The Presence of Gender Disparity on the Force Concept Inventory in a Sample of Canadian Undergraduate Students

Concept inventories (CI) are validated, research-based, multiple-choice tests, which are widely used to assess the effectiveness of pedagogical practices in bringing about conceptual change. In order to be a useful diagnostic tool, a CI must reflect only the student understanding of the conceptual material. The Force Concept Inventory (FCI) is arguably the standard for testing conceptual understanding of Newtonian mechanics. Studies in the United States and United Kingdom have shown the existence of a gender gap in FCI scores and gains between male and female students. This study aimed to examine whether such a gap exists for Canadian students at a mid-sized university. Four-hundred and thirty-four men and 379 women taking first-term introductory physics courses from the past nine years were assessed with the FCI prior to and after receiving instruction. A gender gap in the pre-instruction and post instruction scores was revealed in favour of male students (p < 0.01). There also existed a gender disparity in the learning gains between the two tests, where males had significantly higher gains (p < 0.01), although the effect size was small. Further analysis found that both male and female students who studied in classes that included interactive engagement methods had somewhat higher gains than students in traditional lecture courses, but that the interactive engagement methods did not eliminate the gender gap between male and female students (p < 0.01). Our results sound a cross-disciplinary note of caution for anyone using concept inventories as research or self-assessment tools. Les inventaires de concepts sont des questionnaires a choix multiples valides bases sur la recherche qui sont largement utilises pour evaluer l’efficacite de pratiques pedagogiques en instaurant un changement conceptuel. Afin d’etre des outils diagnostiques utiles, les inventaires de concepts doivent refleter uniquement la comprehension qu’a l’etudiant de la matiere conceptuelle. Le « Force Concept Inventory (FCI) » est sans aucun doute la norme pour tester la comprehension conceptuelle de la mecanique newtonienne. Des etudes menees aux Etats-Unis et au Royaume-Uni ont montre l’existence d’un ecart hommes-femmes dans les resultats du FCI et ainsi que dans les acquis. Cette etude vise a determiner si un tel ecart existe parmi les etudiants canadiens dans une universite de taille moyenne. Un total de 434 hommes et 379 femmes inscrits a un premier cours d’introduction a la physique au fil des neuf dernieres annees ont ete evalues avec le FCI au tout debut et a la toute fin de la session. Les resultats ont revele un ecart hommes-femmes dans les resultats des tests, aussi bien ceux effectues avant le cours que ceux apres le cours, en faveur des etudiants masculins (p < 0.01). Ils ont egalement revele une disparite entre hommes et femmes dans les acquis d’apprentissage entre les deux tests : les hommes avaient atteint des acquis plus eleves (p < 0.01), bien que l’ampleur de l’effet ait ete faible. Des analyses complementaires ont montre que tant les hommes que les femmes qui avaient etudie dans des classes qui comprenaient des methodes d’engagement interactif avaient obtenu davantage d’acquis que les etudiants qui avaient suivi des cours magistraux traditionnels, mais que les methodes d’engagement interactif n’avaient pas elimine l’ecart hommes-femmes parmi les etudiants (p < 0.01). Nos resultats presentent une mise en garde a l’intention de ceux qui utilisent les inventaires de concepts en tant qu’outils de recherche ou d’auto-evaluation, quelle que soit leur discipline.