연구성과
연구보고서
보고서명
PISA와 TIMSS 상위국과 우리나라의 교육과정 및 성취 특성 비교 분석(RRE 2009-7-2)
원문다운로드 자료활용안내
국가정책연구포털(NKIS)이용에 항상 감사드립니다.
이용하시는 자료는 연구기관의 소중한 연구성과물로 저작권 및 이용조건 등을 준수하여 활용해 주시기 바랍니다.
자료 다운로드를 위해 하단의 자료이용 동의서 및 사용목적 등에 응답 부탁드립니다.
답변하신 내용은 NKIS 정보 활용 현황 및 서비스 분석을 위한 기초자료로 활용됩니다.
감사합니다.
자료 이용 시, 국가정책연구포털(NKIS)에서 제공하는 저작물을 이용하였음을 명시할 것을 동의합니다.
무단으로 연구성과물을 사용하였거나 NKIS에서 제시한 이용조건을 이행하지 않았을 경우,
저작권법에 따라 관련기관에 처벌을 받을 수 있으며, 즉시 저작물의 이용허락을 중지할 수 있습니다.
원문다운로드 자료활용안내
국가정책연구포털(NKIS)이용에 항상 감사드립니다.
이용하시는 자료는 연구기관의 소중한 연구성과물로 저작권 및 이용조건 등을 준수하여 활용해 주시기 바랍니다.
자료 다운로드를 위해 하단의 자료이용 동의서 및 사용목적 등에 응답 부탁드립니다.
답변하신 내용은 NKIS 정보 활용 현황 및 서비스 분석을 위한 기초자료로 활용됩니다.
감사합니다.
자료 이용 시, 국가정책연구포털(NKIS)에서 제공하는 저작물을 이용하였음을 명시할 것을 동의합니다.
무단으로 연구성과물을 사용하였거나 NKIS에서 제시한 이용조건을 이행하지 않았을 경우,
저작권법에 따라 관련기관에 처벌을 받을 수 있으며, 즉시 저작물의 이용허락을 중지할 수 있습니다.
국문초록
- 본 연구는 TIMSS와 PISA의 결과를 바탕으로 우리나라 학생들의 수학과 과학 성취도 향상 방안을 모색해 보는 심층적인 연구이다. 본 연구에서는 우리나라의 성취도 특성을 살펴보고, 우리나라에 비해 수학과 과학 영역의 성취도가 높게 나타난 대만, 싱가포르의 교육과정과 교과서를 비교·분석함으로써 시사점을 얻고자 하였다. 또한 두 평가 결과에서 우리나라는 높은 인지적 성취도에 비해 정의적 영역이 취약한 것으로 나타나, 정의적 특성에 대한 참여국 대상의 심층적 분석을 시도하였고 또한, 교육맥락 변인과 성취도의 관계에 대한 우수국가들과의 비교 분석을 통해 정의적 영역을 비롯한 교육맥락 여건에 대한 분석 자료를 도출 하였다.
우리나라의 성취도 특성 분석에서는 TIMSS와 PISA를 통해 주기별 성취도의 점수 변화, 내용 및 인지 영역별 특성, 문항 및 교육과정의 비교 분석 결과를 살펴보았다.
먼저, 변화 추이 분석에서는 수학과 과학의 전체 성취도의 변화 추이, 성별 변화 추이, 성취수준별 변화 추이를 TIMSS와 PISA에서 각각 분석하였다. 내용 및 인지 영역별 특성 분석에서는 TIMSS와 PISA의 평가틀을 구성하는 각 영역별로 성취도를 분석하였으며, 성취수준에 따라 내용 영역과 인지 영역의 성취도 결과를 분석하였다. 마지막으로 TIMSS 2007 결과에서 우리나라 교육과정과 일치하는 문항의 정답률을 분석하였다.
TIMSS 2007과 PISA 2006에서 수학과 과학 영역의 성취도가 우리나라보다 높았던 싱가포르와 대만의 수학 및 과학 교육과정과 교과서를 우리나라와 비교 분석하였다.
먼저 수학의 경우, 우리나라는 7차 교육과정에서 국민 공통 기본 교육과정의 전체 목표를 정해 놓았고, 싱가포르도 전체 교육 목표를 정해 놓았으나 학생들의 수준별 교육과정이 운영되고 있다. 대만은 9년간의 교육 목표가 제시되고 있다.
