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문제 정의
- 9 선행 연구16−18에서는 각 성취수준별 의미를 제시하고 있으나 학교 현장에서 수준별 수업이나 평가를 하기위해 필요한 성취수준별 특징이나 각 성취수준에 속한학생들의 능력에 관한 정보를 구체적으로 제시하지 못하고 있다. 본 연구에서는 성취수준별 정답률이 공개된 국가수준 학업성취도 중학교 3학년 평가 결과를 활용하여화학이라는 학문을 구성하는 지식의 구조에서 학생들이성취수준별로 어떤 능력을 가지고 있는지 알아보고자 하였다. 이 연구 결과는 학교 현장에서 성취 수준별로 학생들의 능력을 이해하고 수준별 수업을 설계하는 데 도움을 제공할 것이다.
가설 설정
- 먼저 대표 문항이 속한 성취수준의 특징을 도출하기 위하여 분석 대상 문항을 구성하는 보기의 진위를 판단하거나 서답형의 답을 서술하기 위해 필요한 능력을 그 문항의 출제 의도와 문항 구성 내용을 참고하여 기술하였으며, 이 능력을 대표 문항이 속한 성취수준의 특징으로가정하였다. 그리고 대표 문항이 속한 성취수준의 하위성취수준에서는 해당 문항의 성취기준에 해당하는 능력이 부족하다고 가정하고 그 문항을 해결하지 못하는 이유를 추론하기 위해 반응률이 가장 높은 오답의 특징을분석하였다.
제안 방법
- 먼저 대표 문항이 속한 성취수준의 특징을 도출하기 위하여 분석 대상 문항을 구성하는 보기의 진위를 판단하거나 서답형의 답을 서술하기 위해 필요한 능력을 그 문항의 출제 의도와 문항 구성 내용을 참고하여 기술하였으며, 이 능력을 대표 문항이 속한 성취수준의 특징으로가정하였다. 그리고 대표 문항이 속한 성취수준의 하위성취수준에서는 해당 문항의 성취기준에 해당하는 능력이 부족하다고 가정하고 그 문항을 해결하지 못하는 이유를 추론하기 위해 반응률이 가장 높은 오답의 특징을분석하였다. 또한 문항 분석에 사용한 자료는 국가수준학업성취도 평가 연구17,18에 공개된 자료를 이용하였다.
- 본 연구는 중영역19을 이용하여 국가수준 학업성취도평가 과학과 문항을 분석하였다. 선행 연구19에서 제안한중영역은 교육과정이나 성취기준의 변화에 상관없이 연도별 성취도 평가 결과 비교의 동등성을 확보하기 위해제안한 기준인데, 연도별로 다른 단원에서 출제된 문항의분석 시 공통된 기준을 제공한다는 장점이 있기 때문에20성취수준별로 문항을 분석하기 전에 중영역과 중영역을구성하는 성취기준을 이용하여 분석 대상 문항을 재분류하였다.
- 본 연구에서는 우리나라 중학교 3학년 학생들을 대상으로 실시한 2009, 2010년 국가수준 학업성취도 평가 결과를 이용하여 학생들의 성취수준별 특징을 도출하였다.본 연구에서 분석의 기준으로 삼은 화학 영역의 세 가지 중영역은 물질의 상태와 상태 변화, 물질의 구조, 물질의특성과 혼합물의 분리이었다. 중학교 화학을 구성하는 교육과정을 중영역별로 구분하여 문항 분석을 실시한 결과성취수준별 학생들은 다음과 같은 특징을 가지고 있었다.
- 본 연구에서는 우리나라 중학교 3학년 학생들을 대상으로 실시한 2009, 2010년 국가수준 학업성취도 평가 결과를 이용하여 학생들의 성취수준별 특징을 도출하였다.본 연구에서 분석의 기준으로 삼은 화학 영역의 세 가지 중영역은 물질의 상태와 상태 변화, 물질의 구조, 물질의특성과 혼합물의 분리이었다.
