PHYSICS AS A SCIENCE AND ACADEMIC DISCIPLINE: AN ANALYSIS OF STUDENT OPINIONS (GENERAL AND GENDER PERCEPTION)

ФИЗИКА КАК НАУКА И УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА: АНАЛИЗ МНЕНИЙ СТУДЕНТОВ (ОБЩИЕ И ГЕНДЕРНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ)

Научная статья

Гордеева И.В.*

ORCID: 0000-0001-5684-1309,

Уральский государственный экономический университет, Екатеринбург, Россия

* Корреспондирующий автор (ivgord[at]mail.ru)

Аннотация

Статья посвящена изучению отношения студентов Уральского государственного экономического университета к физике как изучаемой в учебном процессе дисциплине и естественной науке, играющей ведущую роль в обеспечении технологического развития современной цивилизации. Показано, что существуют гендерные различия во мнениях обучающихся относительно трудоемкости изучаемой дисциплины (девушки считают физику в целом более трудной для изучения, чем юноши). Кроме того, женская часть аудитории более скептически оценивает роль физики в своей будущей профессиональной деятельности. В то же время в отношении восприятия преподавания дисциплины достоверных гендерных различий выявлено не было: большинство опрошенных оценивают данный предмет как не интересный для изучения. Однако в отношении роли физики как науки в современном обществе наблюдалась принципиально иная картина: большинство респондентов признало ведущую роль данной науки в обеспечении научно-технического прогресса и влиянии на все сферы современной жизни.

Ключевые слова: студенты университета, гендерные различия, отношение к физике, роль физики в обществе, изучение физики.

PHYSICS AS A SCIENCE AND ACADEMIC DISCIPLINE: AN ANALYSIS OF STUDENT OPINIONS (GENERAL AND GENDER PERCEPTION)

Research article

Gordeeva I.V.*

ORCID: 0000-0001-5684-1309,

Ural State University of Economics, Yekaterinburg, Russia

* Corresponding author (ivgord[at]mail.ru)

Abstract

The article discusses the attitude of students of the Ural State University of Economics to physics as a discipline studied in the educational process and natural science, which plays a leading role in ensuring the technological development of modern civilization. It is shown that there are gender differences in the opinions of students regarding the complexity of the discipline being studied (female students consider physics as a whole more difficult to study than male students). In addition, the female part of the audience is more skeptical about the role of physics in their future professional activities. At the same time, there were no significant gender differences in the perception of teaching the discipline: the majority of respondents assess this subject as not interesting for studying. However, regarding the role of physics as science in modern society, a fundamentally different picture is observed: the majority of respondents recognize the leading role of this science in ensuring scientific and technological progress and influencing all spheres of modern life.

Keywords: university students, gender differences, attitude to physics, the role of physics in society, the study of physics.

Введение

Научно-технический прогресс перманентно влияет на все компоненты общественной и частной жизни. Очевидно, что любое современное динамично развивающееся общество нуждается в высококвалифицированных специалистах в области наукоемких технологий, инженерных дисциплин и естественных наук, объединенных общим термином STEM (science, technology, engineering and mathematics). Тем не менее, исследования в образовательной сфере, продолжающиеся на протяжении последних десятилетий, демонстрируют парадоксальную картину: снижение интереса подростков и студентов колледжей к изучению естественнонаучных дисциплин и научной карьере в целом [1], [9], [12].

Изучению причин данного негативного тренда и факторов, влияющих на отношение обучающихся к STEM-дисциплинам, посвящено значительное количество работ [2], [5], [11]. Под термином «отношение», как правило, подразумевается «способность человека выражать свои чувства симпатии или антипатии к объекту, человеку или событию, или благоприятное (неблагоприятное) восприятие конкретного объекта или явления» [4], [8]. В то же время отношение к науке является многокомпонентным, включающим восприятие науки как таковой и ее роли в обществе, научной деятельности и ученых, школьной (вузовской) науки как учебной дисциплины и пр., причем один и тот же субъект может оценивать данные компоненты диаметрально противоположным образом [3].

Существуют данные о снижении интереса обучающихся к STEM-предметам по мере взросления: учащимся старших классов наука представляется скучной, безразличной к человеческой жизни, ответственной за современные социальные и экологические проблемы, демистеризирующей мир [10]. Наиболее часто отмечаемыми факторами, влияющими на формирование позитивного (или негативного) образа науки, являются классная среда [6], социально-экономические условия жизни обучающихся [7] и гендерная идентификация последних [4], [6], [10].

