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문제 정의
- 새로운 과학과 교육과정의 효과를 측정하거나 역량 신장을 주된 목표로 개발된 많은 교수-학습 프로그램들의 효용성을 확인하기 위해서는 학생들의 과학과 핵심역량을 조사하고, 그 변화를 측정 할 수 있는 효율적인 검사도구의 개발이 필수적이다. 따라서 본 연구는 2015 개정 과학과 교육과정에서 기술하고 있는 과학과 핵심역량의 영역별 내용에 기초하여 학생들의 과학과 핵심역량을 조사할 수 있는 문항들을 개발하였다. 구체적인 연구내용은 다음과 같다.
- 평가 문항의 타당도에서 가장 중요한 것은 내용 타당도이며, 본 연구에서 제시한 다양한 통계치는 문항이 적절한지에 관한 판단을 위한 보조 자료이다. 따라서 본 연구에서 개발한 과학과 핵심역량 문항들이 과학과 핵심역량을 측정하는데 내용상 적합한지 판단하는데 있어 중요한 요소는 학자들의 의견이다. 예를 들어 과학적 사고력과 과학적 탐구능력, 과학적 문제해결력을 구성하는 요소들이 중복되는 경우가 있다.
- 이 연구에서 개발된 과학적 핵심역량을 측정하는 25개 문항의 타당도를 앞 절에서 확인하였다. 이 절에서는 성별과 학교급별로 과학적 핵심역량을 비교 분석하여 개발된 검사도구가 집단 간 차이를 유의미하게 보여줄 수 있는지를 판단하고, 집단 간 과학적 핵심역량을 비교 분석하고자 하였다.
- 이는 미래 사회에서 요구되는 인재 육성에 대한 개인적⋅사회적 요구가 반영되어 지식 중심의 교육과정에서 핵심역량 중심의 교육과정 패러다임으로 변화한 것이다. 즉 학교교육을 통해 전인적 측면에서 학생들의 다면적 역량을 키우고 궁극적으로 국가 차원의 경쟁력을 제고하기 위한 것이다. 2015 개정 교육과정의 변화에 따라 각 교과에서도 역량 중심의 교육과정으로 변화하였다.
가설 설정
- 2. 성별, 학교급별 과학과 핵심역량의 점수는 유의미하게 차이가 나타나는가?
- 3. 성별, 학교급별 과학과 핵심역량의 요인별 상관관계에 의미 있는 차이가 있는가?
- 일반화 타당도는 검사도구의 기능이 응답자 그룹의 특성에 따라 변화하지 않고 일관성이 있는지를 확인하는 타당도로 차별적 문항반응을 통해 확인한다. 과학적 핵심역량에 관한 검사도구가 학교급 간, 성별 간 비교 연구에 활용될 수 있음을 가정하고, 차별적 문항반응은 학급과 성별에 따라 수행하였다. 라쉬 모델 분석에서 DIF값의 차이가 0.
제안 방법
- 각 역량별 5문항씩 총 25개 문항을 과학교육전문가 5인과 교육심리전문가 1인이 개발하고 초⋅중⋅고 현장 교사 6인과 함께 협의와 검토 과정을 거쳤다.
- 본 연구에서 개발하고자 하는 과학적 핵심역량에 관한 조사 문항의 내용은 전문가 또는 이론적으로 정의된 과학 역량의 내용과 일치해야 된다. 과학적 역량 문항의 내용타당도를 확보하기 위하여 이 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정에서 제시된 과학적 역량에 대한 정의를 최대한 활용하였다(Table 2). 예를 들어 Table 2에 제시된 과학적 사고력에 대한 2015 개정 과학과 교육과정의 설명과 개발된 문항을 살펴볼 수 있다.
- 넷째, 과학과 핵심역량의 영역 간 점수의 상관관계를 통하여 집단별 과학과 핵심역량의 구조적 차이를 확인하였다. 남학생이 여학생에 비하여, 고등학생이 초등 및 중학생에 비하여 영역 간 점수의 상관관계가 높다는 것은 과학과 핵심역량의 구조가 더욱 견고하며, 영역 간 발달이 동시적으로 이루어졌다는 추론을 가능하게 한다.
