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문제 정의
- 이를 위해 과학 진로 희망 여부에 따라 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 차이가 있는지 밝히고, 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 대한 소수의 요인을 도출한 후, 도출된 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 대한 요인과 성별, 과학 성적 등의 변인들이 과학 진로 희망에 미치는 영향을 조사하였다. 그러므로 이 연구의 목적은 중학생의 성별, 과학 성적, 과학에 대한 인식, 학교 밖 경험이 과학 진로 희망에 미치는 영향을 알아보는 것이라고 할 수 있다.
- 따라서 이 연구에서는 중학생을 대상으로 과학에 대한 선호를 포함한 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험이 과학 진로 희망에 어떠한 영향을 미치는지 확인하고자 하였다. 이를 위해 과학 진로 희망 여부에 따라 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 차이가 있는지 밝히고, 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 대한 소수의 요인을 도출한 후, 도출된 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 대한 요인과 성별, 과학 성적 등의 변인들이 과학 진로 희망에 미치는 영향을 조사하였다.
- 그러나 성별, 과학 성적, ‘과학 학습의 유용성에 대한 인식’과 ‘과학 학습의 중요성에 대한 인식’,그리고 ‘자연 체험’, ‘과학 기자재 사용’, ‘컴퓨터사용’, ‘견학 및 시청’ 등의 변인이 회귀방정식에 포함되지 않는 것은 실제로 이들 변인들이 과학 진로 희망 여부를 유의미하게 설명할 수 없는 것일 수도 있고, 아니면 유의미하게 나타난 ‘과학 학습에 대한 흥미와 선호’와 ‘일상 도구 사용’이 이들 변인들이 설명할 수 있는 부분을 대부분 설명할 수 있기 때문에 유의미하지 않게 나타난 것일 수도 있다. 즉, 이 연구에서는 여러 변인을 함께 사용하여 과학 진로 희망에 미치는 효과를 봄으로써 다른 변인들은 일정하게 통제된 상태에서 한 변인의 효과를 알아본 것이다. 따라서 이 연구의 결과가 개별적인 변인들의 효과를 알아봄으로써 성별이나 과학성적 등의 변인들이 과학 진로 희망에 영향을 끼치는 것으로 보고한 선행연구의 결과와 상충된 것이라고 섣불리 말하는 것은 경계해야 할 것이다.
- 과학기술이 우리 사회에 미치는 영향을 고려할 때, 과학 관련 진로로 진출할 과학기술 인력을 양성하는 것은 과학교육에 있어 중요한 일이다(Son& Woo, 2003). 학생들의 과학 진로 희망에 영향을 미치는 요인은 매우 다양한데, 이 연구에서는 중학생을 대상으로 성별, 과학 성적, 과학에 대한 인식, 학교 밖 경험이 과학 진로 희망에 미치는 영향을 알아보았다. 이를 위해 181명의 중학생을 대상으로 과학 진로 희망 여부와 과학에 대한 인식, 학교 밖 경험에 대한 설문 조사를 실시하고 과학 진로 희망 여부에 따라 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 차이가 있는지 조사하였다.
제안 방법
- ‘과학에 대한 인식’ 14개 설문문항과 ‘학교 밖 경험’ 20개 설문문항을 각각 대표할 수 있는 소수의 요인을 도출하기 위해 탐색적 요인분석을 수행하였다.
- 그리고 탐색적 요인 분석을 통해 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 대한 설문문항을 대표할 수 있는 8개의 요인을 도출하였다. 도출한 8개의 변인에 성별 및 과학 성적을 포함한 총 10개의 설명변인을 사용하여 이들 변인들이 과학 관련 진로 희망 여부에 미치는 영향을 설명하는 로지스틱 회귀분석을 실시하였다.
- 다음으로 로지스틱 회귀분석의 설명변인으로 사용하기 위한 설문문항을 대표하는 요인들을 추출하였다. 이를 위해 영역별로 설문문항을 대상으로 탐색적 요인분석을 수행하였다.
