우리나라 초·중등 학습자들의 정의적 특성과 과학 성취도에 미치는 영향력 분석 : TIMSS 2011을 중심으로

국문 초록 (Abstract)

TIMSS와 PISA같은 국제 성취도 평가 결과에 의하면 우리나라 학생들의 과학 성취도는 높지만 정의적 특성은 매우 낮은 것으로 나타났다. 이와 같은 정의적 특성의 부정적 현상에 대한 우려가 증가하면서 정의적 특성에 대한 다양한 연구들이 시도되고 있다. TIMSS는 거시적 연구가 가능한 data로 국가 수준의 정의적 특성 연구에 용이하다. 본 연구에서는 TIMSS 2011에 나타난 우리나라 초등학생과 중학생의 정의적 특성을 분석하고 학교급별, 성별 차이를 비교하였다. 또한 정의적 특성과 과학 성취도간 상관관계와 영향력을 분석하였다.
본 연구는 2011년에 실시한 TIMSS 2011 자료를 사용하였으며 연구 대상은 초등학교 4학년과 8학년 학생이다. 초등학교 4학년의 경우 150개 학교, 4335명의 학생이 참여하였으며 8학년의 경우 150개 학교, 5167명의 학생이 참가하였다.
본 연구에서 얻은 결과 및 결론은 다음과 같다.
첫째, 우리나라 초등학교 학생들의 정의적 특성은 높다고 볼 수 없다. 정의적 특성 하위영역 중 점수가 가장 높은 영역은 과학 공부에 대한 태도이며 다음은 과학 수업에 대한 태도였다. 점수가 가장 낮은 영역은 과학에 대한 태도였다. 성별에 따른 차이를 살펴보면 과학 공부에 대한 태도, 과학에 대한 태도는 남학생의 평균이 여학생보다 높았으며 유의미한 차이를 보였다(p< .05). 반면 과학 수업에 대한 태도는 여학생의 평균이 남학생보다 높았으며 성별 간 유의미한 차이를 보였다(p< .01). 8학년 학생들의 정의적 특성은 낮은 것으로 나타났다. 정의적 특성 하위 영역 중 점수가 가장 높은 영역은 과학 공부에 대한 태도였으며 다음은 과학에 대한 태도였다. 점수가 가장 낮은 영역은 과학 수업에 대한 태도였다. 성별에 따른 차이를 살펴보면 모든 하위 영역에서 남학생의 정의적 특성 점수가 여학생보다 높았으며 유의미한 차이를 보였다(p< .05).
둘째, 학교급별 비교 결과 모든 정의적 특성 하위영역에서 4학년의 평균 점수가 8학년보다 높았으며 유의미한 차이를 보였다(p< .01).
셋째, 초등학교 4학년 학생의 정의적 특성과 과학 성취도는 모두 유의미한 상관관계를 보였다. 성취도와 가장 높은 상관관계가 있는 하위영역은 과학에 대한 태도였으며 가장 낮은 상관관계가 있는 하위 영역은 과학 수업에 대한 태도였다. 8학년 학생의 정의적 특성과 과학 성취도는 모두 유의미한 상관관계를 보였다. 성취도와 가장 높은 상관관계가 있는 하위영역은 과학에 대한 태도였으며 가장 낮은 상관관계가 있는 하위영역은 과학 수업에 대한 태도였다.
넷째, 4학년 학생의 정의적 특성은 과학성취도 전체 변량의 16%정도를 설명하는 것으로 나타났다. 8학년 학생의 정의적 특성은 과학성취도 전체 변량의 30%정도를 설명하는 것으로 나타났다.
본 연구를 바탕으로 후속 연구를 제언하면 다음과 같다.
첫째, 여학생의 정의적 특성 향상을 위한 다양한 프로그램 개발과 적용이 필요하다.
둘째, 초등학교에서 중학교로 진학할 때 학생의 정의적 특성이 낮아지는 이유에 대한 분석이 필요하다.
셋째, 과학 성취도에 중요한 영향을 미치는 정의적 특성 함양을 위해 국가, 학교, 가정 차원에서 실효성 있는 개선 방안이 강구되어야 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