- 첫째, 문항에 대한 학생들의 반응 등 문항 적합도와 여러 신뢰도를 확인하기 위하여 라쉬 모델 분석을 활용하여 Infit MNSQ, Outfit MNSQ, Person reliability, Item reliability를 확인하였다. 둘째, 내적 일관성 신뢰도를 확인하기 위하여 Cronbach alpha도 확인하였다. 셋째, 내적 구조에 관한 타당도와 관련된 개발된 문항의 내적 구조의 적합성을 확인하기 위하여 구조방정식을 활용한 확인적 요인분석을 실시하였다.
- 과학과 핵심역량은 과학적 사고력, 과학적 탐구능력, 과학적 문제해결력, 과학적 의사소통능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력 등의 5가지로 정하고, 각 핵심역량별 설명이 교육과정에 제시되어 있다. 따라서 본 연구에서 개발한 과학과 핵심역량 능력에 대한 인식 조사 문항은 2015 개정 과학과 교육과정에서 기술하고 있는 과학과 핵심역량에 대한 설명을 바탕으로 구성하였다. 각 역량별 5문항씩 총 25개 문항을 과학교육전문가 5인과 교육심리전문가 1인이 개발하고 초⋅중⋅고 현장 교사 6인과 함께 협의와 검토 과정을 거쳤다.
- 분석은 구조방정식을 통한 확인적 요인분석을 실시하였다(Figure 1). 또한 대안 모델로서 과학적 사고력,과학적 탐구능력, 과학적 문제해결력을 하나의 요인으로 하고, 과학적 의사소통과 과학적 참여와 평생학습을 두 번째 요인으로 한 대안 모델도 설정하였다. 대안 모델의 이론적 근거는 과학적 문제 해결의 인지적 요인(사고력, 탐구능력, 문제해결력)과 사회적 요인(의사소통, 참여)로 묶일 수 있음을 근거로 하였다.
- 이 방법은 학생들이 특정 문항에 대하여 비정상적 반응을 하는 경우가 어느 정도인지를 이론적으로 예측된 확률과 실제 자료를 비교하는 방법으로 확인한다. 문항 적합도는 라쉬모델 분석을 통해 획득한 문항적합도인 Infit MNSQ와 Outfit MNSQ 값을 통해 확인한다. Boone, Staver & Yale(2014)은 MNSQ가 0.
- 이 구분이 학생들의 응답을 바탕으로 통계적으로 적합한지에 대한 분석을 실시하였다. 분석은 구조방정식을 통한 확인적 요인분석을 실시하였다(Figure 1). 또한 대안 모델로서 과학적 사고력,과학적 탐구능력, 과학적 문제해결력을 하나의 요인으로 하고, 과학적 의사소통과 과학적 참여와 평생학습을 두 번째 요인으로 한 대안 모델도 설정하였다.
- 이 연구는 2015 개정 과학과 교육과정 문서에 제시하고 있는 과학과 핵심역량에 대한 설명을 근거로 과학과 핵심역량 검사 도구를 개발한 후 전국 초⋅중⋅고등학교 11,348명 이상의 학생들에게 적용하여 그 타당도와 신뢰도를 확인하였다.
- 이 연구에서는 2015 개정 과학과 핵심역량에 관한 설명을 근거로 개발된 과학과 핵심역량 문항의 내용 타당도, 실제에 기초한 타당도, 내적 구조에 기초한 타당도, 일반화 타당도의 4가지 타당도 수준을 확인하였다. 내용 타당도의 경우 수치화된 방법으로 확인하지 않았는데, 그 이유는 국내 과학교육 전문가들의 합의에 의하여 도출된 과학과 교육과정의 설명을 근거로 하였으며, 개발 과정에서 5명의 과학교육전문가들 및 6명의 현장 과학교사들이 여러 번에 걸친 검토와 합의를 거쳤기 때문에 충분하다고 판단된다.
- 다음으로 내적 구조에 기초한 타당도이다. 이 연구에서는 과학적 핵심역량을 2015 개정 과학과 교육과정에 근거하여 5개 요인으로 구분하였다. 이 구분이 학생들의 응답을 바탕으로 통계적으로 적합한지에 대한 분석을 실시하였다.
- 이와 같은 다양한 판단 과정을 거쳐 문항에 대한 1차 초안을 만들었고, 과학교육 전문가 5인을 포함한 연구진 전체에 의하여 지속적인 협의를 거쳐 최종 25개 문항을 개발하였다. 2015 개정 과학과 교육과정의 서술문이 교육과정 개발에 참여한 과학교육 전문가들의 협의체에 의해 개발되었고, 핵심역량 조사 문항의 개발에 참여한 과학교육 전문가들의 전문성을 고려할 때 개발된 문항의 내용 타당도는 충분하다고 판단하였다.
