[論文レビュー] Group roles in unstructured labs show inequitable gender divide

Katherine N. Quinn, Michelle M. Kelley+4 more|arXiv (Cornell University)|May 15, 2020

Science Education and Pedagogy参考文献 3被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、物理学実験における行動的定量的分析を用いて、構造のない Inquiry 基盤の実験では、明示的な役割割割り当てがなくても、男性と女性が体系的に異なるグループ役割を担うことが明らかになった。男性は『その他』のタスクや機器の操作により多く関与する傾向にあり、一方女性はグループ平均よりも多くの割合でラップトップを使用する。対照的に、構造が明確な伝統的実験では、このような性別による役割分担は生じない。これは、学生のグループ作業における不平等なダイナミクスを防ぐために意図的な設計が不可欠であることを示唆している。

ABSTRACT

Instructional labs are being transformed to better reflect authentic scientific practice, often by removing aspects of pedagogical structure to support student agency and decision-making. We explored how these changes impact men's and women's participation in group work associated with labs through clustering methods on the quantified behavior of students. We compared the group roles students take on in two different types of instructional settings; (1) highly structured traditional labs, and (2) less structured inquiry-based labs. Students working in groups in the inquiry-based (less structured) labs assumed different roles within their groups, however men and women systematically took on different roles and men behaved differently when in single- versus mixed-gender groups. We found no such systematic differences in role division among male and female students in the traditional (highly-structured) labs. Students in the inquiry-based labs were not overtly assigned these roles, indicating that the inequitable division of roles was not a result of explicit assignment. Our results highlight the importance of structuring equitable group dynamics in educational settings, as a gendered division of roles can emerge without active intervention. As the culture in physics evolves to remove systematic gender biases in the field, instructors in educational settings must not only remove explicitly biased aspects of curricula but also take active steps to ensure that potentially discriminatory aspects are not inadvertently reinforced.

研究の動機と目的

• 物理学実験における学生グループ作業における性別が役割配分に与える影響を調査すること。
• 構造のない Inquiry 基盤実験と構造が明確な伝統的実験における役割ダイナミクスを比較すること。
• 共同学習環境において、明示的な役割割割り当てがなければ、性別による役割分担が自発的に生じるかどうかを特定すること。
• グループ構成（単一性別 vs. 混合性別）がタスク分担の度合いや性別行動パターンに与える影響を評価すること。
• 実験の構造が物理学における公平な参加やアイデンティティ形成に与える影響を明らかにすることで、教育的設計を支援すること。

提案手法

• 『デスクトップ』『機器』『ラップトップ』『その他』を含む12種類の行動コードを用いた、実験グループ内での学生行動の行動コード化。
• グループレベルでの期待される行動の計算：平均偏差を用いて ⟨N_code⟩_G = (1/M_G) × Σ N_code^S（グループGに属するすべての学生Sについて）を算出。
• 個々の学生がグループ平均からどれほど逸脱しているかを計算：ΔN_code^S = N_code^S − ⟨N_code⟩_G。
• グループ内分散（VAR(ΔN)）を用いてグループ内でのタスク分担の度合いを定量化し、分散が大きいほど役割の差異が顕著であることを示す。
• 男性と女性の偏差分布を比較するために、非パラメトリックなマン・ホイットニー U 検定を適用。
• グループ構成による分散の等質性を検証するため、レヴェンの検定を用い、タスク分担が性別構成によって異なるかどうかを検証。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 構造のない Inquiry 基盤の物理学実験と構造が明確な伝統的実験において、男性と女性は異なる役割を担うか？
• RQ2 実験における性別による労働分担は、明示的な役割割割り当ての結果であるのか、それとも共同学習環境で自発的に生じるのか？
• RQ3 グループ構成（単一性別対比・混成）がタスク分担の度合いや性別行動パターンに与える影響は何か？
• RQ4 男性と女性が、ラップトップや機器といった特定の実験ツールや責任分担に対して、顕著な差異を示すか？
• RQ5 実験の教育的構造のレベルが、不平等な役割配分の発生に影響を与えるか？

主な発見

• Inquiry 基盤実験では、男性がグループ平均から著しく逸脱し、仲間よりも『その他』の活動に多く関与していた（p = 0.009）。これは、コアタスク以外の体系的役割を果たしていることを示している。
• 混成グループにおける女性は、グループメンバー平均よりもラップトップや個人デバイスの使用を顕著に多用していた（p = 0.001）。これは、デジタルデータ管理の役割を担っている可能性を示唆している。
• 混成グループにおける男性は、グループ平均より機器操作に多く関与する傾向が、境界に近い有意水準（p = 0.012）を示しており、手作業の役割に性別が影響している可能性を示唆している。
• 行動コードごとのグループ内分散は、Inquiry 基盤実験で伝統的実験よりも顕著に高かった（『紙』を除くすべてのコードで p < 10^-5）。これは、構造のない環境でより顕著なタスク分担が生じることを確認している。
• グループ構成（単一性別対比・混成）によるグループ内分散に有意差は認められなかった（すべてのコードで p > 0.01）。これは、タスク分担がグループの性別構成に依存しないことを示している。
• 構造が明確な伝統的実験では、体系的な性別による役割分担は観察されなかった。これは、教育的構造が不平等な役割ダイナミクスの発生を抑制することを示唆している。