A Cross-cultural Analysis of the Dimensions of Mathematics-related Affect : Assessing the psychometric properties and the relationship with achievement

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-2056-4
Title: A Cross-cultural Analysis of the Dimensions of Mathematics-related Affect : Assessing the psychometric properties and the relationship with achievement
Author: Bofah, Emmanuel Adu-tutu
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Behavioural Sciences, Department of Teacher Education
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2016-05-21
Belongs to series: University of Helsinki, Department of Teacher Education, Research Reports series - URN:ISSN:799-2508
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-2056-4
http://hdl.handle.net/10138/161278
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: The aim of the present set of studies in this dissertation was to examine the psychometric properties of measures of mathematics-related affect developed and normalized in one culture for use in another, how these properties transcend cross-culturally in an African context, and the methodological challenges associated with the process. Further aims were to examine the relationships between these constructs on a cross-cultural level, and to explore any associations be-tween students background variables and mathematics achievement. With these aims in mind, we conducted four original empirical studies based on different types of structural equation modeling. Studies I and II explored the problems of importing an instrument from one culture into another, and the associated methodological challenges. More specifically, Study I gives a detailed account of the processes involved in applying structural equation modeling to validate mathematics-related affective measures developed in one culture (Finland) for use in another (Ghana). Reliability estimates and confirmatory factor analyses indicated that the Ghanaian data set did not fit the original hypothesized model (seven-factor structure). A series of factor and confirmatory factor analyses indicated a four-factor structure for the Ghanaian sample. Study II examined the possible causes of the differences in the factor structures from a cross-cultural perspective. The results indicate that measurement artifacts, cultural differences, and construct validity and adaptability were possible causes of the observed differences in factor structure between the Ghanaian and the theoretical model. In conclusion, it is suggested that re-searchers should be aware of construct importation and adaptation, and of the fact that measurement errors, question order, negatively worded item, translation, and content overlap may influence the reliability and validity of survey measures. Moreover, it is necessary to consider cultural variation and the methodological approaches involved in the theoretical settings in order to make any meaningful comparative assessment. Researchers focusing on cross-cultural mathematics-related affect are recommended to acquire the theoretical and practical knowledge necessary to address these issues using appropriate tools such as structural equation modeling. Study III investigated the psychometric properties (factor structure, reliabilities, method effect, and measurement invariance country and gender) of the mathematics-related affective constructs used in the 2011 Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS 2011) across the five participating African countries. It also examined the relationship between these mathematically related affective constructs, as well as the associations amongst the constructs, and between the students background variables and mathematics achievement cross-culturally. The results empirically support the multidimensionality of the construct, and the measures were largely invariant across the five educational systems and gender. There was also some evidence to suggest that negatively worded items in a construct can attenuate the reliability and validity of the measures: a series of confirmatory factor analyses (CFAs) revealed the need to control for the method effects associated with such items. It seems that responses to negatively worded items differ systematically across countries and are systematically linked to students achievement. The analyses also covered the relationships between the student affect, achievement, and background variables such as parental education, gender and students educational aspirations. Lower mathematics achievement was associated with students from countries reporting higher motivational belief. On the association between students mathematics-related affect, achievement, parental education, educational aspirations and gender, it seems that there are culture-specific as well as cross-cultural universal outcomes. For instance, the relationship linking parental involvement, teacher responsiveness and mathematics achievement turned out to be culture-specific whereas, boys rated their mathematics competence more highly than girls did. Parental education, gender and long-term educational aspirations also influenced student achievement and motivation, but to different extents in different countries. Study IV, based on non-recursive structural equation models, tested theoretical and methodological models of the reciprocal relationship between mathematics-related affect (e.g., self-concept) and achievement using the TIMSS 2011 cross-sectional data set. The results in different countries support the existence of a unidirectional influence of affect on achievement and of achievement on affect, and a direct feedback-loop relationship between affect and achievement. According to the evidence, the reciprocal determinism between affect and achievement is dependent on the national context. Moreover, there was a cross-cultural universal pattern among males: reporting a stronger mathematics self-concept and higher long-term educational aspirations significantly predicted higher mathematics achievement. The effects of socioeconomic status on mathematics achievement and self-concept among the students were dependent on the national context.Tämän väitöskirjan tavoitteena oli selvittää matematiikan asennemittareiden psykometrisiä ominaisuuksia, kun niitä käytettiin toisessa kulttuurisessa kontekstissa kuin missä ne alun perin oli kehitetty, miten nämä ominaisuudet eroavat afrikkalaisten maiden välillä, sekä prosessiin liittyviä menetelmällisiä haasteita. Tavoitteena oli myös vertailla miten asennetekijöiden väliset suhteet erosivat eri maiden välillä sekä selvittää oppilaan taustamuuttujien yhteyksiä hänen matematiikan osaamisensa. Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi teimme neljä empiiristä tutkimusta käyttäen erilaisia rakenneyhtälömallintamisen menetelmiä. Tutkimuksissa I ja II selvitimme mittarin siirtämistä kulttuurista toiseen sekä siirtoon liittyviä menetelmällisiä haasteita. Tutkimuksessa I selvitettiin yksityiskohtaisesti miten rakenneyhtälömallintamisella voidaan validoida Suomessa kehitetyn matematiikka-asennemittarin käyttöä Ghanassa. Reliabiliteetin estimaatit ja konfirmatorinen faktorianalyysi osoittivat, että Suomessa löydetty seitsemän faktorin malli ei sopinut ghanalaiseen aineistoon. Sarja exploratiivisia ja konfirmatorisia faktorianalyysejä osoitti, että neljän faktorin malli sopii ghanalaiseen aineistoon. Tutkimuksessa II selvitimme kulttuurien välisenä vertailuna faktorirakenteiden erojen mahdollisia syitä. Tulokset osoittavat, että mittarivirheet, kulttuurierot sekä mittarin heikko käsitevaliditeetti sekä heikko käännös ja sovittaminen olivat mahdollisia syitä alkuperäisen mallin ja ghanalaiseen aineistoon pohjautuvan mallin välillä havaittuihin eroihin. Johtopäätöksenä ehdotamme, että tutkijoiden tulee huomioida käsitteiden alkuperä ja mittarin kääntäminen ja sovittaminen uuteen kontekstiin. Kun mittari siirretään kulttuurista toiseen, on huomattava mittausvirheiden, väittämien järjestyksen, väittämien negatiivisen muotoilun, käännöksen ja sisällöllisten päällekkäisyyksien mahdolliset vaikutukset kyselymittareiden luotettavuuteen ja pätevyyteen. Tämän lisäksi on otettava huomioon tutkimuksen teoreettisen viitekehyksen tunnustama kulttuurien välinen vaihtelu, mikä pitää huomioida valituissa menetelmissä, jotta voidaan tehdä kulttuurien välistä vertailua. Suosittelemme, että tutkijat, jotka paneutuvat matematiikka-asenteiden kulttuurien välisiin eroihin, hankkivat teoreettisen ja käytännöllisen tiedon käsitellä näitä ongelmakohtia rakenneyhtälömallintamisella tai muilla soveltuvilla työkaluilla. Tutkimuksessa III selvitettiin vuoden 2011 Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS 2011) tutkimuksessa käytettyjen matematiikan asennetekijöiden psykometrisiä ominaisuuksia (faktorirakenne, luotettavuus, metodiefekti ja mittarin invarianssi maan ja vastaajan sukupuolen suhteen) viidessä tutkimukseen osallistuneessa Afrikan maassa. Tutkimuksessa selvitettiin myös matematiikkaan liittyvien eri asennetekijöiden välisiä yhteyksiä sekä oppilaan matematiikan osaamisen ja taustamuuttujien vaikutusta asennetekijöihin ja niiden välisiin yhteyksiin. Kulttuurien välinen vertailu tukee olettamusta asenteiden moniulotteisuudesta. Mittarit olivat pääsääntöisesti invariantteja viiden tutkitun koulutusjärjestelmän sekä vastaajien sukupuolen suhteen. Havainnot viittaavat siihen, että negatiivisesti muotoillut väittämät saattavat heikentää käsitteen mittaamisen luotettavuutta ja pätevyyttä. Tehdyt konfirmatoriset faktorianalyysit vahvistivat että negatiivisiin väittämiin liittyvä metodiefekti tulee huomioida. Maiden välillä oli systemaattisia eroja negatiivisiin väittämiin vastaamisessa ja negatiivisilla väittämillä havaittiin myös systemaattinen yhteys oppiaan osaamiseen. Analysoimme myös oppilaiden asenteiden, osaamisen sekä sukupuolen, koulutustavoitteiden ja vanhempien koulutuksen kaltaisten taustamuuttujien väliset yhteydet. Mitä parempi matematiikan osaaminen kussakin maassa oli, sen heikompi oli oppilaiden keskimääräinen motivaatio. Oppilaiden matematiikka-asenteiden, matematiikan osaamisen, vanhempien koulutuksen, koulutustavoitteiden sekä sukupuolen välillä havaitsimme sekä kulttuurispesifejä että kulttuurisesti universaaleja yhteyksiä. Esimerkiksi vanhempien tuen, opettajakontaktin ja matematiikan osaamisen väliset yhteydet osoittautuivat kulttuurispesifeiksi. Sen sijaan poikien käsitys omista matemaattisista kyvyistään vaikuttaa olevan universaalisti myönteisempi kuin tytöillä. Vanhempien koulutustaso sekä oppilaan sukupuoli ja koulutustavoitteet vaikuttivat oppilaan osaamiseen ja motivaatioon, mutta vaikutuksen voimakkuus vaihteli tutkittujen maiden välillä. Tutkimuksessa IV testasimme matematiikka-asenteiden (mm. minäkuva) ja osaamisen välisiä teoreettisia ja menetelmällisiä vastavuoroisen riippuvuuden malleja käyttäen TIMSS 2011 tutkimuksen poikittaisaineistoa. Eri maissa saadut tulokset antavat tukea kaikille mahdollisille eri malleille: yksisuuntaiselle vaikutukselle asenteista osaamiseen, vastakkaissuuntaiselle yksisuuntaiselle vaikutukselle, sekä myös suoralle takaisinkytkennälle asenteiden ja osaamisen välillä. Tulosten valossa asenteen ja osaamisen välisen suhde on luonteeltaan kulttuurispesifi. Miesten osalta havaitsimme kulttuurien rajat ylittävänä universaalina piirteenä, että myönteinen matemaattinen minäkuva ja korkeammat koulutustavoitteet ennustivat merkittävästi parempaa matematiikan osaamista. Sosioekonomisen taustan vaikutukset matematiikan osaamiseen ja matemaattiseen minäkuvaan puolestaan olivat erilaiset eri maissa.
Subject: Mathematics Education
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Acrosscu.pdf 847.6Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record