- 각 역량별 5문항씩 총 25개 문항을 과학교육전문가 5인과 교육심리전문가 1인이 개발하고 초⋅중⋅고 현장 교사 6인과 함께 협의와 검토 과정을 거쳤다. 이후 현장 교사의 소속 학교에서 한 학급씩의 학생들을 대상으로 예비조사를 하여 문장의 이해 정도를 파악하고 수정 보완하였다. 학교 현장에서 교사들은 과학과 교육과정의 설명을 바탕으로 핵심역량 향상을 위한 수업 목표, 내용, 활동, 평가 등을 설계할 것으로 기대된다.
- 과학과 핵심역량 문항의 타당도와 신뢰도를 확인하기 위하여 Messick(1995)의 타당도 모델에 근거하여 다양한 통계분석이 실시되었다. 첫째, 문항에 대한 학생들의 반응 등 문항 적합도와 여러 신뢰도를 확인하기 위하여 라쉬 모델 분석을 활용하여 Infit MNSQ, Outfit MNSQ, Person reliability, Item reliability를 확인하였다. 둘째, 내적 일관성 신뢰도를 확인하기 위하여 Cronbach alpha도 확인하였다.
대상 데이터
- 2015 개정 과학과 교육과정에 근거하여 개발한 과학과 핵심역량 문항의 타당도와 신뢰도, 그리고 집단별 점수 차이 등을 확인하기 위하여 초⋅중⋅고등학교 학생 11,348명을 대상으로 자기 평가 형태의 설문 조사를 하였다.
- 본 연구의 조사에 응답한 학생들은 전국 17개 시⋅도에서 학생 참여형 과학수업 선도학교를 운영하고 있는 초⋅중⋅고 60개교에 재학 중인 학생들이다.
- 마지막으로 이 연구의 제한점을 기술한다. 평가 문항의 타당도에서 가장 중요한 것은 내용 타당도이며, 본 연구에서 제시한 다양한 통계치는 문항이 적절한지에 관한 판단을 위한 보조 자료이다. 따라서 본 연구에서 개발한 과학과 핵심역량 문항들이 과학과 핵심역량을 측정하는데 내용상 적합한지 판단하는데 있어 중요한 요소는 학자들의 의견이다.
데이터처리
- 5개 요인 모델과 2개 요인 모델의 적합도 차이를 보다 명확하게 확인하기 위하여 차원분석도 실시하였다. ConQuest 4.
- Table 5. Two-way ANOVA of scientific core competency score by gender and academic level.
- 셋째, 내적 구조에 관한 타당도와 관련된 개발된 문항의 내적 구조의 적합성을 확인하기 위하여 구조방정식을 활용한 확인적 요인분석을 실시하였다. 넷째, 적합도는 RMR(root mean square residual), GFI(goodness of fit index), NFI(normed fit index), IFI(incremental fit index), TLI(Tucker Lewis index), CFI(comparative fit index), RMSEA(root mean square error of approximation)을 통해 확인하였다. 다섯째, 차원 분석은 ConQuest 4.
- 넷째, 적합도는 RMR(root mean square residual), GFI(goodness of fit index), NFI(normed fit index), IFI(incremental fit index), TLI(Tucker Lewis index), CFI(comparative fit index), RMSEA(root mean square error of approximation)을 통해 확인하였다. 다섯째, 차원 분석은 ConQuest 4.5.0을 활용하여 Akaike Information Criterion(AIC), Final Deviance, Chi-square의 값을 비교하는 방법을 활용하였다. 마지막으로, 성별과 학교급별 점수 비교를 위하여 이원분산분석을 활용하였으며, 각 요인별 상관관계 확인을 위하여 Pearson 상관관계를 확인하였다.
- 0을 활용하여 Akaike Information Criterion(AIC), Final Deviance, Chi-square의 값을 비교하는 방법을 활용하였다. 마지막으로, 성별과 학교급별 점수 비교를 위하여 이원분산분석을 활용하였으며, 각 요인별 상관관계 확인을 위하여 Pearson 상관관계를 확인하였다. 본 연구에서 라쉬모델 분석은 WINSTEPS 3.