- ’의 응답 결과를 역배점하여 처리한다면 두 문항의 내용에 큰 차이가 없으므로 제시된 두 요인의 차이는 분명하지 않다. 따라서 이 연구에서는 합리적인 방법으로 영역별 문항을 몇 개의 요인으로 구분하기 위하여 탐색적 요인 분석(exploratory factor analysis)을 수행하고, 그 결과를 과학 진로 희망 여부에 대한 로지스틱 회귀분석의 설명변인으로 사용하였다. 설문지의 구성은 Table 2와 같다.
- 성별과 과학 성적 이외에 요인분석 결과를 반영하여 ‘과학에 대한 인식’ 문항에서 3개의 요인을, ‘학교 밖 경험’에서 5개의 요인을 로지스틱 회귀분석의 설명변인에 추가하였다.
- 학생들의 과학 진로 희망에 영향을 미치는 요인은 매우 다양한데, 이 연구에서는 중학생을 대상으로 성별, 과학 성적, 과학에 대한 인식, 학교 밖 경험이 과학 진로 희망에 미치는 영향을 알아보았다. 이를 위해 181명의 중학생을 대상으로 과학 진로 희망 여부와 과학에 대한 인식, 학교 밖 경험에 대한 설문 조사를 실시하고 과학 진로 희망 여부에 따라 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 차이가 있는지 조사하였다. 과학에 대한 인식을 묻는 대부분의 문항에 대해 과학 진로를 희망하는 집단과 희망하지 않는 집단 사이에 응답 양상이 차이가 있었다.
- 따라서 이 연구에서는 중학생을 대상으로 과학에 대한 선호를 포함한 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험이 과학 진로 희망에 어떠한 영향을 미치는지 확인하고자 하였다. 이를 위해 과학 진로 희망 여부에 따라 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 차이가 있는지 밝히고, 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 대한 소수의 요인을 도출한 후, 도출된 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 대한 요인과 성별, 과학 성적 등의 변인들이 과학 진로 희망에 미치는 영향을 조사하였다. 그러므로 이 연구의 목적은 중학생의 성별, 과학 성적, 과학에 대한 인식, 학교 밖 경험이 과학 진로 희망에 미치는 영향을 알아보는 것이라고 할 수 있다.
- 다음으로 로지스틱 회귀분석의 설명변인으로 사용하기 위한 설문문항을 대표하는 요인들을 추출하였다. 이를 위해 영역별로 설문문항을 대상으로 탐색적 요인분석을 수행하였다. ‘과학 수업에 대한 인식’ 문항에 대한 응답이 ‘매우 그렇지 않다’, ‘그렇지 않다’, ‘그렇다’, ‘매우 그렇다’에 따라 각각 1~4점을 부여하였고2), ‘학교 밖 경험’ 문항에 대한 응답이 ‘전혀 해보지 않았다’, ‘한두 번 정도 해보았다’, ‘어느 정도 해보았다’, ‘자주 해보았다’에 따라 각각 1~4점을 부여하였다.
대상 데이터
- ‘학교 밖 경험’ 영역의 문항은 과학교육 전문가 2명과 석사과정에서 과학교육을 전공 중인 중등 과학교사 2명 등 총 4명이 논의하여 현재 우리나라 학생들이 의미 있게 겪을 수 있는 경험들을 중심으로 일부 문항을 선정하였다.
- 이 연구에서는 대전시 소재 중학교의 3학년 7개 학급을 대상으로 설문 조사를 실시하였다. 설문에 응답한 인원은 모두 200명이었으나 성실하게 답변하지 않은 19명을 제외하고, 총 181명의 설문 결과를 분석하였다. 남학생이 전체의 47.
- 이 연구에서는 대전시 소재 중학교의 3학년 7개 학급을 대상으로 설문 조사를 실시하였다. 설문에 응답한 인원은 모두 200명이었으나 성실하게 답변하지 않은 19명을 제외하고, 총 181명의 설문 결과를 분석하였다.
