[논문 리뷰] A mismatch between self-efficacy and performance: Undergraduate women in engineering tend to have lower self-efficacy despite earning higher grades than men

Kyle M. Whitcomb, Z. Yasemin Kalender외 3명|arXiv (Cornell University)|2020. 03. 12.

Career Development and Diversity참고 문헌 51인용 수 10

한 줄 요약

이 연구는 공학 교육에서 성별 격차를 조사하며, 기초 과학·기술·공학·수학(STEM) 과목에서 성적은 높거나 동일한데도 학부 여학생들이 남학생들보다 자기효능감을 크게 낮게 보고한다는 점을 밝혀냈다. 미국의 연구 중심 대학에서 5개 학년도에 걸쳐 수집한 종단적 설문조사 및 성적 데이터를 바탕으로, 특히 물리학과 공학 분야에서 여성들의 자신감이 성과에 비해 뒤처지는 뚜렷한 괴리가 존재함을 확인했으며, 이는 여성이 '물리학에 의존하는' 공학 분야에서의 부재를 암시할 수 있다.

ABSTRACT

There is a significant underrepresentation of women in many Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) majors and careers. Prior research has shown that self-efficacy can be a critical factor in student learning, and that there is a tendency for women to have lower self-efficacy than men in STEM disciplines. This study investigates gender differences in the relationship between engineering students' self-efficacy and course grades in foundational courses. By focusing on engineering students, we examined these gender differences simultaneously in four STEM disciplines (mathematics, engineering, physics, and chemistry) among the same population. Using survey data collected longitudinally at three time points and course grade data from five cohorts of engineering students at a large US-based research university, effect sizes of gender differences are calculated using Cohen's d on two measures: responses to survey items on discipline-specific self-efficacy and course grades in all first-year foundational courses and second-year mathematics courses. In engineering, physics, and mathematics courses, we find sizeable discrepancies between self-efficacy and performance, with men appearing significantly more confident than women despite small or reverse direction differences in grades. In chemistry, women earn higher grades and have higher self-efficacy. The patterns are consistent across courses within each discipline. All self-efficacy gender differences close by the fourth year except physics self-efficacy. The disconnect between self-efficacy and course grades across subjects provides useful clues for targeted interventions to promote equitable learning environments. The most extreme disconnect occurs in physics and may help explain the severe underrepresentation of women in "physics-heavy" engineering disciplines, highlighting the importance of such interventions.

연구 동기 및 목표

• 다양한 과학·기술·공학·수학(STEM) 분야에서 학부 공학 전공생들 간 성별 차이에 따른 자기효능감과 학업 성취도를 조사하기 위해.
• 기초 공학 및 STEM 과목에서 자기효능감과 실제 성과 사이에 괴리가 존재하는지 조사하기 위해.
• 수학, 물리학, 공학, 화학 등 다양한 분야에서 시간이 지남에 따라 이 괴리 패턴이 어떻게 변화하는지 규명하기 위해.
• 이 자기효능감-성과 격차가 여성이 특히 물리학에 의존하는 공학 분야에서의 부재에 기여할 수 있는 방식을 탐색하기 위해.
• 이 격차가 언제, 어디서 발생하고 지속되는지 특정하여, 이를 바탕으로 타겟팅된 개입 전략을 제안하기 위해.

제안 방법

• 미국의 대규모 연구 중심 대학에서 5개 학년도에 걸쳐 공학 전공생 5개 학년도 집단의 종단적 데이터를 수집한 바탕으로.
• 학생들의 학업 진행 단계에서 3차례에 걸쳐 시행된 분야별 자기효능감 설문지 항목을 활용한 바탕으로.
• 1학년 기초 과목 및 2학년 수학 과목의 성적 데이터를 정량적으로 분석한 바탕으로.
• 성별 간 자기효능감 및 성과의 차이를 비교하기 위해 코헨의 d 효과 크기를 계산한 바탕으로.
• 동일한 학생 집단 내에서 분야 간 자기효능감과 성적 결과를 비교하여 성별 기반 패턴을 고립시키기 위한 바탕으로.
• 특히 4학년까지의 과정에서 자기효능감의 성별 차이가 어떻게 변화하는지 추적하기 위한 통계 분석을 시행한 바탕으로.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 공학 전공에서 여성들은 성적이 동등하거나 높은데도 남성들보다 자기효능감을 낮게 보고하는가?
• RQ2 기초 과목에서 수학, 물리학, 공학, 화학 등 다양한 STEM 분야에서 자기효능감-성과 격차는 어떻게 달라지는가?
• RQ3 자기효능감의 성별 격차는 시간이 지남에 따라 줄어들며, 만약 그렇다면 어느 분야에서, 언제 줄어들게 되는가?
• RQ4 특정 STEM 과목에서 성적이 유사하거나 낮은데도 남성들이 항상 더 높은 자기효능감을 보이는 일관된 패턴이 존재하는가?
• RQ5 물리학 및 공학 분야에서 자기효능감-성과의 불일치가 여성의 부재에 어느 정도 기여하는가?

주요 결과

• 공학, 물리학, 수학 과목에서 여성들은 남성들보다 높거나 동등한 성적을 받았지만, 자기효능감은 유의미하게 낮게 보고하여 뚜렷한 자신감-성과 격차를 보였다.
• 자기효능감 격차는 물리학에서 가장 두드러졌으며, 남성들은 성적이 거의 동일하거나 반전된 상황에서도 더 높은 자신감을 보였고, 이는 여성의 지속 가능성에 대한 치명적인 장벽으로 작용할 수 있다.
• 화학 과목에서는 여성들이 더 높은 성적을 받고, 더 높은 자기효능감을 보여, 격차가 없고 더 공정한 패턴을 보였다.
• 모든 분야에서 4학년이 되면 자기효능감의 성별 격차가 해소되었지만, 물리학 분야에서는 여전히 격차가 지속되어 장기적인 과제로 남아 있었다.
• 자기효능감의 차이에 대한 효과 크기는 물리학과 공학에서 매우 커, 코헨의 d 값이 작은 또는 음수의 성적 격차에도 불구하고 의미 있는 격차를 나타내었다.
• 각 분야 내에서의 과목 간에 자기효능감과 성과의 괴리 패턴이 일관되게 나타나, 고립된 과목의 영향이 아니라 체계적인 영향임을 시사했다.