Остановимся на последнем факторе более подробно, поскольку гендер влияет не только на предпочтение юношами или девушками конкретной дисциплины для изучения (физики, химии или биологии, например), но и на широко обсуждаемую проблему недопредставленности женщин в STEM-сфере, наблюдаемую в различных регионах мира, включая Россию [8]. Исследователи отмечают, что гендерный диспаритет в STEM-профессиях и отраслях экономики, особенно в области физико-математических и инженерных наук до сих пор фиксируется во всех странах [4], [6], [8]. Гендерная асимметрия в STEM-профессиях, основанных на IT технологиях, естественных, математических и технологических дисциплинах, подтверждается статистическими данными, согласно которым в США женщины составляют только 19% всех студентов, выбирающих программы высшего инженерного образования, в Великобритании 15%, во Франции 17 %, в России 16-25% [7], [8]. Исследователи дискутируют, связан ли наблюдаемый гендерный дисбаланс с реальными психологическими особенностями восприятия технических наук или со сложившимися в обществе стереотипами о неспособности девочек к пространственному мышлению, математике и точным наукам, которые поддерживаются родителями, сверстниками и педагогами [4], [6]. В ряде работ представлены результаты опросов, проведенных среди учащихся старших классов и демонстрирующих, что девушки нередко a priori сомневаются в своих способностях в отношении технических и математических наук [3], [6], [10], [12]. Традиционное разделение школьных дисциплин на мужские и женские логически приводит к ожиданиям со стороны преподавателей от юношей — успехов в математике, физике и информатике, а от девушек — в гуманитарных дисциплинах [5]. Как результат, в научных классах юноши, как правило, непосредственно работают с оборудованием и выполняют эксперименты, в то время как девушки осуществляют наблюдения и записывают полученные результаты [2].

Вследствие сложившихся в образовательном процессе стереотипов закономерно следует ожидать, что существуют достоверные гендерные различия в отношении предпочтений тех или иных STEM-дисциплин. В самом деле, представлено большое количество данных о предпочтении юношами физики и математики [1], [9], [12], в то время как девушки делают выбор в пользу наук о жизни, связанных со здоровьем и окружающей средой [3], [4], [6]. В отношении химии результаты различных исследований противоречивы: существуют данные о большем предпочтении химии юношами [6], [8], также в ряде работ указывается, что химия пользуется наибольшим спросом у женской части студентов или же достоверных различий вообще не выявляется [9], [11].

Однако следует различать выбор, сделанный в пользу конкретной науки по утилитарным соображениям или по искреннему интересу, и подлинное отношение к этой науке. Как уже упоминалось, интерес современных подростков к естественным наукам снижается в глобальном масштабе, что влияет на отношение к науке в целом и конкретным дисциплинам в частности. В то же время ряд исследователей указывает, что необходимо разграничивать понятия «отношение к науке» и «отношение к школьной науке» [10], [11]. Очевидно, что претензии по поводу техницизма редукционизма и дегуманизации относятся к науке в целом и в большинстве случаев не имеют гендерных различий [1], [3]. Напротив, отзывы о науке как скучной, трудной для понимания и изучения и мало связанной с реальными проблемами современной жизни, адресованы дисциплине, преподаваемой в школах и колледжах [10], [12]. Следовательно, отношение к конкретной STEM-дисциплине, так же, как и к любой другой, формируется еще в период обучения в школе, зависит от множества факторов и в дальнейшем оказывает влияние на выбор будущей специальности. Что касается отношения учащихся именно к школьной науке, то у многочисленных исследователей также не существует единого мнения о роли гендерной идентификации, социально-экономического благосостояния, авторитета педагогов и других параметров. Согласно одним данным, восприятие школьной науки более позитивно у девушек, безотносительно от выбора будущей карьеры [1], [3]. В то же время опросы, проведенные среди учащихся старших классов в США, Словакии, Великобритании и Индии демонстрируют более позитивное отношение к STEM-образованию юношей, либо вообще не выявляют достоверных гендерных различий [4], [8], [10]. К сожалению, для России подобные опросы являются редкостью. Кроме того, особый интерес представляет анализ мнений студентов, уже закончивших курс естественных наук в средней школе, однако вынужденных изучать STEM-дисциплины в качестве общеобразовательных в университете.