데이터처리
- ’는 4단계 리커트 척도 문항에 대해 ‘그렇다’나 ‘매우 그렇다’고 응답한 학생들은 과학 진로 희망 집단으로 분류하고, ‘그렇지 않다’나 ‘매우 그렇지 않다’고 응답한 학생들은 과학 진로 비희망 진단으로 분류하였다. 그리고 과학 진로 희망 집단과 비희망 집단 사이에 각각의 설문문항에 대한 응답 양상에 유의미한 차이가 있는지를 알아보기 위하여 교차분석을 수행하였다.
- 그리고 탐색적 요인 분석을 통해 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 대한 설문문항을 대표할 수 있는 8개의 요인을 도출하였다. 도출한 8개의 변인에 성별 및 과학 성적을 포함한 총 10개의 설명변인을 사용하여 이들 변인들이 과학 관련 진로 희망 여부에 미치는 영향을 설명하는 로지스틱 회귀분석을 실시하였다. 로지스틱 회귀분석 결과, ‘과학 학습에 대한 흥미와 선호’와 ‘일상 도구 사용’ 등 2개 변인만이 과학 진로 희망 여부를 유의미하게 설명할 수 있는 설명변인인 것으로 나타났다.
- 로지스틱 회귀분석에서는 t 검증 대신 wald 검증을 사용한다. ‘성별’과 ‘과학 성적’ 변인은 로지스틱 회귀식에 포함되지 않은 다른 변인에 비해wald 값이 큰 편이나 통계적으로 유의하지는 않았다.
- 마지막으로, 중학생의 과학 진로 희망 여부를 유의미하게 설명하는 변인들이 무엇인지를 검정하기 위하여 성별과 과학 성적, 요인분석을 통해 얻은 설문문항의 하위척도를 설명변인으로 하는 로지스틱 회귀분석을 수행하였다. 요인분석을 통해 얻은 설문문항의 하위척도의 점수는 해당하는 문항들의 점수를 평균하여 사용하였다.
- 마지막으로, 중학생의 과학 진로 희망 여부를 유의미하게 설명하는 변인들이 무엇인지를 검정하기 위하여 성별과 과학 성적, 요인분석을 통해 얻은 설문문항의 하위척도를 설명변인으로 하는 로지스틱 회귀분석을 수행하였다. 요인분석을 통해 얻은 설문문항의 하위척도의 점수는 해당하는 문항들의 점수를 평균하여 사용하였다.
이론/모형
- 요인의 의미를 좀 더 명확하게 부여하기 위하여 프로맥스(promax) 방법으로 요인들을 사교회전하였다. Table 5는 사교회전의 결과에 따른 문항의 요인 부하량과 공통분산치(communality)를 나타낸 것이다.
- 이 연구에서는 Choi가 사용한 문항 중 ‘과학 수업에 대한 인식’과 ‘학교 밖 경험’ 영역의 일부 문항을 선택하여 사용하였다.
- 이 연구에서는 Schreiner & Sjøberg(2004)가개발한 ROSE(Relevance of Science Education) questionnaire의 일부를 번역하여 사용하였다.
- 선택한 문항은 Choi(2008)의 연구를 참조하여 새롭게 번역하였다. 이들 문항은 ROSE questionnaire의 문항과 마찬가지로 4단계의 리커트 척도를 사용하였다.
성능/효과
- ‘요인 b1’에는 지렛대나 도르래, 공구 사용이나 자전거 타이어 교체, 라디오 분해, 모형 만들기와 같이 일상생활에서의 도구 사용과 조립 및 분해하는 경험을 묻는 문항들의 요인 부하량이 높았고, ‘요인 b2’에는 동물을 돌보거나 낚시하기, 별자리 찾아보기, 자연재료로 악기 만들기 등 자연 속에서 체험하는 경험을 문항들의 요인 부하량이 높았다.
