[論文レビュー] Systemic inequities in introductory physics courses: the impacts of learning assistants

Ben Van Dusen, Jayson Nissen|arXiv (Cornell University)|Nov 15, 2017

Innovative Teaching and Learning Methods被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、学習アシスタント（LA）が支援する物理学入門課程が、性別および人種／民族的背景による成績格差を縮小するかどうかを調査する。LASSOプラットフォームの前後テストデータを用いた階層ベイズ線形モデル分析の結果、LAは全体的な学習成績を向上させるが、後テスト成績における既存の不平等は顕著に縮小せず、性別および人種／民族的背景による成績格差はLA支援・非支援の両課程で安定的かつ顕著に残存している。

ABSTRACT

Creating equitable performance outcomes among students is a focus of many instructors and researchers. One focus of this effort is examining disparities in physics student performance across genders, which is a well-established problem. Another less common focus is disparities across racial and ethnic groups, which may have received less attention due to low representation rates making it difficult to identify gaps in their performance. In this investigation we examined associations between Learning Assistant (LA) supported courses and improved equity in student performance. We built Hierarchical Linear Models of student performance to investigate how performance differed by gender and by race/ethnicity and how LAs may have moderated those differences. Data for the analysis came from pre-post concept inventories in introductory mechanics courses collected through the Learning About STEM Student Outcomes (LASSO) platform. Our models show that gaps in performance across genders and races/ethnicities were similar in size and increased from pre to post instruction. LA-support is meaningfully and reliably associated with improvement in overall student performance but not with shifts in within-course performance gaps.

研究の動機と目的

• 物理学入門課程における性別および人種／民族的背景による成績格差のシステム的要因を調査すること。
• 学習アシスタント（LA）が支援する授業が、非LA支援授業と比較してこれらの成績格差を縮小するかどうかを検討すること。
• 継続的な人種的・文化的背景による格差が存在する中で、LAが学生の成果における公平性を実質的に向上させるかどうかを評価すること。
• 大規模かつ多施設にまたがるプラットフォーム（LASSO）からのデータを分析することで、統計的パワーと一般化可能性を確保すること。
• LA環境と非LA環境における、支援を受けにくい学生（性別および人種／民族的背景において）の相対的成果向上を探索すること。

提案手法

• 前テスト得点および教室レベルの要因を制御した学生の成績を分析するため、階層ベイズ線形モデル（HLM）を用いた。
• 学生がコースに所属するというネスト構造（学生→コース）を考慮し、ランダム切片を用いた多段階モデルを適用した。
• 性別、人種／民族的背景、LA支援状況の固定効果を組み込み、それらが後テスト得点に与える影響を分離した。
• LASSOプラットフォームから得た前後テストの概念インベントリ得点を用い、概念的学習の向上を測定した。
• 学生レベルの前テスト得点およびクラス平均の前テスト得点を制御することで、人種的・文化的背景および指導法の影響を分離した。
• 特に支配的集団と支援を受けにくい集団を比較する際の相対的成果向上を評価するため、効果量（Cohenのd）を用いた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 物理学入門課程において、性別および人種／民族的背景ごとにどのような成績格差が存在するか？
• RQ2 LA支援授業と非LA支援授業における学生の成績格差はどのように異なるか？
• RQ3 LA支援が、性別および人種／民族的背景ごとの後テスト成績における不平等をどの程度縮小または緩和するか？
• RQ4 支援を受けにくい学生の相対的成果向上（効果量）は、LA支援授業と非LA支援授業で比較して大きいのか？
• RQ5 前テスト得点およびクラス平均の前テスト得点は、人種的・文化的背景と後テスト成績の関係をどのように緩和するか？

主な発見

• 非LA支援授業では、支援を受けにくい性別の学生が前テスト得点を制御した上で、平均して支配的性別の同級生と比べて後テスト得点が3.5%低かった。
• 非LA支援授業では、支援を受けにくい人種／民族的背景の学生が前テスト得点を制御した上で、平均して支配的背景の同級生と比べて後テスト得点が4.1%低かった。
• 性別および人種／民族的背景の両面で支援を受けにくい学生は、同等の前テスト得点を持つ支配的アイデンティティを持つ同級生と比べて、平均して後テスト得点が7.6%低かった。
• LA支援授業では、すべてのデモグラフィックグループで全体的な後テスト成績が向上したが、実際の成績格差は統計的に変化しなかった。
• LA支援により後テスト成績の絶対的格差は縮小しなかったものの、支援を受けにくい学生の相対的成果向上は高かった：支配的学生の80%に対し、支援を受けにくい学生は87%の向上を示した。
• モデルの結果、LA支援授業と非LA支援授業との間で、デモグラフィックグループ間の成績格差に統計的に有意な縮小は認められなかった（p > 0.8）。