Методы исследования

Целью настоящего исследования являлся анализ отношения к дисциплине «Физика» студентов первого курса Уральского государственного экономического университета, обучавшихся по программам технических и технологических направлений бакалавриата («Технологии машинного оборудования», «Пищевая биотехнология», «Информационная безопасность и пр.), изучавших данный предмет в 2020-2021 учебном году. Исследование представляло собой анонимное анкетирование, в котором приняли участие 206 человек (132 юноши и 74 девушки), средний возраст респондентов составлял 18,7 лет, большинство опрошенных (76%) не сдавали единый государственный экзамен по физике после завершения обучения по программе общего среднего образования. Анкетируемым предлагалось ответить на ряд вопросов, объединенных в три основных блока и призванных оценить:

1) восприятие физики как таковой;

2) мнение о роли физики в современном обществе;

3) отношение к процессу изучения физики в университете. Вопросы носили закрытый характер, опрашиваемым предоставлялась возможность выбрать один из предложенных вариантов ответа, согласно стандартной методике:

а) полностью согласен;

б) скорее согласен;

в) затрудняюсь ответить;

г) скорее не согласен;

д) категорически не согласен. Ответы респондентов были распределены по гендерному признаку (участники опроса указывали свой пол в анкете), достоверность отличий между группами (процент выбранных ответов) оценивалась на основании t-критерия.

Результаты исследования

Результаты проведенных опросов представлены в таблицах 1-3. Как следует из полученных данных, по ряду вопросов не было выявлено достоверных различий в мнениях между представителями женской и мужской части студенческой аудитории, в то же время в отношении нескольких утверждений убеждения опрошенных были существенно дифференцированы. Так, например, значительно больше девушек рассматривают физику как трудную для изучения дисциплину (табл.1), что подтверждает данные упоминавшихся ранее зарубежных исследований о большей склонности юношей к техническим дисциплинам [3], [12]. Однако невозможно с уверенностью утверждать, что подобная убежденность определяется исключительно «природными наклонностями», а не сложившимися в обществе стереотипами восприятия. Кроме того, представленные данные демонстрируют также, что и более половины юношей-респондентов (57,3%) признают физику сложным для изучения предметом, хотя в последнем случае, очевидно, речь идет о дисциплине в целом (включая школьный курс), поскольку только 36,4% тех же обучающихся отмечают сложность конкретных тем уже в процессе обучения в университете. Таким образом, можно предположить, что курс изучения данной дисциплины в высшем учебном заведении позволяет студентам, не сдававшим ЕГЭ по физике в определенной степени избавиться от сформировавшегося предубеждения в отношении предмета.

Достоверные различия по гендерному компоненту наблюдались также в отношении анкетируемых к значению физики для будущей профессиональной деятельности (табл.1) и значении физики как науки в современном высокотехнологичном обществе (табл.2). Девушки в целом более скептически оценивают значимость изучаемой дисциплины для получения необходимых знаний и навыков – всего 23,6% опрошенных в совокупности отметили необходимость знания физики для реализации профессиональных компетенций. Для сравнения: среди юношей количество участников опроса, положительно отметивших данное утверждение, почти вдвое больше — 42,7%. В то же время справедливую тревогу вызывает тот факт, что гораздо большее число анкетируемых лиц обоего пола указали, что изучаемая дисциплина не имеет практического применения в будущей профессиональной деятельности, то есть рассматривается только в качестве общеобразовательной, наряду с историей, философией или культурологией, но требующей гораздо больших трудовых затрат и обязательного выполнения практических заданий в виде лабораторных работ, решения задач и контрольного тестирования. Подобные результаты являются поводом для серьезных размышлений со стороны профессорско-преподавательского состава университета, задействованного в процессе обучения соответствующей дисциплине, так как очевидно возникает необходимость корректировки учебного курса с целью повышения внутренней мотивации студенческой аудитории к изучению предмета (интерес у обучающихся в целом очень низкий), в том числе и путем смещения акцентов от теоретических основ в сторону большей практической ориентированности изучаемых тем, их связи с реальными проблемами современной жизни.

