[論文レビュー] Participation And performance In 8.02x Electricity And Magnetism: The First Physics MOOC From MITx

Saif Rayyan, Daniel Seaton+3 more|arXiv (Cornell University)|Oct 11, 2013

Online Learning and Analytics参考文献 3被引用数 14

ひとこと要約

本研究は、MITxの初の物理学MOOCである8.02xの参加状況と成績を分析し、43,758名の世界的な受講者を対象に、人種的多様性、保持率、試験成績の傾向を検討した。その結果、保持率における顕著な性別格差、大学院修士以上学位保有者の高い修了率、時間経過に伴う成績の低下が明らかになった。本研究は、大規模オンライン学習環境における物理学教育研究に新たな知見を提供する。

ABSTRACT

Massive Open Online Courses are an exciting new avenue for instruction and research, yet they are full of unknowns. In the Spring of 2013, MITx released its first introductory physics MOOC through the edX platform, generating a total enrollment of 43,000 students from around the world. We describe the population of participants in terms of their age, gender, level of education, and country of origin, highlighting both the diversity of 8.02x enrollees as well as gender gap and retention. Using three midterm exams and the final as waypoints, we highlight performance by different demographic subpopulations and their retention rates. Our work is generally aimed at making a bridge between available MOOC data and topics associated with the Physics Education Research community.

研究の動機と目的

• MITxの初の物理学MOOC（8.02x）の参加者の人種的多様性（年齢、性別、学歴、出身国）を特定すること。
• 初期登録から最終試験までの保持パターンを、特に積極的参加と人種的サブグループに注目して調査すること。
• 試験成績を学習成果の指標として用い、特に学歴と性別による成績差を検討すること。
• MOOCのデータ分析と物理学教育研究を結びつけること。大規模オンライン学習環境における行動的パターンと成績の傾向を同定すること。
• 将来の研究における学習行動、コース設計、MOOCにおける公平性に関する基礎的知見を提供すること。

提案手法

• 登録時に回答された自己申告デモグラフィックデータ（年齢、性別、学歴、国）を、32,504名の受講者から収集した。
• 教員ダッシュボードから得た成績指標を分析し、試験への参加状況と成績を、参加度と達成度の主な指標とした。
• クリックストリームデータを用い、初回中間試験の前までに500件以上のインタラクションイベント（動画再生、ページ表示など）を記録した受講者を「アクティブ参加者」と定義した。
• 次回の試験に参加した者を「修了者」とし、参加しなかった者を「離脱者」と分類し、学歴および性別ごとの平均試験成績を分析した。
• 統計的分析を用いて、人種的サブグループ間での保持率と成績の差を比較し、誤差棒は平均の標準誤差を示した。
• 16週間にわたり3回の中間試験と最終試験を対象とした縦断的アプローチを採用し、成績トレンドと離脱パターンを追跡した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 初回のedX物理学MOOC（8.02x）の受講者のデモグラフィック構成は、年齢、性別、学歴、出身国に関してどのように特徴づけられるか？
• RQ2 性別や学歴の違いに応じて、保持率はどのように変化するか？特に性別と学歴の違いに注目する。
• RQ3 受講者の学歴背景と中間試験・最終試験の成績の関係は何か？
• RQ4 16週間のコース期間を通じて、成績トレンドと離脱パターンはどのように変化するか？
• RQ5 クリックストリームデータで測定される積極的参加度は、試験の完了および成績とどの程度相関しているか？

主な発見

• 受講者の平均年齢は27.5歳であり、高年齢層への長い尾部が見られ、非伝統的受講者（非定時受講者）の参加が顕著であった。
• 受講者の16.0％しか女性がおらず、顕著な性別格差が明らかになった。男性の保持率は、すべての試験マイルストーンで女性を上回った。
• 大学院修士以上（PhDまたは専門職学位）の受講者は、学士号以下を保有する者と比較して20％高い保持率を示した。
• 初回中間試験の後、保持率が著しく低下した。特に女性受講者において、早期の成績または動機付けの課題が見られた。
• 平均試験成績は、時間の経過とともにわずかではあるが統計的に有意に低下した。これは、試験難易度の上昇や学習疲れの影響かもしれないと考えられる。
• 大多数の受講者が最終試験の前に離脱した。初期登録者のおよそ10％しか最終的に修了証明書を取得しなかった。これは、一般的なMOOCの離脱パターンと一致する。