According to the results of the international assessments of education achievement such as TIMSS and PISA, the science achievement of our students is high but their affective characteristics are low. With the concern over the negative phenomena of the affective characteristics growing, a wide range of studies are being conducted. TIMSS, data allowing for a macroscopic study, can facilitate a study of affective characteristics at a national level. This study analyzed the affective characteristics of our elementary school and middle school students shown in TIMSS 2011 and compared differences by school class and sex. In addition, correlation and influence between affective characteristics and science achievement were analyzed.
This study used TIMSS 2011 data performed in 2011 and the research subjects were 4th graders in elementary school and 2nd graders in middle school. In case of the 4th graders in elementary school, 4,335 students from 150 schools participated and in case of the 2nd graders in middle school, 5,167 students from 150 schools participated.
The results of this study were indicated as follows.
First, the affective characteristics of the 4th graders in elementary school are not considered to be high. The highest point area among the subareas of the affective characteristics is the attitude toward science study and next was the attitude toward science class. The lowest point area was the attitude toward science. As for the difference by sex, the schoolboys' average was higher than the schoolgirls' average in the attitudes toward science study and science and it showed a significant difference(p< .05). On the other hand, as for the attitude toward science class, the schoolgirls' average was higher than the schoolboys' average and a significant difference was found(p< .01). It was found that the affective characteristics of the 2nd graders in middle school were low. The highest point area among the subareas of the affective characteristics is the attitude toward science study and next was the attitude toward science. The lowest point area was the attitude toward science class.
In case of the difference by sex, the schoolboys' affective characteristic points in all subareas were higher than the schoolgirls' points and it showed a significant difference(p< .05).
Second, as a result of the comparison by school class, the averages of the 4th graders in all the affective characteristic subareas were higher than 8th graders and showed a significant difference(p< .01).
Third, the affective characteristics and science achievement of the 4th graders in elementary school all showed a significant correlation. The subarea that has the highest correlation with achievement was the attitude toward science and the subarea with the lowest correlation was the attitude toward science class. The affective characteristics and science achievement of the 2th graders in middle school all showed a significant correlation. The subarea that has the highest correlation with achievement was the attitude toward science and the subarea with the lowest correlation was the attitude toward science class.
Fourth, it showed that the affective characteristics of the 4th graders in elementary school explain around 16% of the total variable of the science achievement. It showed that the affective characteristics of the 2th graders in middle school explain around 30% of the total variable of the science achievement.
I suggest follow-up research.
First, a development and application of diverse programs to improve the affective characteristics of female students are needed.
Second, there should be a further analysis of the reasons for the affective characteristics getting lower when students advance from elementary school to middle school.
Third, the realistic and effective improvement plans should be discussed to foster the affective characteristics, which significantly affect the science achievement, at a national, school and home level.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• A. 연구의 필요성 및 목적 1
• B. 연구 문제 3
• C. 연구의 제한점 3
• Ⅱ. 이론적 배경 4
• A. TIMSS 4
• 1. TIMSS의 역사와 연구 내용 4
• 2. TIMSS 목적 7
• 3. TIMSS 평가모형 7
• 4. TIMSS 개요 8
• 5. TIMSS 1995 - 2011 동향 11
• B. 정의적 특성 12
• 1. 정의적 특성의 중요성 12
• 2. 정의적 특성 관련 용어의 정리 13
• 3. 정의적 특성의 성격 14
• 4. 정의적 특성의 구성 요소 15
• 5. 우리나라 과학과 교육과정에 나타난 정의적 영역의 범주와 목표 19
• C. 학업성취도 23
• 1. 학업성취도 23
• 2. 학업성취도 검사 23
• D. 선행 연구 25
• 1. 국제 성취도 평가(PISA/TIMSS) 관련 선행 연구 25
• 2. 정의적 특성 관련 선행 연구 27
• 3. 학업성취도 관련 선행 연구 28
• Ⅲ. 연구 방법 및 절차 30
• A. TIMSS 2011 시행 및 자료 수집 30
• B. 정의적 특성 문항 및 성취도 점수 30
• C. 자료의 처리 및 분석 34
• Ⅳ. 연구 결과 및 논의 35
• A. 초등학생과 중학생의 정의적 특성 분석 35
• 1. 4학년 학생의 정의적 특성 분석 35
• 2. 4학년 학생의 정의적 특성의 문항 분석 36
• 3. 8학년 학생의 정의적 특성 분석 40
• 4. 8학년 학생의 정의적 특성의 문항 분석 41
• B. 초등학생과 중학생의 정의적 특성 차이 46
• C. 초등학생과 중학생의 정의적 특성과 과학 성취도의 상관분석 및 영향력 49
• Ⅴ. 결론 및 제언 53
• 참고문헌 55
• ABSTRACT 61