Как уже отмечалось ранее, были выявлены различия во мнениях женской и мужской части студенческой аудитории относительно роли физической науки в жизни современного общества (табл.2): среди юношей число тех, кто согласен с утверждением о том, что физика является основой современного научного мировоззрения, составляет в совокупности 77,6%, а среди девушек — 60,7% (Р<0,1), хотя приоритет данной науки для обеспечения научно-технического прогресса признает примерно равное количество участников опроса: таким образом наблюдается парадоксальная картина — признавая ведущую роль физики в развитии современной человеческой цивилизации, обучающиеся одновременно, как было показано, отрицают значение этой науки для себя лично.

Более негативное отношение девушек к физике проявляется и в реакции последних на утверждение о роли науки в эскалации гонки вооружений (о роли физики в обострении экологического кризиса вопрос не ставился, так как он в большей степени ассоциируется с другими естественными науками). К сожалению, результатов одного опроса недостаточно для экстраполяции выводов на общее мнение женской части аудитории о «маскулинности» науки, однако полученные данные коррелируют с результатами некоторых зарубежных исследований, продемонстрировавших, что девушки в целом несколько более скептически воспринимают науки, связанные с военной техникой и технологиями, ассоциирующиеся с угрозой человеческой жизни и здоровью [3], [5], [7].

Таким образом, результаты проведенного опроса частично подтверждают тезис о наличии гендерных различий в отношении обучающихся к естественным наукам, в частности, физике, воспринимающейся традиционно в качестве «мужской дисциплины». В то же время в отношении ряда утверждений не было выявлено достоверных различий между девушками и юношами, особенно это затрагивает организацию учебного процесса, включая как лекционные, так и практические занятия, воспринимаемые большей частью опрошенных как лишенные интереса, что может быть обусловлено, как уже отмечалось большой трудоемкостью выполняемых заданий, а также слабым использованием инновационных технологий в процессе обучения. Следовательно, можно говорить лишь о некоторой гендерной дифференциации в отношении к конкретной науке и ее роли в обществе, а также в сложности ее для понимания, но не процессу изучения дисциплины в учебном заведении.

 

Таблица 1 — Восприятие студентами дисциплины «Физика»

Утверждение	полностью согласен, %		скорее согласен, %		затрудняюсь ответить, %		скорее не согласен, %		катего-рически не согласен, %
	юноши	девуш-ки	юноши	девуш-ки	юноши	девуш-ки	юноши	девуш- ки	юноши	девуш- ки
Физика – интересная дисциплина	10,2	7,2	12,4	8,4*	13,1	19,3*	41,2	48,3	22,1	17,8
Физика — трудная для изучения дисциплина	57,3	69,4*	22,4	20,3	10,4	5,6*	6,2	2,5**	3,7	2,2*
Физика бесполезна для моей будущей професси-ональной деятельности	31,2	41,2*	26,7	18,4*	21,4	19,1	12,4	7,6*	7,9	3,7**
Знание физики необходимо в выбранной мною профессии	24,5	13,2**	18,2	10,4*	28,9	32,6	19,7	27,2*	8,7	6,2

Примечание: * –Р<0,1; ** –P<0,05  

Таблица 2 — Мнения студентов о роли физики в современном обществе

Утверждение	полностью согласен, %		скорее согласен, %		затрудняюсь ответить, %		скорее не согласен, %		категорически не согласен, %
	юноши	девуш ки	юноши	девуш-ки	юноши	девуш-ки	юноши	девуш- ки	юноши	девуш-ки
Открытия в физике обеспечивают научно-технический прогресс	68,7	64,3	21,0	17,5	4,3	7,4**	4,2	5,6*	2,8	5,2**
Физика — основа современного научного мировоззрения	52,3	41,4*	25,3	19,3*	12,6	15,1	7,6	16,3*	2,2	7,9*
Развитие физики влияет на все сферы повседневной жизни	60,4	55,2	28,4	18,3*	4,5	12,3	5,8	9,3*	1,3	4,9**
Развитие физики спровоцировало гонку вооружений и экологический кризис	9,2	14,5*	16,3	20,2	19,7	26,3*	29,1	18,2*	25,7	11,8**

Примечание: * –Р<0,1; ** –P<0,05  

Таблица 3 — Отношение студентов к изучению физики в университете

Утверждение	полностью согласен, %		скорее согласен, %		затрудняюсь ответить, %		скорее не согласен, %		категорически не согласен, %
	юноши	девуш-ки	юноши	девуш-ки	юноши	девуш-ки	юноши	девуш-ки	юноши	девуш-ки
Лекционные занятия по физике интересны	12,5	10,9	8,6	7,3	28,4	32,2	30,7	38,2	29,8	21,4*
Практические занятия по физике интересны	23,2	21,4	18,9	17,3	29,4	35,2	17,4	18,2	11,1	7,9
Занятия по физике скучные	40,2	51,4*	36,3	37,2	17,1	8,2*	4,2	1,8*	2,2	1,4*
Изучаемые темы трудны для понимания	36,4	44,3*	32,5	37,5	18,3	10,4*	8,7	5,2*	4,1	2,6*