- ‘요인 b4’에는 컴퓨터를 이용하여 검색하거나 문서 작성하기, 인터넷으로 음악 다운 받기와 같이 컴퓨터사용에 대한 경험을 묻는 문항의 요인 부하량이 높았고, ‘요인 b5’에는 과학관 관람하기와 TV나 영화에서 자연에 관한 프로그램 시청하기의 경험을 문항들의 요인 부하량이 높았다.
- 1) ‘과학 수업에 대한 인식’ 영역의 문항은 원래 16문항인데, 이중 ‘나는 과학자가 되고 싶다.
- 가설 검정 결과, a01번과 a11번 문항을 제외한 13개 문항에서 두 집단의 응답 양상에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 집단 간 유의미한 응답 양상의 차이가 모든 문항에 대해 동일한 형태로 나타나지는 않았지만, 전반적으로 과학 진로를 희망한 집단의 경우 ‘그렇다’ 이상의 응답 비율이 상대적으로 높게 나타나는 경향이 있었으며, 과학 진로를 희망하지 않은 집단의 경우 ‘그렇지 않다’ 이하의 응답 비율이 높은 경향을 보였다.
- 결론적으로 학생들의 과학 진로 희망을 장려하기 위해서는 학생들의 과학 학습에 대한 흥미와 선호를 높이고 일상생활에서 도구를 사용하는 경험을 늘리는 것이 중요하다는 것을 볼 수 있었다. 즉, 학생들이 과학을 재미있어 하고 좋아하게 하며 과학을 학습하는 것이 어렵지 않다는 인식을 갖도록 할 필요가 있으며, 과학 체험이나 견학, 과학 기자재 사용과 같은 형식적인 경험뿐 아니라 일상생활에서 자연스럽게 도구를 사용하는 경험을 가질 수 있는 환경과 여건을 제공할 필요가 있다.
- 국내에서 진행된 연구로는 Bong & Lee(2012)가중학생의 과학 진로 선택 및 과학 학습에 대한 동기에 영향을 미치는 요인을 알아보았다. 과학 관련 장래 희망을 원하는 학생의 비율은 여학생에 비해 남학생이 높았으며, 과학 성취 수준이 높은 학생일수록 과학 관련 장래 직업 희망 비율이 높았고, 과학 성취 수준이 중이나 하인 학생들의 과학 관련 진로 희망이 현저히 적어지는 것으로 나타났다. Lee et al.
- ‘과학에 대한 인식’ 문항에 대한 분석 결과, 고유치(eigen value)가 1보다 큰 요인이 3개이며 스크리 도표(scree plot)에서 기울기가 4번째부터 완만하게 나타났다. 그리고 요인의 개수를 2개로 하였을 때는 모든 문항들을 충분히 설명할 수가 없었고 요인의 개수를 4개로 하였을 때에는 문항들의 범주에 의미를 부여하기 어려웠으나 요인의 개수를 3개로 하였을 때는 문항들의 범주를 가장 유의미하게 해석할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 ‘과학에 대한 인식’ 문항에 대한 요인의 개수를 3개로 정하였다.
- 다른 변인들의 값이 고정된 상태에서 ‘과학 학습에 대한 흥미와 선호’와 ‘일상 도구 사용’에 대한 척도가 1증가할 때마다 과학 진로를 희망하지 않은 확률에 대한 희망할 확률의 비가 각각 3.0배와 2.5배 증가하는 것으로 나타났다.
- 즉, 과학 진로 희망 집단이 비희망 집단에 비해 과학에 대해 대체적으로 긍정적인 인식을 보였다. 또한 과학 진로 희망 집단이 비희망 집단에 비해 학교 밖 경험에 대한 빈도가 높게 나타났다.
