En ny datadriven studie från Texas A&M University ställer allvarliga tvivel på stereotypen att manliga studenter presterar bättre än kvinnliga studenter inom naturvetenskap - specifikt, fysik.

Ett team av forskare vid institutionen för fysik och astronomi analyserade både betygen på mitten och slutbetygen på mer än 10, 000 Texas A&M-studenter anmälde sig till fyra inledande fysikkurser under mer än ett decennium, hittade inga bevis för att manliga studenter konsekvent överträffar kvinnliga studenter i dessa kurser.

Arbetet leddes av Texas A&M fysiker och presidentprofessor för undervisning excellens Tatiana Erukhimova.

Med hjälp av nästan två dussin avdelningskollegor, Texas A&M-teamet byggde en databas som återspeglar det kompletta inledande fysikutbildningsspektrumet:den kalkylbaserade kurssekvensen som primärt tas av ingenjörs- och fysikmajor samt den algebrabaserade kurssekvensen som vanligtvis tas av biovetenskaper och premed-major. Deras slutliga analys visar att tentamens prestationer och slutliga bokstavsbetyg till stor del är oberoende av elevernas kön – resultat som Erukhimova säger visar lovande när det gäller att få slut på könsstereotyper som negativt påverkar så många kvinnliga studenter i STEM.

"Det finns ingen konsekvent trend att manliga studenter presterar bättre än kvinnliga studenter, " Erukhimova sa. "Vår studie ger också ny kunskap om huruvida statistiskt signifikanta skillnader baserade på kön inträffade vid varje tentamen för fyra inledande fysikkurser när terminerna fortskred – ett område som inte tidigare har studerats, åtminstone inte för en så stor datamängd och över en lång tidsperiod."

När skillnader i slutbetyg för en kurs observerades, det fanns inga ihållande skillnader mellan den kursens prov, Hon sa. Omvänt, när forskare fann skillnader på tentor inom en kurs, de observerade inga skillnader för slutbetyg i den kursen. Inom algebrabaserad mekanik, de fann att kvinnliga studenter överträffade manliga studenter med en liten men statistiskt signifikant marginal.

Deras resultat publicerades nyligen i tidskriften American Physical Society Fysisk översyn Fysisk utbildning Forskning och markeras i en relaterad Fysik tidskrift Nyheter och kommentarer.

Före lagets studie och andra liknande den, Erukhimova säger att det har varit en öppen fråga om huruvida betydande skillnader mellan manliga och kvinnliga studenter skulle kunna dyka upp på vissa prov men förbli tillräckligt små för att inte påverka slutbetygen på kursen. Under de senaste 25 åren, fysikutbildningsprofessionen har förlitat sig på inventeringstester – valfria undersökningar avsedda att bedöma konceptuell förståelse och bibehållande av viktiga fysikbegrepp – för att svara på den frågan, effektivt underbygga argumentet för könsskillnader i elevprestationer som standard eftersom män tenderar att få högre poäng på dem.

"Inom området för forskning inom fysikundervisning, majoriteten av befintliga studier rapporterar en ihållande könsskillnad med män som presterar betydligt bättre än kvinnor på introduktionsmekanikkonceptinventering, såsom Force Concept Inventory, ", sade Erukhimova. "Resultaten av tidigare studier om de könsmässiga skillnaderna i studentprestationer baserat på kursbetyg och undersökningar är mindre konsekventa. Medan ett antal studier indikerar att manliga studenter överträffar kvinnliga studenter på prov och kursbetyg, andra grupper fann ingen signifikant könsskillnad i elevernas prestationer."

Teamet tillämpade flera statistiska analyser på data på kursnivå som de samlade in för att studera om det fanns prestationsskillnader baserade på elevens kön. För att se hur deras resultat överensstämde med elevernas uppfattningar, de tog också en ögonblicksbild av elevernas känslor om kursprestationer, inkludering och bidrag med hjälp av ett kort anonymt frågeformulär distribuerat till 1, 600 elever hösten 2019.

"Svaren visade att kvinnliga elever hade lägre uppfattning om sina prestationer än sina manliga klasskamrater, " Sa Erukhimova. "Den enda klassen där kvinnliga elever uppfattade sin prestation som lika med sina manliga klasskamrater var algebrabaserad mekanik, där honor vanligtvis överträffar män. Dessutom, vi fann att även om manliga och kvinnliga elever kan känna olika när det gäller sina prestationer och bidrag i klassen, de känner sig lika inkluderade i klassen."

Även om lagets studie representerar tydliga framsteg för Erukhimova, hon erkänner att det har sina egna begränsningar – den viktigaste är att den enbart förlitar sig på data på kursnivå som samlats in från fakulteten och inte analyserar den möjliga inverkan av icke-akademiska faktorer på studenternas prestationer. I framtiden, hon säger att teamet skulle vilja koppla så mycket av sin datauppsättning som möjligt till poster på universitetsnivå för att se hur tidigare förberedelser, som SAT-poäng, påverkar dessa resultat.

"Vi tror att alla elever ska ha lika möjligheter och chanser att lyckas i fysik, ", sade Erukhimova. "Resultaten av detta arbete kan hjälpa till att bekämpa det könsstereotypiska hotet som negativt påverkar så många kvinnliga studenter. Genom att bidra till kunskapsmassan om hur kön relaterar till elevers prestationer, vi hoppas att vårt arbete, vilket inte hade varit möjligt utan våra kollegors data, kan vara ytterligare ett steg i att avveckla den förutfattade uppfattningen om en samhällelig fördom baserad på kön i fysiken."