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판구조론의 학습발달과정 개발을 위한 지구적 인지과정 평가의 횡단적 문항 반응 분석: Rasch 모델
Cross-Sectional Item Response Analysis of Geocognition Assessment for the Development of Plate Tectonics Learning Progressions: Rasch Model 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.35 no.1, 2015년, pp.37 - 52  

맹승호 (강원대학교) ,  이기영 (강원대학교)

초록
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이 연구는 판구조론(plate tectonics)에 대한 지구적 인지과정(geocognition)의 검사 문항을 중학생, 고등학생 및 대학생들에게 적용하여 문항별 응답 반응을 Rasch 모델에 근거하여 횡단적으로 분석하였다. 그 결과를 바탕으로 판구조론에 대한 학습 발달과정 및 교육과정 개발을 위한 기초 자료를 제안하고자 하였다. 판구조론의 개념적 구인은 '판과 관련된 지구 내부 구조의 이해, 판 경계에서 특징적인 지형, 판 경계의 지질 현상'으로, 지구적 인지과정의 구인은 시간적 추론, 공간적 추론, 과거역산적 추론, 시스템 사고로 선정하였다. 판구조론의 개념적 구인을 문항의 소재로 하여 지구적 인지과정의 추론 능력을 조사하는 통합적 형태로 9개의 평가 문항을 개발하였다. 문항의 그림 자료들은 모두 GeoMapApp을 활용하여 작성하였다. 전체 문항에 대한 학생들이 얻은 점수에 따라 학생들의 수준을 구분하고 이를 각 문항의 과제 곤란도와 비교하여 측정하는 Rasch 모델을 적용하여 학생들의 문항 반응 결과를 측정하였다. Rasch 모델 분석으로 중학생, 고등학생 및 대학생의 Wright map을 각각 작성하여 학생들의 능력과 문항 곤란도를 서로 비교하였고, Differential Item Functioning 분석을 통해 세 학교급 학생들의 문항 반응 결과를 종합하여 수행하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 현행 과학 교육과정에서 판구조론에 대한 지구적 인지과정은 중학생, 고등학생에게 모두 평가 가능한 구인임을 알 수 있었다. 둘째, 중학교 ~ 대학교에 이르는 횡단적 분석에서 학생들의 발달 양상이 가장 두드러진 지구적 인지과정의 요소는 공간적 추론이었다. 셋째, 판구조론에 대한 지구적 인지과정은 적절한 교수활동의 도움과 지구과학 내용 지식을 비계(scaffolding)로 하여 더 높은 수준으로 발달할 수 있다. 넷째, 지구적 인지과정은 과제의 내용과 분리된 일반적 추론 능력이 아니라 과제의 내용과 연관된 내용-특이적(content-specific) 추론임을 알 수 있었다. 이 연구에서 수행한 횡단적 분석의 결과를 바탕으로 지구과학 교육과정에서 판구조론의 내용 체계를 재구성하기 위한 제언을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, assessment items to examine geocognition on plate tectonics were developed and applied to middle and high school students and college students. Conceptual constructs on plate tectonics are Earth interior structure, specific geomorphology, and geologic phenomena at each plate boundary....

주제어

#판구조론   #지구적 인지과정   #문항 반응 분석   #Rasch 모델   #학습 발달과정  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
판구조론이란 무엇인가? 이 연구의 내용적 소재인 판구조론은 과거로부터 현재까지 진행되고 있는 지각의 지질학적 운동과 지표의 변화, 그리고 화산과 지진 및 조산운동을 지구의 판의 운동으로 일관성 있게 설명할 수 있는 체계를 제공해 주는 지구과학의 핵심 이론 중의 하나이다. 우리나라의 2009 과학과 교육과정 (MEST, 2011)에서도 판구조론은 부분적으로 관련된 내용을 포함하여 비록 수준의 차이는 있지만 초등학교와 중학교, 고등학교 과학 및 지구과학Ⅰ, 지구과학Ⅱ 의 내용 체계에서 모두 언급될 만큼 중요한 개념으로 제시되었다(Table 1).
지구적 인지과정 중, 시간적 추론은 어떻게 나누어 볼 수 있는가? 지구적 인지과정 중 시간적 추론은 지질학적 시간에 대한 거시규모적 사고와 미시규모적 사고로 나눌 수 있다(Dodick & Orion, 2006). 거시규모의 시간적 사고는 지구 역사에 대한 긴 시간 규모를 이해하기 또는 지질학적 사건들을 지구 역사의 긴 흐름에 맞추어 정렬하기와 시간 스케일이 크다는 것(deep time)을 강조하는 사고 능력이다.
DIF분석은 어떤 원리로 검사 문항을 파악하는가? , 2014), 학년별 학생들의 문항 해결 능력값을 그 문항의 곤란도 로지트와 비교함으로써 그 문항이 피험자 집단 간의 차이를 구별하는 정도를 파악할 수 있다. 즉, 동일한 검사지를 서로 다른 집단에 적용했을 때 각 집단별로 각 문항의 곤란도 측정값을 서로 비교하여 그것이 집단 간 차이를 반영하는지 여부를 파악하는 것이다. DIF 분석 결과를 통해 이 연구의 검사 문항들에 대한 중학생, 고등학생 및 대학생들의 상대적 곤란도를 비교하였고, 각 문항들에서 측정하고자 하는 판구조론의 개념과 지구적 인지과정이 학년 및 학교급에서 어느 정도 적합한지에 대한 의견을 제시하였다.
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