- ‘학교 밖 경험’ 문항에 대한 요인 분석 결과에 따르면 고유치가 1보다 큰 요인이 5개이며 스크리 도표에서도 기울기가 6번째부터 완만하게 나타났다. 또한 요인의 개수를 5개로 하였을 때 문항들의 범주를 유의미하게 해석할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 ‘학교 밖 경험’ 문항에 대한 요인의 개수를 5개로 정하였다.
- 로지스틱 회귀분석 결과, ‘과학 학습에 대한 흥미와 선호’와 ‘일상 도구 사용’ 등 2개 변인만이 과학 진로 희망 여부를 유의미하게 설명할 수 있는 설명변인인 것으로 나타났다.
- Table 5는 사교회전의 결과에 따른 문항의 요인 부하량과 공통분산치(communality)를 나타낸 것이다. 문항과 요인의 상관관계에 해당하는 요인부하량은 문항들이 최소한 한 요인에 대해 0.5 이상인 것으로 나타났다. 문항의 분산이 세 요인에 의해 설명되는 정도를 나타내는 공통분산치의 경우 a10 문항 1개를 제외하고 모두 문항 분산의 50% 이상이 설명되는 것으로 나타났다.
- 4 이상인 것으로 나타났다. 문항의 분산이 5개 요인에 의해 설명되는 정도를 나타내는 공통분산치를 살펴보면, 공통분산치가 0.408인 1개의 문항(b07)을 제외하면 나머지 문항은 모두 5개 요인으로 각 문항 분산의 49% 이상이 설명되는 것으로 나타났다.
- 5 이상인 것으로 나타났다. 문항의 분산이 세 요인에 의해 설명되는 정도를 나타내는 공통분산치의 경우 a10 문항 1개를 제외하고 모두 문항 분산의 50% 이상이 설명되는 것으로 나타났다.
- (2014)은 고등학생을 대상으로 과학 경험, 과학 학습동기, 과학 성취도, 과학 진로 의향 사이의 직·간접적인 영향을 규명하는 연구를 수행하였다. 연구 결과, 과학 경험이 과학 학습동기를 매개로 과학 진로의향에 간접 영향을 주며, 과학 수업뿐만 아니라 학교 밖에서의 긍정적인 과학 경험이 과학 학습동기에 영향을 미치므로 우수 과학인재 양성을 위해서는 학교 수업과 학교 밖에서의 과학 경험을 더욱 의미 있고 긍정적으로 제공해야 할 필요가 있는 것으로 나타났다. 그 밖에 Park et al.
- 이 연구의 자료를 활용하여 성별에 따른 과학 관련 진로 희망 여부에 대한 교차분석을 별도로 실시한 결과, 성별에 따라 과학 관련 진로 희망 여부에 차이가 있는 것으로 나타났으며(\(χ\)2=18.729, p<0.001), 과학 평점이 A인 과학성적 최상위 집단과 이를 제외한 집단 사이의 과학 관련 진로 희망 여부에도 차이가 있는 것으로 나타났다( \(χ\)2=11.555, p<0.01).
- 과학에 대한 인식을 묻는 대부분의 문항에 대해 과학 진로를 희망하는 집단과 희망하지 않는 집단 사이에 응답 양상이 차이가 있었다. 즉, 과학 진로 희망 집단이 비희망 집단에 비해 과학에 대해 대체적으로 긍정적인 인식을 보였다. 또한 과학 진로 희망 집단이 비희망 집단에 비해 학교 밖 경험에 대한 빈도가 높게 나타났다.
- 5배 증가하는 것으로 나타났다. 즉, 학생들의 과학 학습에 대한 흥미와 선호가 과학의 유용성이나 중요성에 대한 인식보다 학생들의 과학 진로 희망에 직접적인 영향을 끼치며, 지렛대나 도르래, 공구 사용이나 자전거 타이어 교체, 라디오 분해, 모형 만들기와 같이 일상생활에서의 도구 사용과 조립 및 분해하는 경험이 과학 기자재와 컴퓨터의 사용이나 자연체험이나 견학 및 시청보다 학생들의 과학 진로 희망 여부를 직접적으로 설명해 주는 것으로 나타났다.
