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우리나라 중학생들의 TIMSS 2015 화학 영역 성취 특성 분석
Analysis of Features of Korean Eighth Grades' TIMSS 2015 Achievement in Chemistry 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.38 no.5, 2018년, pp.625 - 633  

곽영순 (한국교원대학교)

초록
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본 연구에서는 TIMSS 공개문항들 중 TIMSS 2011과 TIMSS 2015에 공통으로 사용된 추이문항을 활용하여 우리나라 중학교 2학년 학생들의 화학 영역 성취도 추이를 교육과정 변화에 근거하여 분석하였다. 과학교육을 전공한 연구자 3명과 중학교 현장교사 6명이 참여하여 TIMSS 문항과 교육과정 일치도 분석을 실시하였으며, TIMSS 2015 과학에서 화학 내용영역과 인지영역에 대해 우리나라 학생들의 성취 특성을 분석하였다. 공개된 추이문항을 중심으로 화학 영역 평가주제별로 우리나라 학생들의 정답률과 응답경향을 분석한 결과에 따르면, 화학반응에서의 규칙성, 산화와 환원 등과 같은 일부 평가주제를 우리나라 2009개정 교육과정에서 중학교 3학년 이후에 다루는 까닭에 우리나라 중2 학생들의 정답률이 낮게 나타났다. 과학 인지영역별로는 우리나라 중2 학생들은 성취도 상위국인 싱가포르나 일본학생들에 비해서 적용하기 영역이 상대적으로 취약한 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 주기율표를 포함하여 우리나라 중학교 화학영역 교육과정 및 교수학습 개선 방안을 제안하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The goal of this study is to investigate the features of Korean eighth graders' achievement and its trend in Chemistry in TIMSS 2011 and TIMSS 2015, and to explore its implications for Korean science curriculum and in teaching science. With three science educators and six science teachers, we analyz...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • TIMSS는 초등학교 및 중학교 학생들의 수학⋅과학 성취도와 함께 성취도에 영향을 주는 관련 배경 변인을 파악하여 참가국의 수학⋅과학 교육의 질 개선에 필요한 정보를 제공하는 것을 목적으로 한다(Sang et al., 2016).
  • 국제본부에서 공개한 TIMSS 2015 평가결과와는 별도로, 국제본부에서 공개한 TIMSS 데이터와 이전 주기의 TIMSS 데이터를 종합하여 세계 각국에서는 자국의 수학⋅과학 교육을 이해하고 개선하기 위한 심층연구를 실시한다.
  • 우리나라 과학과 “교육과정의 경우 주요 내용영역별로 교육과정에서 다루는 시기와 개념들 간의 연계가 필요”하다(Koh & Kim, 2016; Kwak & Shin, 2017: 351)는 선행연구를 반영하여 TIMSS 화학 영역 평가주제들을 우리나라 과학과 교육과정에서 어떻게 다루고 있는지를 분석하고자 한다. 또한, 화학 내용영역 성취 특성 분석과 함께, 인지영역별 성취 특성을 분석하여 우리나라 중학교 과학과의 의도된 교육과정과 실행된 교육과정에 주는 시사점을 논의하고자 한다.
  • 본 연구에서는 TIMSS 2011과 TIMSS 2015 평가결과 중에서 중학교 화학 영역에 대한 우리나라 중2 학생들의 성취 특성을 분석하였다. TIMSS 2015 화학 영역의 성취도 추이변화를 살펴보면, 우리나라 학생들은 TIMS 2011에 비해 화학 영역에서는 평균점수 1점이 하락하였다.
  • 본 연구의 목적은 TIMSS 2015 중학교 2학년 과학 성취도 결과 중, 화학 영역에 대해 우리나라 교육과정에 비추어 TIMSS 2011과 TIMSS 2015에서 학생들의 성취 특성과 그 원인을 탐색하려는 것이다. 이때 화학 영역의 TIMSS 평가주제별로 해당 문항의 특성과 우리나라 학생들의 정답률을 분석하고, 화학 교육과정 변화에 비추어 성취도 추이변화의 원인을 분석하고자 한다.
  • 우리나라 과학과 “교육과정의 경우 주요 내용영역별로 교육과정에서 다루는 시기와 개념들 간의 연계가 필요”하다(Koh & Kim, 2016; Kwak & Shin, 2017: 351)는 선행연구를 반영하여 TIMSS 화학 영역 평가주제들을 우리나라 과학과 교육과정에서 어떻게 다루고 있는지를 분석하고자 한다.
  • 본 연구의 목적은 TIMSS 2015 중학교 2학년 과학 성취도 결과 중, 화학 영역에 대해 우리나라 교육과정에 비추어 TIMSS 2011과 TIMSS 2015에서 학생들의 성취 특성과 그 원인을 탐색하려는 것이다. 이때 화학 영역의 TIMSS 평가주제별로 해당 문항의 특성과 우리나라 학생들의 정답률을 분석하고, 화학 교육과정 변화에 비추어 성취도 추이변화의 원인을 분석하고자 한다. 특히 “공개 문항을 중심으로 구체적인 문항 내용과 정답률 추이 변화”를 살펴보고자 한다(Kwak & Shin, 2017: 351).
  • TIMSS의 경우 참여국들의 공통된 교육과정에 근거한 평가이므로, 우리나라 교육과정의 변천 시기별로 학생들의 과학 내용영역별 정답률 추이를 분석함으로써 주요 주제와 개념의 도입시기에 대한 시사점을 도출할 수 있을 것이다. 이러한 맥락에서, 본 연구에서는 TIMSS 2015 결과 중 중학교 2학년 화학 영역의 성취 특성을 공개문항을 중심으로 분석하고자 한다.
  • Table 4에서 볼 수 있듯이, TIMSS 2011의 중학교 2학년 학생들은 모두 제7차 교육과정(MOE, 1997)으로 학습한 학생들이며, TIMSS 2015의 중학교 2학년 학생들은 중학교 1, 2학년에서 2009개정 교육과정(MEST, 2011)으로 학습한 학생들이다. 이에 본 연구에서는 TIMSS 2015 화학 영역 문항들에 대해 우리나라 학생들의 응답경향과 정답률을 분석하고, 우리나라 과학과 교육과정에서 TIMSS 2015에서 출제된 화학 영역의 평가주제를 어떻게 다루는지를 분석하였다. 특히 공개문항들 중 TIMSS 2011과 TIMSS 2015에 공통으로 사용된 추이문항들을 활용하여 우리나라 중학교 2학년 학생들의 화학 영역 성취도 추이변화를 교육과정 변화에 비추어 분석하였다.
  • 화학 영역을 포함하여 TIMSS 2011에 참여한 우리나라 중2 학생들은 제7차 교육과정을, 그리고 TIMSS 2015에 참여한 중2 학생들은 중학교 1∼2학년에서 2009개정 교육과정을 이수하였다. 이에 본 연구에서는 TIMSS 공개문항들 중 TIMSS 2011과 TIMSS 2015에 공통으로 사용된 추이문항을 활용하여 우리나라 중학교 2학년 학생들의 화학 영역 정답률 변화를 교육과정과의 일치도 측면에서 분석하고자 한다.
  • TIMSS의 경우 각 국가별로 전체 평균점수에 비추어 화학 혹은 생물 등 내용영역별로 평균점수를 분석하는데, 우리나라 중2 학생들은 전체 과학 평균점수에 비해 상대적으로 화학 내용영역에서 유의하게 낮은 성취를 나타내며, 성취도 상위국들과 비교해서도 화학영역의 점수가 매우 낮다. 이에 화학 영역 성취도가 교육과정이 7차, 2007, 2009로 변경되었음에도 불구하고 일관되게 낮은 까닭을 살펴보고자 한다. 여기서 평가주제를 구성하는 하위 평가요소별 평균 정답률의 경우, 공개문항과 비공개문항 모두에 대해 정답률을 산출한 것이다.