- 보다 면밀하게 집단 간 차이를 확인하기 위하여 5개 요인을 모두 함께 분석한 다변량 이원분산분석과 각 요인별로 확인한 이원분산분석을 실시하였다. 먼저 다변량 이원분산분석에서 학교급 간, 성별 간은 모두 유의미하였다(학교급 간 F[15, 30112]=21.
- 마지막으로, 성별과 학교급별 점수 비교를 위하여 이원분산분석을 활용하였으며, 각 요인별 상관관계 확인을 위하여 Pearson 상관관계를 확인하였다. 본 연구에서 라쉬모델 분석은 WINSTEPS 3.92.1을 사용하였으며, 기타 통계 분석은 SPSS v.22를 사용하였다.
- 둘째, 내적 일관성 신뢰도를 확인하기 위하여 Cronbach alpha도 확인하였다. 셋째, 내적 구조에 관한 타당도와 관련된 개발된 문항의 내적 구조의 적합성을 확인하기 위하여 구조방정식을 활용한 확인적 요인분석을 실시하였다. 넷째, 적합도는 RMR(root mean square residual), GFI(goodness of fit index), NFI(normed fit index), IFI(incremental fit index), TLI(Tucker Lewis index), CFI(comparative fit index), RMSEA(root mean square error of approximation)을 통해 확인하였다.
- 과학적 핵심역량 간 상관관계는 Figure 1의 확인적 요인분석에서도 확인할 수 있다. 이 절에서는 8개 집단별로 과학적 핵심역량 점수의 상관관계를 확인하여 과학적 핵심역량에서 집단 간 구조적 차이가 있는지 판단하기 위하여 Pearson 상관관계 분석을 실시하였다. 5개 과학적 핵심역량 간 상관관계의 쌍은 총 10개이며, 8개 집단으로 구분되어 분석되었으므로 총 80개의 상관관계 계수가 생성되었다.
이론/모형
- ConQuest 4.5.0을 활용하여 5개 요인으로 분석하였을 때와 2개 요인으로 분석하였을 때의 Akaike Information Criterion(AIC), Final Deviance, Chi-square의 값을 비교하는 방법을 사용하였다(Neumann, Neumann & Nehm, 2011).
성능/효과
- 061)로 구조방정식 모델 적합도의 일반적인 기준을 모두 만족하고 있었다. 2개 요인으로 구분된 모델은 대부분 만족스러웠으나 GFI가 0.9 이하이며, RMSEA가 0.6이상으로 일부 항목에서 만족스럽지 못하였다(RMR = 0.032, GFI = 0.885, NFI = 0.921, IFI = 0.922, TLI = 0.914, CFI = 0.922, RMSEA = 0.071).
- 각 요인별로 확인한 이원분산분석결과는 Table 5에 제시하였다. 5가지 과학적 핵심역량 요인에서 학교급 간 차이는 모두 유의미하였으며,성별은 과학적 의사소통능력을 제외하고 모두 유의미하였다. 교호작용 효과는 과학적 탐구능력과 과학적 참여와 평생학습 능력을 제외하고 유의미한 것으로 나타났다.
- 5개 요인으로 구분된 모델의 모델 적합도는 RMR이 0.027, GFI이 0.915, NFI이 0.945, IFI이 0.946, TLI이 0.939, CFI이 0.946, RMSEA이 0.060(90% CI: 0.059 – 0.061)로 구조방정식 모델 적합도의 일반적인 기준을 모두 만족하고 있었다.
- 5에 있으면 적합한 수준이라고 하였다. 과학적 핵심역량의 5개요인 25개 문항 모두가 이 기준에 만족하는 것으로 나타났다(Table 3). Person reliability 값은 각 문항들이 학생들의 과학적 핵심역량을 구분하는데 적합한지 확인할 수 있는 수치로서, 0.
- 5가지 과학적 핵심역량 요인에서 학교급 간 차이는 모두 유의미하였으며,성별은 과학적 의사소통능력을 제외하고 모두 유의미하였다. 교호작용 효과는 과학적 탐구능력과 과학적 참여와 평생학습 능력을 제외하고 유의미한 것으로 나타났다.