- 성취수준별 분석을 마친 후 동일한 중영역을 구성하는 문항의 특징을 성취수준별로 통합 진술하였다.
대상 데이터
- 국가수준 학업성취도 평가는 국가 수준에서 학교 교육의질을 점검하고 개선하기 위해 한국교육과정평가원에서매년 실시하는 준거참조평가로, 구성 문항은 단원별, 행동영역별, 성취수준별로 골고루 출제되고 있다. 국가수준학업성취도 평가 문항과 정답률은 매년 공개되고 있지만본 연구에서는 성취수준별 정답률이 공개된 2009, 2010년 국가수준 학업성취도 평가 결과17,18에서 중학교 화학문항을 대상으로 하였으며, 단원별로 출제된 분석 대상문항 수는 Table 1과 같다.
- 그리고 대표 문항이 속한 성취수준의 하위성취수준에서는 해당 문항의 성취기준에 해당하는 능력이 부족하다고 가정하고 그 문항을 해결하지 못하는 이유를 추론하기 위해 반응률이 가장 높은 오답의 특징을분석하였다. 또한 문항 분석에 사용한 자료는 국가수준학업성취도 평가 연구17,18에 공개된 자료를 이용하였다.
이론/모형
- 문항 재분류 시 각 문항이 대표하는 성취수준이 있을 경우 해당 성취 수준에 문항 번호를 표시하였다. 성취수준의대표 문항a)에 대한 의미와 기준은 국가수준 학업성취도평가 연구18에서 정하고 있는 의미와 기준을 이용하였으며, 재분류된 문항 번호를 각 성취수준별 평균 정답률과대표 문항이 속한 성취수준을 함께 표시하여 Table 2에 제시하였다.
성능/효과
- ‘물질의 상태와 상태 변화’ 중영역 중 ‘물질의 상태 변화를 입자 모형으로 설명할 수 있다’ 성취기준에 해당하는 문항 분석을 통하여 우수학력 학생들은 일상생활 속에서 경험하는 상태 변화 현상을 과학적 용어로 정확히표현할 수 있으며, 기화는 물질을 구성하는 일정한 수의작은 입자가 배열이 달라져 나타나는 현상으로 설명할수 있지만 보통학력 이하 학생들은 일상생활 속에서 경험하는 일부 상태 변화 현상에 대하여 적합한 과학적 용어를 선택하여 표현하지 못하며, 기화 현상을 액체가 연속적으로 늘어나가나 물질을 구성하는 입자 수의 증가로 설명하는 것으로 나타났다.
- ‘순물질과 혼합물의 차이와 홑원소 물질과 화합물의 차이를 구분하여 설명할 수 있다’ 성취기준에 해당하는 문항 분석을 통하여 우수학력 학생들은 끓는점이 일정한가열 곡선과 일정하지 않은 가열 곡선 중에서 순물질과혼합물에 해당하는 가열 곡선을 구분할 수 있으며 물은순물질이고 소금물은 혼합물임을 아는 반면, 보통학력 이하 학생들은 물은 에탄올보다 끓는점이 높다는 수준의지식은 있으나 끓는점이 일정한 가열 곡선과 일정하지 않은 가열 곡선 중에서 순물질과 혼합물에 해당하는 가열 곡선을 구분할 수 없는 것으로 나타났다.
- 따라서 성취기준은 ‘평가도구 개발의 준거’, 평가기준은 ‘평가 도구의 수준 구분의 기준’, 성취수준은 ‘교육 목표의 도달 정도를 보고하기 위한 기준’으로서 기능하면서 상호 유기적인 관계를 가진다.
