[논문]대학수학능력시험 화학 I 문항 분석 및 학생과 교사의 인식 조사를 통한 화학 I 응시자 감소 원인 분석

김현경; 배성우; 박종석

doi:10.5012/jkcs.2017.61.6.378

초록
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이 연구에서는 대학수학능력시험 화학 I 문항의 적절성과 화학 I 선택에 대한 교사와 학생의 인식을 조사하여 화학 I 응시자 감소 원인을 분석하였다. 2014학년도부터 2016학년도까지의 대학수학능력시험 화학 I 문항 중 일부를 대상으로 교육과정의 내용요소 및 성취기준, 성취수준에 적절한지 분석하고 고등학교 3학년 452명과 과학교사 68명을 대상으로 화학 I 선택에 대한 인식을 조사하였다. 연구 결과, 화학 I 문항은 교육과정에서 요구하는 내용의 깊이와 성취수준에 비해 다소 어렵고 복잡한 수학적 사고력이 요구되는 것으로 나타났다. 학생들은 화학 I의 선택여부에 관계없이 화학 I 문항 풀이에는 수학적 사고력과 복잡한 수리능력이 필요하다고 인식하였다. 또한 교사들은 최저학력기준 충족 면에서 화학 I 선택이 불리하다고 생각하였고 그에 따라 학생들에게 화학 I 응시를 적극적으로 권유하지는 않았다. 그리고 대부분의 교사들은 화학 I 문항 출제 방향의 개선이 필요하다고 인식하였다. 따라서 화학 I 문항을 수학적으로 해결하는 것이 아니라 화학 지식을 활용해서 해결할 수 있는 문항이 출제될 필요가 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we analyzed the causes of decrease in the number of students taking Chemistry ? in the College Scholastics Ability Test (CSAT) by analyzing the adequacy of the Chemistry I question in the CSAT and the recognition survey of students and teachers about the Chemistry I choice. We analyze...

In this study, we analyzed the causes of decrease in the number of students taking Chemistry ? in the College Scholastics Ability Test (CSAT) by analyzing the adequacy of the Chemistry I question in the CSAT and the recognition survey of students and teachers about the Chemistry I choice. We analyzed some questions in Chemistry I of the CSAT from the year 2014 to 2016. The questions were analyzed to determine whether they were appropriate to the curriculum content, achievement standard, and achievement level. The target of the survey for perception was 452 senior high school students and 68 science teachers. The result of the study showed that the questions in Chemistry I are somewhat difficult compared to the depth and achievement level required by the curriculum, and it also requires mathematical thinking ability. Students recognized the mathematical thinking and complex mathematical skills are needed to solve problems in Chemistry I. Teachers also thought that the choice of Chemistry I is unfavorable in aspect of meeting the minimum academic ability standard, and accordingly, they did not actively recommend students to take Chemistry I. Moreover, most of the teachers recognized that it is necessary to improve the direction of writing questions for Chemistry I. Therefore, setting questions that can be solved using chemical knowledge, not mathematical ability need to be addressed.

주제어

표/그림 (14)

표 Table 1. The characteristics of the students (N=452)
표 Table 2. The characteristics of the teachers (N=68)
그림 Figure 1. 2014 chemistry I question No. 18.
그림 Figure 2. 2014 chemistry I question No. 20.
그림 Figure 3. 2015 chemistry I question No. 18.
그림 Figure 4. 2016 chemistry I question No. 20.
그림 Figure 5. 2016 chemistry I question No. 19.
표 Table 3. Elective subjects for students who choose Chemistry I (N=268)
표 Table 4. Response results of students who chosen Chemistry I (N=268)
표 Table 5. Response results of students who didn’t choose Chemistry I
표 Table 6. Response results for difficulty of question (N=452)
표 Table 7. Response results by response type
표 Table 8. Response results of multiple-choice type (N=68)
표 Table 9. Response results of supply type

AI 본문요약
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문제 정의

학생용 설문은 ‘배경변인, 대학수학능력시험에서 화학 I의 선택 여부, 화학 I 선택 혹은 미선택에 영향을 미친 요인, 대학수학능력시험 화학 I 기출 문항의 체감 난이도’를 확인하기 위한 문항으로 구성되었다. 기출 문항의 체감난이도 선택의 이유를 묻는 개방형 질문을 통해 화학 I 문항에 대한 학생들의 구체적이고 다양한 의견을 수집하고자 하였다.
연구에서는 대학수학능력시험 화학 I 기출문항 중 일부를 선별하여 분석하고, 대학수학능력시험 화학 I 문항에 대한 학생과 교사의 구체적인 인식을 설문지를 통해 조사해봄으로써 화학 I 응시자가 감소하고 있는 원인에 대해 알아본 결과는 다음과 같다.
이에 본 연구에서는 2009 개정 교육과정의 적용 이후 출제된 대학수학능력시험 화학Ⅰ문항의 출제 사례와 흐름을 분석하고, 화학Ⅰ교과에 대한 학생과 교사의 인식을 조사하여 이를 화학Ⅰ응시자 수 감소와 관련 지어 분석하였다. 이를 토대로 사회적 맥락 속에서 화학을 이해하고 화학에 대한 관심과 흥미를 높이겠다는 교육과정의 성격에 부합하는 평가 문항을 출제하는 방안을 제시하여, 화학의 학문적 위상을 높일 수 있는 화학 교육이 이루어지도록 하고자 한다.
이에 본 연구에서는 2009 개정 교육과정의 적용 이후 출제된 대학수학능력시험 화학Ⅰ문항의 출제 사례와 흐름을 분석하고, 화학Ⅰ교과에 대한 학생과 교사의 인식을 조사하여 이를 화학Ⅰ응시자 수 감소와 관련 지어 분석하였다. 이를 토대로 사회적 맥락 속에서 화학을 이해하고 화학에 대한 관심과 흥미를 높이겠다는 교육과정의 성격에 부합하는 평가 문항을 출제하는 방안을 제시하여, 화학의 학문적 위상을 높일 수 있는 화학 교육이 이루어지도록 하고자 한다.

