棄却できなかった。
• 男性の前テスト平均スコアは67%であったのに対し、女性は58%であったが、スコアのばらつきが大きかったため、この差は統計的に有意ではなかった。
• 極化（架空の力を含む誤った力の選択傾向）は、男性および女性の両方の学生に観察され、性別特異的ではないことが示された。
• 指導後に初期の性別による極化レベルの差が縮小したため、学習が両性別に同じ程度に極化効果を軽減していることが示唆された。
• 全体的なFCI成績には有意な性別格差は認められなかったが、前テストスコアに9%の平均差が存在したにもかかわらず、広い標準偏差と有意性の欠如により、統計的有意差は認められなかった。
• 女性優位で国際的な学生集団であることが、ステレオタイプ・トラップを緩和した可能性があり、この文脈では有意な性別格差が認められない理由を説明できると考えられる。