- 1b)은 2009년 9번 문항으로 우수학력 대표 문항이었다. 문항 구성의 특징을 통하여 우수학력 학생들은 흘러내린 촛농이 식어 굳는 현상을 응고라는 용어로, 안경을 낀 채 목욕탕에 들어갈 때 안경에 김이 서리는 현상을액화라는 용어로, 아이스크림 포장 용기 속에 넣어둔 드라이아이스 크기가 점점 작아지는 현상을 승화라는 용어로 나타낼 수 있었다(우수학력의 92.0%). 반면 보통학력 학생들의 정답률은 60.
- 1%). 반면 기초학력 학생의 정답률은 44.4%이었으며 하위 문항의 정답률을 이용하여 분석해보면, 기초학력 학생들 중 일부는 기체 반응을 나타낸 모형에서염화수소 기체의 부피가 수소 기체 부피의 2배가 되어야함을 알지만 수소와 염소 기체를 분자의 형태로 나타내야 함을 모르거나(기초학력의 28.7%), 기체 반응을 나타낸 모형에서 염화수소 기체의 부피가 수소 기체 부피의 2배가 되어야 함과 수소와 염소 기체를 분자의 형태로 나타내야 함을 모두 모르는 경우도 있었다(기초학력의 35.0%).즉, 기초학력 학생들 중 일부는 기체 반응의 부피비와 모형의 부피비를 비교하는 과정에서 반응물인 수소와 염소기체를 2원자 분자의 형태로 표현해야하는 것을 이해하지 못하고 있음을 알 수 있다.
- 6%). 반면 기초학력 학생의 정답률은 46.1%이었으며 하위 문항의정답률을 이용하여 분석해보면, 기초학력 학생들 중 일부는 반응물의 분자 모형을 보고 생성되는 이산화탄소의 분자 모형을 그릴 수 있지만 일산화탄소와 산소가 반응할 때이산화탄소가 생성되는지 모르거나(기초학력의 22.5%),일산화탄소와 산소가 반응할 때 이산화탄소가 생성되는지 알지만 반응물의 분자 모형을 보고 생성되는 이산화탄소의 분자 모형을 그리지 못하며(기초학력의 13.8%),또는 둘 다 못하는 경우도 있었다(기초학력의 37.2%). 즉,화학 반응을 통하여 반응물을 구성하는 원자들은 생성되거나 사라지지 않고 생성물을 구성한다는 화학 반응의기본 원칙에 대한 이해가 부족하거나 분자를 모형으로나타내는 방식에 대한 이해가 부족하기 때문에 주어진 일산화탄소와 산소의 모형을 보고 이산화탄소 모형을 그리는 간단한 활동을 해내지 못하는 것으로 보인다.
- 3%).반면 보통학력 학생들의 정답률은 56.4%이었으며 가장빈도가 높은 오답을 중심으로 분석해보면, 보통학력 학생들중 일부는 이 실험 장치를 이용하여 분리할 수 있는 혼합물로 물에 대한 용해도가 온도에 따라 크게 다르다고 알려진질산칼륨과 염화나트륨을 골랐다(보통학력의 29.5%). 물과 에탄올의 혼합물은 잘 섞이지만 끓는점 차이가 나기때문에 혼합물을 서서히 가열하여 먼저 끓어 나오는 물질을 냉각시켜 분리해낼 수 있다.
- ‘물질의 특성을 이용하여 혼합물을 분리할 수 있다’ 성취기준에 해당하는 문항 분석을 통하여 우수학력 학생들은 혼합물을 구성하는 물질의 특성과 혼합물을 분리하기위한 실험 장치를 관련지어 이해한다. 보통학력 이하의학생들은 혼합물의 분리시에 물질의 특성과 혼합물 분리장치를 서로 연결지어 이해하지 못하는 것으로 나타났다.
후속연구
- 문항의 답지 반응만으로 대표문항이 속한 성취수준의 학생들이 수행할 수 있는 능력과 하위 성취수준의 학생들이 수행하지 못하는 능력과 그 이유를 추론하는데는 한계가 있다. 따라서 각 성취수준별 보정 교육을 위한 효과적인 기준 마련을 위해 대표문항의 하위 성취수준에속한 학생들을 대상으로 심층 연구를 추후 실시할 필요가 있다. 성취수준별 학생들에 대한 맞춤형 교육이 가능하려면 오답 선택을 유도한 근본적인 이유를 밝히기 위한 심층 연구를 수행할 필요가 있다.