제안 방법

과학교육전문가 2인과 과학교육 전공 석박사과정 5인이 2009 개정 교육과정이 적용된 최근 3년간(2014학년도~2016학년도)의 대학수학능력시험 화학Ⅰ 60문항 중 교육과정에 제시된 내용보다 상위 수준의 사고력을 요하는 5문항을 선별하여 교육과정에 제시된 내용요소 및 성취수준과 평가 문항을 비교·분석하였다.
대학수학능력시험 화학 I 기출문항 사례 분석에 사용된 문항은 2014학년도부터 2016학년도까지 출제된 60문항 중 5문항이다.
둘째, 고등학교 화학Ⅰ교과와 대학수학능력시험 화학Ⅰ문항에 대한 학생과 교사의 구체적인 인식을 조사하여 대학수학능력시험 화학Ⅰ응시자 감소의 원인을 분석한다.
설문 문항은 선다형, 서술형으로 구성되어 있으며 설문 결과는 선다형인 경우 응답률을 응답자의 수와 백분율로나타내었고, 리커트 5점 척도를 사용, 항목별 수를 부여하여 평균을 제시하였다. 서술형 문항은 답변을 분석하여 같은 유형의 답을 범주화하여 유형별로 정리하였다.
설문 문항은 선다형, 서술형으로 구성되어 있으며 설문 결과는 선다형인 경우 응답률을 응답자의 수와 백분율로나타내었고, 리커트 5점 척도를 사용, 항목별 수를 부여하여 평균을 제시하였다. 서술형 문항은 답변을 분석하여 같은 유형의 답을 범주화하여 유형별로 정리하였다.
설문지 개발. 양장관의 선행 연구¹³를 참고하여 예비 설문지를 작성하였고, D광역시 소재 G고등학교 3학년 학생 2명과, D광역시 소재 고등학교에 근무하는 화학교사 3인과의 면담을 통해 수정ㆍ보완하였다. 최종적으로 과학교육 전문가 2인과 현장에 근무하고 있는 과학교육 전공 박사 과정 5인으로부터 타당성을 검증 받았다.
첫째, 2009 개정 교육과정 이후 실시된 대학수학능력시험 화학Ⅰ문항 중 일부를 선별한 후 이를 교육과정의 내용요소 및 성취수준에 근거하여 비교·분석한다.

대상 데이터

설문 조사 및 분석. 설문지는 2016년 8월부터 2016년 9월까지, 직접 또는 우편과 이메일을 이용하여 배포하였으며 학생용 452부, 교사용 68부를 회수하여 통계처리를 하였다.
교사. 연구 대상 교사들은 전국 고등학교에서 근무하는 과학교사 68명으로 그들의 세부 전공(물리, 화학, 생명과학, 지구과학, 공통과학)에 제한을 두지는 않았으나, 화학 교사가 전체 응답자의 50% 이상이 되도록 하였다(Table 2).
학생. 연구 대상 학생들은 고등학교 과정 중 화학Ⅰ 교과를 이수하고 2017학년도 대학수학능력시험 과학탐구영역에 응시하는 고등학교 3학년 452명이다(Table 1). 대학수학능력시험에 응시하지 않거나, 과학탐구영역을 선택하지 않은 학생은 설문 대상에서 제외하였다.