- 마지막으로 Chi-square 5개 요인 모델이 3790, 2개 요인 모델이 1312로 그차이가 2478로서 5개 요인 모델이 더 적합하였다. 구조방정식을 활용한 확인적 요인분석과 차원 분석의 두 방법을 통해서 2015 개정 과학과 교육과정에서 제시된 5개 과학과 핵심역량의 각 요인들의 구분이 명확히 이루어지는 것을 확인할 수 있다.
- 대안 모델의 이론적 근거는 과학적 문제 해결의 인지적 요인(사고력, 탐구능력, 문제해결력)과 사회적 요인(의사소통, 참여)로 묶일 수 있음을 근거로 하였다. 그 결과 5개 요인으로 구분한 모델이 더 적합한 모델임이 확인되었다. 5개 요인으로 구분된 모델의 모델 적합도는 RMR이 0.
- 이 연구는 그 정의를 바탕으로 평가 문항을 만들어서 많은 수의 다양한 학생들에게 적용하였다. 그 결과 다양한 통계값들이 문항의 타당도를 평가하는데 활용되는 기준에 근거하여 적합한 것으로 확인되었다. 단순히 통계 분석 결과가 적합하다고 이 연구에서 제시한 문항이 타당하다고 단언하는 것은 한계가 있다.
- 둘째, 개발된 문항의 실제에 기초한 타당도, 내적 구조에 기초한 타당도, 일반화 타당도는 정신측정학 관점에서 타당한 수준을 보이고있다. 문항 적합도, 확인적 요인 분석, 차별적 문항 반응의 통계 수치는 기준에 모두 충분한 수준이었다.
- 해당 구인의 중요한 내용 요소가 빠져서 문항의 대표성이 낮아지는 문제점이 발생할 수 있으나 학생들이 이해할 수 없는 문항을 포함시키는 것 역시 다른 문제를 야기한다. 또한 이 연구에서 개발한 문항들이 과학과 핵심역량의 다양한 요소들을 학생들이 신장시켰는지 진단하는 기능보다는 각 구인별로 학생들의 수준을 가늠하는 기능의 수준에서는 일부 내용요소가 빠진다고 하여 문제되지 않는다고 판단하였다.
- Final Deviance 역시 5개 요인 모델이 152376, 2개 요인 모델이 154859으로그 차이가 –2484로 나타나 5개 요인 모델이 더 적합하였다. 마지막으로 Chi-square 5개 요인 모델이 3790, 2개 요인 모델이 1312로 그차이가 2478로서 5개 요인 모델이 더 적합하였다. 구조방정식을 활용한 확인적 요인분석과 차원 분석의 두 방법을 통해서 2015 개정 과학과 교육과정에서 제시된 5개 과학과 핵심역량의 각 요인들의 구분이 명확히 이루어지는 것을 확인할 수 있다.
- 본 연구에서 개발한 도구를 활용하여 학교급 간, 성별 간 비교 연구의 결과는 문항의 타당도와 활용이라는 점에서 몇 가지 의미를 부여한다. 먼저 본 연구에서 개발한 도구에서 매우 높은 수준에서 나타나는 성차는 개발된 검사도구가 일반적으로 알려진 내용과 비슷한 양상을 보여준다는 점에서 Messick(1995)이 강조한 외적 준거에 기초한 타당도가 일부 성립되는 것으로 이해할 수 있다. 두 번째 본 연구에서 개발한 과학 역량 검사도구로 학생들의 진로에서 문⋅이과 계열 선택의 성향에 대한 예측도구로서 가치가 있을 것으로 판단된다.
- 둘째, 개발된 문항의 실제에 기초한 타당도, 내적 구조에 기초한 타당도, 일반화 타당도는 정신측정학 관점에서 타당한 수준을 보이고있다. 문항 적합도, 확인적 요인 분석, 차별적 문항 반응의 통계 수치는 기준에 모두 충분한 수준이었다. 또한 다양한 신뢰도 수치 역시 다양한 문헌에서 제시한 기준을 넘었다.
- 세 번째로 확인한 타당도는 일반화 타당도이다. 일반화 타당도는 검사도구의 기능이 응답자 그룹의 특성에 따라 변화하지 않고 일관성이 있는지를 확인하는 타당도로 차별적 문항반응을 통해 확인한다.
- 셋째, 개발된 과학과 핵심역량 문항의 점수를 성별 간 및 학교급 간 비교한 결과 대부분의 영역에서 유의미한 차이를 나타내고 있다. 특히 성별에 따른 차이는 대부분의 핵심역량 영역과 학교급에서 나타나는 것으로 확인되었다.