Примечание: * –Р<0,1; ** –P<0,05   Заключение

Проведенное исследование позволяет оценить не только мнения студентов Уральского государственного экономического университета о физике как естественнонаучной дисциплине, но и роли данной науки в современном обществе. Показано, что существуют гендерные различия среди обучающихся в отношении к физике в зависимости от трудоемкости дисциплины, а также ее значимости для будущей профессиональной деятельности студентов. В то же время студенты обоего пола отмечают высокую значимость физики для научно-технического прогресса человеческой цивилизации. Кроме того, установлено, что у большинства студентов наблюдается низкая заинтересованность в изучении как теоретических, так и практических разделов дисциплины, что способствует снижению внутренней мотивации к обучению и требует от преподавательского состава принятия определенных мер по корректировке организации учебного процесса.

Конфликт интересов	Conflict of Interest
Не указан.	Not declared.

Список литературы / References

1. Ali M. Sh. Attitude towards science and its relationship with students’ achievement in science / M.Sh. Ali, A. Sh. Awan // Interdisciplinary Journal of Contemporary Research in Business, 2013.- Vol. 3, No 10.- pp. 707-718.
2. Chan Y.L. Students’ motivation towards science learning and students’ science achievements / Y.L. Chan, C.H. Norlizah // International Journal of Academic Research in Progressive Education and Development, 2017.- Vol. 6, No 4.- pp. 174-189.
3. Dolu G. University students’ opinions concerning science-technology-society issues / G. Dolu // Education Sciences: Theory & Practice, 2016.- N0 16(3).- pp. 1051-1076.
4. Faitar G.M. Gender gap and STEM career choices in 21^st century American education / G.M. Faitar, S.L. Faitar // Procedia – Social and Behavioral Sciences, 2013.- No. 106.- pp. 1265-1270.
5. Guido R.M. Attitude and motivation towards learning physics / R.M. Guido // International Journal of Engineering Research & Technology, 2013.- Vol. 2, Is. 1.- pp. 2087-2094.
6. Kerkhoven A.H. Gender stereotypes in science education resources: a visual content analysis // A.H. Kerkhoven, P. Russo, A.M. Land-Zandstra et al. // Plos One, 2016.- No 11 (11).- pp.1-13.
7. Korkmaz H. Students’ opinions about science and technology in Turkey and the United States: a cross-cultural study / H. Kokmaz, J.A. Thomas, N. Tatar, S.A. Altunay // International Online Journal of Education and Teaching, 2017.- No 4(4).- [Electronic resource]. URL: http://iojet.org/index.php/IOJET/article/view/211/175 (accessed 12.05.2021).
8. Makarova E. The gender gap in STEM fields: the impact of the gender stereotype of math and science on secondary students' career aspirations / E. Makarova, B. Aesclimann, W. Herzog // Frontiers in Education, 2019.- Vol. 4.- [Electronic resource]. URL: https://doi.org/10.3389/feduc.2019.00060 (accessed 15.07.2021).
9. Montes L.H. Explaining secondary school students’ attitudes towards chemistry in Chile / L.H. Montes, R.A. Ferreira, C. Rodriguez // Chemistry Education Research and Practice, 2018.- No 9.- pp. 533-542.
10. Teo T.W. Gender studies of science and science education in Singapore / T.W. Teo, L.W. Yeo // Asian Women, 2017.- Vol.33, No. 3.- pp. 1-21.
11. Tseng K.H. Attitudes towards science, technology, engineering and mathematics (STEM) in a project-based learning (PjBL) environment / K.H. Tseng, Ch.-Ch. Chang, W.-P. Chen // International Journal of Technology and Design Education, 2013.- No 23.- pp. 87-102.
12. Xavier M. Attitude of physics students towards physics at college of Science and Technology University of Rwanda / M. Xavier, S.J. de la Croix // The Rwandan Journal of Education, 2016.- Vol.3, No 2.- pp.1-10.