성능/효과

그러나 다른 과목보다 점수(등급) 획득에 불리하고 학습 부담이 크기 때문에 처음부터 화학 I을 선택하지 않거나, 처음에는 화학 I을 선택했다가 중도에 다른 과목으로 변경하는 경우 또한 적지 않았다. 그리고 화학 I의 선택 여부에 관계없이 복잡한 수리 계산과정이 요구되고 수학적 사고력이 필요한 고난도 문항이 많아 어렵고 부담스러운 과목으로 인식하고 있음을 알 수 있었다. 실제로 대학수학능력시험 화학 I 기출문항의 일부를 선별하여 분석해본 결과 교육과정에서 제시한 내용요소의 수준보다 상위수준의 사고력을 요구하며, 풀이에 소요되는 시간이 긴 문항들이 다수 출제된 것은 학생들이 화학 I을 어렵다고 느끼는 것과 관련이 크다고 할 수 있겠다.
둘째, 총 20문항을 30분에 풀이하도록 되어 있는 현재의 대학수학능력시험에서, 문항을 풀이하는 속도에 대한 평가가 아닌 진정한 학업 역량에 대한 평가가 될 수 있도록 해야 한다. 문항에서 요구하는 화학의 개념보다 빠른 속도로 풀어낼 수 있는 기술이 우선시되지 않도록 문항 수와 문항 풀이 시간을 고려한 출제를 할 필요가 있다.
둘째, 현직 과학교사들은 현행 대학수학능력시험 화학 I이 교육과정에서 제시한 수준에 비해 지나치게 어려우며, 화학의 원리가 아닌 수학적 능력 및 복잡한 계산을 요구하는 문항이 많아 이에 대한 개선이 필요하다고 인식하고 있었다. 노력에 비해 점수가 낮게 나오는 중·하위권 학생들에게는 대학수학능력시험의 최저학력기준 충족 측면에서 크게 불리하여 선택비율이 점차 감소하는 것으로 판단하고 있었다.
선별된 기출문항들을 종합 분석한 결과, 교육과정에서요구하는 깊이와 성취기준 및 성취수준에 비해 문항의 난이도와 문항 풀이에 필요한 능력이 다소 높다고 판단된다. 또한 문항에 포함된 화학의 원리는 간단하지만 미지수를 여러 개 설정하여 연립방정식을 풀어야 하거나 특정한 경우를 가정하여 논리적으로 판단해야 하는 등수학적 사고력을 요구하는 문항이 다수 출제되었음을 알 수 있다.
첫째, 대학수학능력시험 화학 I의 문항 난이도를 전반적으로 낮추어, 학생들이 화학으로 향하는 진입 장벽을 완화해야 한다. 변별력에만 치중하여 교사와 학생 모두 화학 본연의 필요성을 놓치지 않도록 해야 할 것이다.
양장관의 선행 연구¹³를 참고하여 예비 설문지를 작성하였고, D광역시 소재 G고등학교 3학년 학생 2명과, D광역시 소재 고등학교에 근무하는 화학교사 3인과의 면담을 통해 수정ㆍ보완하였다. 최종적으로 과학교육 전문가 2인과 현장에 근무하고 있는 과학교육 전공 박사 과정 5인으로부터 타당성을 검증 받았다.
화학 I을 응시하는 학생들은 대부분 II 과목보다는 I 과목을 선호하였으며, 특히 생명과학 I과 지구과학 I을 선호하는 것으로 나타났다. 이는 과학탐구영역 8과목(물리 I·II, 화학 I·II, 생명과학 I·II, 지구과학 I·II) 중 최대 2과목을 선택하는 현행 대학수학능력시험 체제에서 학생들의 과학탐구영역 학습량이 줄었을 뿐 아니라 본인이 공부하기에 어려운 과목은 배제하고 쉬운 과목으로 몰리는 현상이 나타났다는 양장관13의 연구 결과와 일치한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	대학수학능력시험은 어떤 역할을 하는가?	대학수학능력시험은 국가가 주관하는 시험으로 공정성과 객관성이 가장 높은 대학 입학전형자료의 역할을 하고 있다. 또한, 대학수학능력시험이 입시와 직결된 고등학교 3년의 교육과정은 물론이고 초등학교와 중학교 교육 및 사교육 시장 전반에까지 영향을 미친다는 점을 고려했을 때 우리 사회에서 대학수학능력시험이 차지하는 역할과 중요성은 매우 크다고 할 수 있다.
	우리 사회에서 대학수학능력시험이 차지하는 중요성은 어느정도인가?	대학수학능력시험은 국가가 주관하는 시험으로 공정성과 객관성이 가장 높은 대학 입학전형자료의 역할을 하고 있다. 또한, 대학수학능력시험이 입시와 직결된 고등학교 3년의 교육과정은 물론이고 초등학교와 중학교 교육 및 사교육 시장 전반에까지 영향을 미친다는 점을 고려했을 때 우리 사회에서 대학수학능력시험이 차지하는 역할과 중요성은 매우 크다고 할 수 있다.
	본 연구에서 실시한 화학 I에 대한 학생용 설문지 중 학생들의 구체적이고 다양한 의견을 수집하고자 어떤 방법을 사용했는가?	학생용 설문은 ‘배경변인, 대학수학능력시험에서 화학 I의 선택 여부, 화학 I 선택 혹은 미선택에 영향을 미친 요인, 대학수학능력시험 화학 I 기출 문항의 체감 난이도’를 확인하기 위한 문항으로 구성되었다. 기출 문항의 체감난이도 선택의 이유를 묻는 개방형 질문을 통해 화학 I 문항에 대한 학생들의 구체적이고 다양한 의견을 수집하고자 하였다.

참고문헌 (18)

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