[논문 리뷰] Admission predictors for success in a mathematics graduate program

Timmy Ma, Karen E Wood외 4명|arXiv (Cornell University)|2018. 03. 01.

Medical Education and Admissions참고 문헌 3인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 미국의 공립 연구 중심 대학에서 수학 박사 과정에 합격한 학생 203명의 데이터를 9년간 분석하여 합격 예측 요소를 분석한다. 연구 결과, 수리적 사고 능력보다 어학적 능력이 더 강력한 성공 예측 요소로 나타났으며, 학부 GPA는 성공과 반비례하는 것으로 나타났다. 그러나 기관의 등급별로 분류할 경우 이 관계는 뒤집히며, 성별 및 시민권 상태에 따라 심각한 격차가 드러났다. 특히 미국 여성이 남성에 비해 성과가 열등한 반면, 해외 유학생 여성은 해외 유학생 남성보다 성과가 뛰어나는 것으로 나타났다.

ABSTRACT

There are many factors that can influence the outcome for students in a mathematics PhD program: bachelor's GPA (BGPA), bachelor's major, GRE scores, gender, Under-Represented Minority (URM) status, institution tier, etc. Are these variables equally important predictors of a student's likelihood of succeeding in a math PhD program? In this paper, we present and analyze admission data of students from different groups entering a math PhD program at a southern California university. We observe that some factors correlate with success in the PhD program (defined as obtaining a PhD degree within a time-limit). According to our analysis, GRE scores correlate with success, but interestingly, the verbal part of the GRE score has a higher predictive power compared to the quantitative part. Further, we observe that undergraduate student GPA does not correlate with success (there is even a slight negative slope in the relationship between GPA and the probability of success). This counterintuitive observation is explained once undergraduate institutions are separated by tiers: students from "higher tiers" have undergone a more rigorous training program; they on average have a slightly lower GPA but run a slightly higher probability to succeed. Finally, a gender gap is observed in the probability to succeed with female students having a lower probability to finish with a PhD despite the same undergraduate performance, compared to males. This gap is reversed if we only consider foreign graduate students. It is our hope that this study will encourage other universities to perform similar analyses, in order to design better admission and retention strategies for Math PhD programs.

연구 동기 및 목표

• 수학 박사 과정에서의 성공을 예측하는 데 핵심이 되는 합격 요인을 특정하는 것.
• 성별, 소수자 소속(URM) 상태, 시민권 상태와 같은 인구통계적 요소가 박사 과정 수료율과 관련이 있는지 조사하는 것.
• 학부 성적 지표인 GPA와 GRE 점수가 수학 박사 과정 성공을 신뢰성 있게 예측할 수 있는지 분석하는 것.
• 학부 기관의 등급이 학부 성과와 박사 과정 성공 간 관계를 어떻게 조절하는지 탐구하는 것.
• 체계적 격차를 규명함으로써 보다 나은 합격 및 유지를 위한 전략을 수립하는 것.

제안 방법

• 2005년부터 2010년까지 미국의 공립 Tier I 대학에서 수학 박사 과정에 합격한 203명의 합격 및 성과 데이터를 수집하고 분석함.
• 최대 7년 이내에 박사 학위를 수료했는지 여부를 7년 간의 창구 동안 추적함.
• GRE 점수, 학부 GPA, 성별, 시민권 상태, URM 상태, 학부 기관의 등급 등을 포함한 변수들의 예측 능력을 평가하기 위해 다변량 로지스틱 회귀 모델을 사용함.
• 학부 기관을 등급별로 분류하여 기관의 엄격함이 GPA와 성공 간 관계에 미치는 영향을 분석함.
• 학업 성취도 외 성별 및 시민권 상태에 따른 성공률 격차를 탐지하기 위해 하위 집단 분석을 실시함.
• 예측 성공률를 인구통계학적 및 기관적 범주별로 시각화함 (예: 그림 9, 10, 11).

실험 결과

연구 질문

• RQ1 GRE 어학적 점수와 수리적 점수가 수학 박사 과정 성공을 예측할 수 있으며, 만약 그렇다면 어느 것이 더 강력한 예측 요소인가?
• RQ2 학부 GPA는 박사 과정 수료를 신뢰할 수 있는 예측 요소인가, 아니면 기관 유형에 따라 성공과의 관계가 달라지는가?
• RQ3 학업 성취도를 보정한 후 성별 및 시민권 상태가 박사 과정 수료율을 독립적으로 예측할 수 있는가?
• RQ4 학부 기관의 등급은 GPA와 박사 과정 성공 간 관계를 어떻게 조절하는가?
• RQ5 남성과 여성 학생 간 성공률 격차는 존재하는가, 그리고 국내 학생과 유학생 간에 이 격차는 어떻게 다를까?

주요 결과

• 수리적 능력보다 어학적 능력이 더 강력한 성공 예측 요소로 나타났으며, 이는 기존의 과학기술 분야 합격 기준과는 정반대임.
• 학부 GPA는 성공과 부정적 상관관계를 보였지만, 이는 기관의 등급에 의해 설명됨: 더 높은 등급의 기관 출신 학생들은 낮은 GPA를 가짐에도 불구하고 더 높은 성공률 보임.
• 중요한 성별 격차 존재: 동일한 학업 성취도를 가진 미국 출신 여성 학생은 남성 학생에 비해 박사 과정 수료 확률이 낮음.
• 해외 유학생 중에서는 성별 격차가 반전됨: 해외 여성 유학생은 해외 남성 유학생보다 박사 과정 수료 확률이 더 높음. 이는 성공에 영향을 미치는 요인이 맥락에 따라 달라질 수 있음을 시사함.
• 시민권 상태는 중요한 예측 요소이며, 특히 성별에 따라 분류했을 때 미국 외국인 유학생이 미국 유학생보다 더 높은 예측 성공률 보임.
• 인종/민족적 격차는 명백히 드러나지만, 표본 수가 작아 통계적으로 유의미하지 않은 경우가 많아 향후 추가 조사 필요함.