가설 설정

  • △: TIMSS 2015가 유의하게 높음. ∇: TIMSS 2015가 유의하게 낮음.
  • ▴: 영역별 점수가 전체 점수보다 유의하게 높음. ▾: 영역별 점수가 전체 점수보다 유의하게 낮음.
  • ▴: 영역별 점수가 전체 점수보다 유의하게 높음. ▾: 영역별 점수가 전체 점수보다 유의하게 낮음.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
TIMSS 2015 기본 분석 결과를 통해 우리나라는 어떤 연구를 추진하는가? 그리고 국제본부에서는 2016년 말의 공식적인 평가 결과 발표와 함께 TIMSS 2015 국제 데이터베이스를 공개하였고, 이를 활용하여 TIMSS 참가국들은 독자적인 심층 연구를 수행할 수 있게 되었다. 우리나라에서도 2016년 말에 TIMSS 2015 기본 분석 결과를 중심으로 우리나라 평가 결과를 다른 국가들과 비교⋅분석한 국가보고서를 발간하였으며, 공개된 TIMSS 2015 국제 데이터베이스를 다각도로 재분석하여 우리나라 과학 교육을 이해하고 개선하려는 다양한 연구를 추진하고 있다(Sang et al., 2017).
우리나라 교육과정에서 주기율표의 학습시기가 논의되는 이유는 무엇인가? 둘째, 우리나라 교육과정에서 주기율표를 언제 어느 수준으로 다룰것인지에 대한 심층연구가 필요하다. 우리나라 학생들은 TIMSS 2007에서 TIMSS 2015까지 과학 내용영역들 중에서 지속적으로 화학 영역의 정답률이 가장 낮게 나타났다(Sang et al., 2016). TIMSS 2011에서는 “화학 영역에서 TIMSS 문항과 우리나라의 교육과정과의 일치도가 가장 낮은 데서 정답률이 낮은 원인”을 찾고 있다(Kim et al., 2012: 155). TIMSS 2007과 TIMSS 2011에 참가한 우리나라 중2 학생들은 제7차 교육과정으로 학습하였으며, TIMSS 2015의 중2 학생들은 2009개정 교육과정으로 학습하였다. 우리나라의 경우 제7차는 물론 2009개정 교육과정에서도 중2에서 주기율표를 다루지 않았다.
TIMSS의 실행 목적은 무엇인가? TIMSS(수학⋅과학 성취도 국제비교 연구)는 국제교육성취도 평가협회(International Association for the Evaluation of Educational Achievement: 이하 IEA)에서 수행하는 연구로, 참가국들의 4학년(이하 초등학교 4학년)과 8학년(이하 중학교 2학년) 학생들을 대상으로 수학 및 과학 성취도를 평가하고 있다. TIMSS는 초등학교 및 중학교 학생들의 수학⋅과학 성취도와 함께 성취도에 영향을 주는 관련 배경 변인을 파악하여 참가국의 수학⋅과학 교육의 질 개선에 필요한 정보를 제공하는 것을 목적으로 한다(Sang et al., 2016).
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