- 일반적인 문항 개발 과정에서는 혹시라도 부적합 문항이 있을지 모르기 때문에 예상 문항수보다 더 많은 수의 문항을 개발하고, 문항 적합도를 통해 부적합 문항을 제거하는 방법으로 최종 문항을 선별한다. 이 연구에서는 25개 문항을 개발하였고 학생들에게 투입한 결과 25개 모든 문항의 적합도와 신뢰도가 적합한 것으로 나타나 문항 제거 과정은 없었다.
- 7이나 또는 그 이상일 경우 적합하다고 할 수 있다(Boone, Staver & Yale, 2014). 이 연구에서는 가장 낮은 Person reliability 값이 0.81로 5개 요인의 문항들은 모두 적합한 Person reliability를 보여주었다. Item reliability 값은 연구에 참여한 학생들의 역량 수준이 문항의 적합도를 판단하는데 적절한지 확인하는 통계값이다.
- 전체적인 경향성을 보면 남학생이 여학생에 비하여 과학적 핵심역량이 유의미하게 높았으며, 그 차이는 과학적 의사소통과 과학적 참여와 평생학습 능력에서는 상대적으로 적게 나타났다. 모든 요인에서 문과 고등학생이 가장 낮은 수준이었으며, 이과 고등학생이 가장 높은 수준이었다.
- 상관관계는 두 변인 간 관계의 강함 정도를 나타낸다고 가정하면 특정 집단에서 과학적 핵심역량의 상관관계가 상대적으로 높은 경우 역량 간 상호 관련성이 높다고 할 수 있다. 전체적인 경향성을 볼 때 남학생이 여학생에 비하여 상관관계의 평균값이 높고, 문과와 이과 구분 없이 고등학생들이 초등학생과 중학생에 비하여 더 높은 것을 확인할 수 있다.
- 64 이상의 차이를 보여주었다(Table 4). 차별적 문항기능 분석을 근거로 개발된 과학적 핵심역량 검사 도구는 학교급 간 및 성별 간 비교 분석 연구에서 활용하기에 적합한 도구임을 확인할 수 있었다.
- 첫째, 2015 개정 과학과 교육과정에 제시된 과학과 핵심역량 설명에 기초하여 25개 문항이 개발되었고, 5명의 과학교육연구자와 6명의 현장 과학 교사들에 의하여 내용 타당도가 확인되었다. 모든 문항은 과학과 교육과정에서 제시하는 과학과 역량을 충실히 반영하고, 학생들이 이해하고 응답하기 쉬운 문장의 형태로 개발되었다.
- 통계적 방법으로 검증한 실제에 기초한 타당도, 내적 구조에 기초한 타당도, 일반화 타당도 역시 만족스러운 것으로 확인되었다. 학생들의 응답과 라쉬 모델에 근거하여 추론된 이론적 값과의 차이점을 근거로 확인하는 문항 적합도(MNSQ)는 실제에 기초한 타당도를 확인하는 통계적 방법 중 하나이다.
- 성별로 분석한 경우 25개 문항 모두 유의미한 수준의 DIF 차이가 나타나지 않았다. 학교급 간에 비교한 경우 초등학교에서 이과 고등학교 학생까지의 4개 집단으로 짝지어진 총 6개의 집단 간 구분과 25개 문항으로 구성된 총 150개의 DIF 차이값 중 0.64이상은 과학적 탐구능력 첫 번째 문항의 초등학생과 문과 고등학생 사이에서, 초등학생과 이과 고등학생의 사이에서만 0.64 이상의 차이를 보여주었다(Table 4). 차별적 문항기능 분석을 근거로 개발된 과학적 핵심역량 검사 도구는 학교급 간 및 성별 간 비교 분석 연구에서 활용하기에 적합한 도구임을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 개발된 문항들은 교실 현장에서 학생들의 과학과 핵심역량 수준을 점검하고, 다양한 과학교육 연구에서 활용될 수 있을 것이라고 기대한다. 25개 문항을 응답하는 시간은 10분이 되지 않을 정도이기 때문에 교실 현장에서 충분히 활용 가능성이 높다.