- a11번 문항은 과학을 배워서 자연에 대한 이해가 깊어졌는지를 묻는 문항인데, 과학 진로 희망 집단과 비희망 집단 모두 '그렇다' 이상으로 응답한 비율이 70% 이상으로 높게 나타났다. 즉, 희망 집단과 비희망 집단 모두 과학 학습을 통해 자연에 대한 이해가 깊어진다고 인식하는 것으로 나타났다.
- 집단 간 유의미한 응답 양상의 차이가 모든 문항에 대해 동일한 형태로 나타나지는 않았지만, 전반적으로 과학 진로를 희망한 집단의 경우 ‘그렇다’ 이상의 응답 비율이 상대적으로 높게 나타나는 경향이 있었으며, 과학 진로를 희망하지 않은 집단의 경우 ‘그렇지 않다’ 이하의 응답 비율이 높은 경향을 보였다.
후속연구
- 따라서 우리나라 중학생의 과학 진로 희망에 관한 연구로 결과를 일반화하기 위해서는 체계적인 대규모 표집이 수행된 후속 연구가 필요하다. 그리고 이 연구는 ROSE questionnaire의 일부 문항을 사용한 설문을 기반으로 과학 진로 희망과 관련된 요인을 분석하였으나, 로지스틱 회귀분석의 설명변인으로 보다 광범위한, 또는 새로운 변인들을 포함하는 후속 연구가 이루어질 수 있을 것이다.
- 이 연구는 편의에 따라 선정한 특정 학교의 다소 소규모 표집을 대상으로 수행되었기 때문에 연구의 결과를 일반화하는 데에는 한계가 있다. 따라서 우리나라 중학생의 과학 진로 희망에 관한 연구로 결과를 일반화하기 위해서는 체계적인 대규모 표집이 수행된 후속 연구가 필요하다. 그리고 이 연구는 ROSE questionnaire의 일부 문항을 사용한 설문을 기반으로 과학 진로 희망과 관련된 요인을 분석하였으나, 로지스틱 회귀분석의 설명변인으로 보다 광범위한, 또는 새로운 변인들을 포함하는 후속 연구가 이루어질 수 있을 것이다.
- 즉, 이 연구에서는 여러 변인을 함께 사용하여 과학 진로 희망에 미치는 효과를 봄으로써 다른 변인들은 일정하게 통제된 상태에서 한 변인의 효과를 알아본 것이다. 따라서 이 연구의 결과가 개별적인 변인들의 효과를 알아봄으로써 성별이나 과학성적 등의 변인들이 과학 진로 희망에 영향을 끼치는 것으로 보고한 선행연구의 결과와 상충된 것이라고 섣불리 말하는 것은 경계해야 할 것이다.
- 이 연구는 편의에 따라 선정한 특정 학교의 다소 소규모 표집을 대상으로 수행되었기 때문에 연구의 결과를 일반화하는 데에는 한계가 있다. 따라서 우리나라 중학생의 과학 진로 희망에 관한 연구로 결과를 일반화하기 위해서는 체계적인 대규모 표집이 수행된 후속 연구가 필요하다.
- ‘과학 수업에 대한 인식’ 문항에 대한 응답이 ‘매우 그렇지 않다’, ‘그렇지 않다’, ‘그렇다’, ‘매우 그렇다’에 따라 각각 1~4점을 부여하였고2), ‘학교 밖 경험’ 문항에 대한 응답이 ‘전혀 해보지 않았다’, ‘한두 번 정도 해보았다’, ‘어느 정도 해보았다’, ‘자주 해보았다’에 따라 각각 1~4점을 부여하였다. 즉, 설문문항의 척도는 순위척도이지만 등간척도로 간주하고 사용하였으며, 이러한 부분에 있어 연구의 제한점이 있음을 밝힌다.
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