Hvorfor det er vigtigt at undersøge, hvordan vi underviser og tester fysik for at reducere kønsbias

Vi gjorde noget af et sprøjt med vores nylige artikel, der antydede, at kønsforskelle i elevernes præstationer i fysik kunne skyldes kønsforskelle i vandladningspraksis (stående versus siddende).

Nogle mennesker blev fornærmede over ideen, nogle morede sig, og nogle troede, vi var ved at pisse.

Men kønsforskellen i deltagelse i fysik er alvorlig. Et lille antal piger, der læser fysik og matematik på et højere niveau på gymnasiet, betyder, at få kvinder studerer naturvidenskab og ingeniørvidenskab på universitetet, og endnu færre er beskæftiget inden for disse områder.

Lad os være klare:det er vi ikke siger, at drenge er bedre til fysik end piger. Vi er siger, at det er sværere for piger at få succes i fysik på nogle måder - selv piger, der er yderst dygtige.

Hvorfor en kønsforskel i fysik?

Fysikkens kultur er blevet identificeret som værende uvelkommen for kvinder. Der er relativt få rollemodeller for kvinder i fysik, og de mangler måske en jævnaldrende gruppe af deres eget køn. Ubevidst bias mod kvinder i mandsdominerede områder er i stigende grad dokumenteret.

I 2007 vi bemærkede en stor forskel i præstationer mellem drenge og piger i år 11 på nogle af multiple choice-spørgsmålene på Australian Science Olympiads Examination for Physics. Nogle spørgsmål - især dem, der stiller konceptuelle spørgsmål om projektilbevægelse - havde uforholdsmæssigt store huller.

Analyse af otte års data, fra mere end 7, 000 højpresterende år 11-elever viser, at det emne, der konsekvent giver de største kønsforskelle, selv når andre faktorer såsom præsentation og kontekst er kontrolleret for, er projektilbevægelse - bevægelsen af ​​et objekt, der kun er underlagt tyngdekraften.

Afstanden er typisk omkring 25-30%. For eksempel, på et konceptuelt spørgsmål svarede 67 % af drengene rigtigt, sammenlignet med kun 40 % af pigerne (og det understreger vi endnu en gang, at disse er alle højtydende studerende).

Fokus på projektilbevægelse

Andre forskere har set på standard diagnostiske test, der bruges til at vurdere både elevernes beredskab og læring, og fandt betydelige kønsforskelle på spørgsmål, der involverede projektilbevægelser i både gymnasie- og universitetsfysikkurser.

Miljøfaktorer kan være vigtige for at skabe disse præstationsgab. Et forslag er, at drenge typisk dyrker mere boldsport, og har derfor mere direkte fysisk erfaring med projektilbevægelse.

På UNSW Canberra (ved Australian Defence Force Academy), vores kvindelige fysik- og ingeniørstuderende er atypiske:de tager fysik og er praktikanter i forsvarsofficerer. De dyrker meget sport, herunder boldsport, og de fleste gjorde det før de kom til ADFA.

Men da vi undersøgte data fra vores første års universitetsfysiktest, vi så det samme mønster af kønsforskelle i spørgsmål om projektilbevægelse.

Hvorfor præsterer ellers højtpræsterende kvindelige studerende underpræsterende i forhold til deres mandlige kammerater på visse spørgsmål? Vi ved det ikke.

Litteraturen giver mange forslag, og sandheden er sandsynligvis en kombination af mange faktorer. Desværre, videnskabelig afprøvning af nogle af disse hypoteser kan være upraktisk, som det er tilfældet for vores vandladningshypotese.

Men som pædagoger spørger vi:Forskanser visse emner ulemper for kvindelige studerende?

Betyder det noget?

Projektilbevægelse er et af mange emner i fysik, og det er ikke engang normalt undervist efter det første år. Så hvorfor betyder det noget, hvis drenge klarer sig bedre end piger på dette emne?

Problemet er, at projektilbevægelse ofte præsenteres som en kernedel af kinematik (objekters bevægelse), det første emne med nogen væsentlig matematisk ramme.

Hvis drenge allerede har en bedre begrebsmæssig forståelse af dette emne - som vores data viser, at de har - så er ulempen for piger helt i begyndelsen af deres formaliserede fysikuddannelse er betydelig.

Pigerne skal lære den samme matematik som drengene, men synes at have en yderligere kognitiv belastning:at udvikle en begrebsforståelse.

Her er et scenarie, der måske udspiller sig:forestil dig en lys pige, vant til at få gode karakterer, aflagde sin første fysikprøve i år 11. Et af hovedemnerne er projektilbevægelse. Hun har det godt, men ikke så godt som hun er vant til, og ikke så godt som hendes mandlige jævnaldrende.

Afskrækket, hun kan beslutte, at fysik virkelig ikke er noget for hende, og flytte til et andet emne. Hun kan blive ved, men med en lærer, der nu opfatter hende som mindre dygtig end sine mandlige kammerater (og mindre dygtig, end hun egentlig er) og behandler hende anderledes som følge heraf.

Hun får mindre opmuntring til at prøve sig til konkurrencer, eller for at fortsætte med yderligere fysik eller teknik. Dette er lige i starten af ​​den utætte STEM-pipeline, på det tidspunkt, hvor eleverne først møder faget – og hun er blevet ført til at undervurdere sin evne til at lykkes.

Første indtryk betyder noget. Hvorfor give piger en første oplevelse af fysik, der stiller dem dårligere – især når emnet ikke er centralt i disciplinen? Vi foreslår ikke, at projektilbevægelse fjernes fra læseplanen, men at det nedtones og omplaceres.

Mere bredt, vi foreslår, at enhver, der underviser i fysik, bør undersøge deres vurdering for kønsforskelle – og at gennemgang bør ske ved spørgsmål, ikke kun overordnet. Hvis der findes store huller på nogle genstande, men ikke andre, så bør vi spørge, om disse spørgsmål vurderer de vigtigste begreber, og om de kan ændres, så de ikke er kønsorienterede.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.