- 아마도 남학생이나 고등학생들은 과학 역량의 발달 기회가 여학생과 저학년에 비하여 상대적으로 많기 때문에 이와 같은 경향성이 나타났다고 이해할 수도 있을 것이다. 과학 역량 간인과적 모델에 대한 명확한 이론이 부족하기 때문에 본 연구 자료로 구조방정식 등의 다양한 방법으로 확인할 수 없는 한계가 있으나, 과학 역량 간 상관관계에 관한 자료는 과학 역량의 구조적 측면에 대한 분석의 시작으로서 의미가 있을 것으로 판단된다.
- 남학생이 여학생에 비하여, 고등학생이 초등 및 중학생에 비하여 영역 간 점수의 상관관계가 높다는 것은 과학과 핵심역량의 구조가 더욱 견고하며, 영역 간 발달이 동시적으로 이루어졌다는 추론을 가능하게 한다. 과학과 핵심역량 간 인과적 모델에 관한 이론적 모델이 성립된다면, 이 부분에 대한 추가적 연구가 요구된다.
- 두 번째 본 연구에서 개발한 과학 역량 검사도구로 학생들의 진로에서 문⋅이과 계열 선택의 성향에 대한 예측도구로서 가치가 있을 것으로 판단된다.
- 특히 동료평가의 경우 2015 교육과정에서도 강조하는 평가 방법이므로 이 연구에서 개발된 검사 도구를 바탕으로 동료평가를 실시한다면 의미 있는 평가 결과를 얻을 수 있을 것이다. 또한 학생들의 자기 보고형 평가와 동료평가 뿐만 아니라 학생들의 수업 활동에서 교사의 관찰에 의한 과정중심 평가에서 평가의 영역과 기준으로 활용한다면 학생들의 핵심역량에 대한 평가를 보완하는데 유용할 것임을 제언한다.
- 문과와 이과 학생들의 과학 역량의 수준은 확실하게 구분되는 것으로 나타났으므로 5가지 항목의 점수를 활용하여 학생들의 문⋅이과 성향을 판단하고 진로 지도에 활용할 수 있을 것이다.
- 단순히 통계 분석 결과가 적합하다고 이 연구에서 제시한 문항이 타당하다고 단언하는 것은 한계가 있다. 이 연구에서 제시된 문항들에 대한 비판적 고찰을 시작으로 과학과 핵심역량에 관한 문항 개발이 시작될 것으로 기대한다.
- 또한 전문가들은 비전문가에 비하여 자기 능력을 과대평가한다는 결과들 역시 많은 연구에서 확인되었다(Angner, 2006; Menkhoff, Schmeling& Schmidt, 2013; Quirk, 2010; Chi, 2006). 이와 같은 자기 보고 검사지가 가지는 문제점은 모둠기반 수업에서 동료평가와 교사 평가의결과들을 혼용하여 사용하고, 검사 결과를 종합하여 판단한다면 해결될 수 있을 것이다. 특히 동료평가의 경우 2015 교육과정에서도 강조하는 평가 방법이므로 이 연구에서 개발된 검사 도구를 바탕으로 동료평가를 실시한다면 의미 있는 평가 결과를 얻을 수 있을 것이다.
- Table 2에 제시된 2015 과학과 교육과정의 설명문을 보더라도 과학적 탐구 능력이 과학적 사고력에 기초한다고 되어 있다. 장기적으로 과학과 핵심역량에 대한 명확한 정의, 각 역량별 구성 요소에 대한 이론적 고찰 등의 다양한 연구들이 지속적으로 이루어져야 할 것이다. 하지만 과학적 핵심역량에 대한 연구가 이루어지기까지 평가 문항 개발을 하지 않고 기다리는 것은 바람직한 것은 아니다.
- 이와 같은 자기 보고 검사지가 가지는 문제점은 모둠기반 수업에서 동료평가와 교사 평가의결과들을 혼용하여 사용하고, 검사 결과를 종합하여 판단한다면 해결될 수 있을 것이다. 특히 동료평가의 경우 2015 교육과정에서도 강조하는 평가 방법이므로 이 연구에서 개발된 검사 도구를 바탕으로 동료평가를 실시한다면 의미 있는 평가 결과를 얻을 수 있을 것이다. 또한 학생들의 자기 보고형 평가와 동료평가 뿐만 아니라 학생들의 수업 활동에서 교사의 관찰에 의한 과정중심 평가에서 평가의 영역과 기준으로 활용한다면 학생들의 핵심역량에 대한 평가를 보완하는데 유용할 것임을 제언한다.
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