Выявлен внешний фактор, влияющий на успехи школьников в математике

О результатах крупного наблюдательного исследования учёные из Университета Оулу (Финляндия) сообщили в Economics Letters. Они связали уровень загрязнённости воздуха и результаты решения математических задач учащимися.

Исследователи использовали проведённые на 61 финской метеостанции замеры содержания в воздухе мелкодисперсных частиц PM2.5 — то есть диаметром менее 2,5 микрометров. Для сравнения: толщина человеческого волоса — более 50 микрометров. Частицы PM2.5 представляют собой мельчайшие пылинки, капли жидкостей и микроорганизмы. Считается, что за счёт своего размера они могут проникать в лёгкие человека при дыхании и накапливаться в организме.

В предыдущих исследованиях в разных странах удалось связать избыточное содержание в воздухе PM2.5 и проблемы с успеваемостью школьников. Чтобы проверить эту связь на финских данных, учёные из Оулу взяли статистику экзаменов на аттестат зрелости с 2006 по 2016 год. База содержала информацию о результатах почти 379 тысяч экзаменов по нескольким предметам, сданных более чем 172 тысячами учащихся в 253 школах по всей Финляндии. Каждый учащийся сдавал несколько предметов, например родной язык, физику и базовую или продвинутую математику.

Поскольку даты и продолжительность проведения экзаменов были известны, исследователи смогли сопоставить их результаты и данные о содержании в это время в воздухе частиц PM2.5 с ближайшей метеостанции. При предварительной обработке данных выяснилось, что девочки опережали мальчиков по результатам всех экзаменов, кроме продвинутой математики. Поэтому для расчётов выборку разделили по полу. И затем провели регрессионный анализ данных о результатах учащихся и о загрязнении воздуха — то есть поиск статистических связей между этими независимыми переменными.

Результаты показали, что если изучать общий, усреднённый результат всех сданных школьником или школьницей экзаменов, то никаких связей с содержанием PM2.5 в воздухе не обнаруживается. Это было верно и для результатов по письму и чтению. А вот в случае с математикой учёные неожиданно обнаружили чёткую и очень сильную зависимость: в школах, рядом с которыми во время прохождения экзаменов наблюдалось повышенное загрязнение, итоговые баллы учащихся были ниже. Удивило исследователей прежде всего то, что для изменения результатов хватало совсем небольшого повышения уровня PM2.5: баллы школьников снижались при возрастании количества мелкодисперсных частиц, измеренных в микрограммах на кубический метр, уже на одну единицу.

Отметим, что, поскольку исследователи располагали только результатами учащихся на выпускных экзаменах, в работе не учитывались другие возможные факторы, связанные с результатами: индивидуальные успехи школьников до этого, характеристики школы или района проживания подростков. Например, ранее многие исследования показывали, что с успехами в математике тесно связан уровень финансового неравенства. Тем не менее финские результаты подтверждают находки других аналогичных исследований в Израиле, Китае и Бразилии.