- 에 근거하여 전국 평균의 성격을 가지며, 성취수준별 대표 문항의 선정 시 각 성취수준별 평균 정답률이 70% 이상인 문항을 선정하였으므로 특정 개인이 해당 성취수준에 속하여도 그 개인이 그 문항에 대하여 가지고 있는 능력과 일치하는 것은 아니다. 또한 문항 분석 시 평균 정답률, 성취수준별 정답률에 근거하여 학생들의 반응 원인을 추론한 것이며, 문항별 학생들의 반응 원인에 대한 구체적인 연구가 진행되어야 할 것이다.
- 본 연구는 2009년, 2010년 결과만을 이용하였기 때문에 중학교 전체 교육과정을 포괄하지 못한 제한이 있다. 본연구의 분석틀을 이용하여 분석하지 못한 2008년 이전결과도 포함하여 중학교 교육과정에 해당하는 전반적 학생들의 능력을 알아볼 필요가 있다.
- 본 연구는 2009년, 2010년 결과만을 이용하였기 때문에 중학교 전체 교육과정을 포괄하지 못한 제한이 있다. 본연구의 분석틀을 이용하여 분석하지 못한 2008년 이전결과도 포함하여 중학교 교육과정에 해당하는 전반적 학생들의 능력을 알아볼 필요가 있다. 2007, 2009년 개정 교육과정에서 학생들의 개별 특징을 고려한 수준별 수업을강조하고 있는 만큼 과학과에서 학생들의 성취수준별 특징을 파악하는 것은 수준별 분반, 수준별 수업을 위한 교수 학습 자료 제작, 수준별 수업에 대한 평가 자료 제작에도움을 줄 수 있다.
- 본 연구에서는 성취수준별 정답률이 공개된 국가수준 학업성취도 중학교 3학년 평가 결과를 활용하여화학이라는 학문을 구성하는 지식의 구조에서 학생들이성취수준별로 어떤 능력을 가지고 있는지 알아보고자 하였다. 이 연구 결과는 학교 현장에서 성취 수준별로 학생들의 능력을 이해하고 수준별 수업을 설계하는 데 도움을 제공할 것이다.
- 즉, 안경 표면에 생긴 김을 기체로 생각하고 있음을 알 수 있다. 이때 이러한 생각을 하는 이유를 알면 교수학습 과정을 통해 올바른 개념 변화를 유도하는데 도움이 될 수 있을 것이기 때문에 학생과의 면담연구 등의 심층 분석을 추후 진행할 필요가 있다.
- 이는 물 100 g에 최대로 녹을 수 있는 용질의 질량이라는 용해도의 정의를 기억하지 못하고 현재 녹아 있는 용질의 질량을 용해도로 오해했거나 물질을 구별하는데 용해도를 사용해야 함을 몰랐기 때문에 나타난 현상으로 짐작된다. 좀 더 정확한 이유를 알아내기 위해 이 문항에 대한 학생 반응을 구체적으로 조사하는 심층 연구를 수행할 필요가 있다.
- 0%). 즉,순물질과 혼합물의 가열 곡선을 구분하지 못하거나 물과혼합물을 순물질과 혼합물로 구분하지 못하는 것으로 짐작되는데, 좀 더 정확한 이유의 파악을 위해 심층 연구를추후 수행할 필요가 있다.
- 0%). 즉,순물질과 혼합물의 가열 곡선을 구분하지 못하거나 물과혼합물을 순물질과 혼합물로 구분하지 못하는 것으로 짐작되는데, 좀 더 정확한 이유의 파악을 위해 심층 연구를추후 수행할 필요가 있다.
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