우리나라가 싱가포르에 비해 낮은 성취를 보인 ‘분수와 소수’, ‘비？비례식？백분율’ 주제에 대해 비교한 결과, 우리나라는 소수의 자릿값 모델을 다양하게 활용하지만 싱가포르는 일관된 모델을 활용하고, 동치분수의 도입이 우리나라가 싱가포르에 비해 늦었다. ‘비？비례식？백분율’에 대해 싱가포르는 우리나라보다 먼저 개념을 도입하고, 여러 번 반복 심화하여 내용을 제시하고 있었다.
우리나라는 대만에 비해 ‘패턴’, ‘대수식’의 주제에 대한 성취가 낮았다. ‘패턴’과 관련하여 우리나라는 규칙 찾기가 주로 초등학교에 국한되어 있지만, 대만은 8학년에서도 규칙 찾기를 다루고, 심화 내용인 수열을 제시하였다. ‘대수식’과 관련하여 대만은 7, 8학년에서 다루는 대수식의 내용이 우리나라에 비해 많았다.
우리나라가 싱가포르, 대만에 비해 모두 낮은 성취를 보인 주제는 기하 영역의 ‘측정’ 이다. 싱가포르와 대만은 측정 개념을 우리나라보다 저학년에서 도입하고, 두 국가 모두 8학년까지 반복 학습과 심화 과정을 전개하고 있으며, 수학적 다양성 측면에서 우리나라보다 많은 정보를 제공하고 있다.
과학의 경우, 세 국가의 과학 교육 목표를 비교한 결과, 과학 지식의 습득, 과학 탐구, 과학에 대한 흥미와 호기심, 과학과 기술에 대한 내용이 공통적으로 제시되었고, 싱가포르는 초등과 중등의 목표를 구분하여 제시하고 있으며 교육 목표가 가장 상세하게 기술되어 있다.
우리나라가 싱가포르, 대만에 비해 낮은 성취를 보인 주제들을 대상으로 과학 교과서 내용을 비교 분석하였다. 첫째, 생물 영역에서 싱가포르와 대만이 우리나라보다 높은 성취를 보인 주제는 ‘세포와 그 기능’, ‘생태계’, ‘건강’ 등이었다. 싱가포르는 평가 목표에 제시된 핵심 개념들을 우리나라보다 저학년 때 도입하고, 여러 학년에서 반복적으로 제시하고 있으며, 대만은 주로 7학년에서 1회 다루는 경우가 많지만, 평가목표에 적합한 수준으로 구체적인 내용들을 설명하고 있다.
둘째, 화학 영역에서 우리나라는 대만에 비해 모든 주제의 성취가 유의하게 낮았고, 싱가포르에 비해서는 ‘물질의 분류와 조성’, ‘화학 변화’의 성취가 유의하게 낮았다. 우리나라는 이 주제의 핵심 개념 중 많은 내용을 8학년까지의 교과서에서 다루지 않는 반면에, 싱가포르와 대만은 8학년에서 다루는 경우가 많았다. 두 국가에서 핵심 개념이 TIMSS 평가 대상인 8학년에서 학습되는 것도 성취에 영향을 미친 것으로 판단된다.
셋째, 물리 영역에서 ‘에너지 전환, 열, 온도’ 주제는 싱가포르와 대만이 우리나라보다 성취가 높았고, ‘전기와 자기’ 주제는 싱가포르가 우리나라보다 성취가 높았다. ‘에너지 전환, 열, 온도’는 싱가포르와 대만의 교과서가 여러 학년에서 이 개념을 다루고 있었고, ‘전기와 자기’에 대해서는 세 국가 모두 반복하여 다루고 있지만, 싱가포르와 대만은 초등 교과서에서도 핵심 개념의 용어와 설명을 제시한 경우가 많았다.
넷째, 지구과학 영역에서 대만이나 싱가포르가 우리나라보다 성취가 높았던 주제는 ‘지구의 구조와 물리적 특징’, ‘지구의 과정？순환？역사’였다. 우리나라 교과서가 ‘지구의 구조와 물리적 특징’에 대한 내용을 가장 많이 다루고 있고, 대만이 가장 적게 다루었다. 또한 ‘지구의 과정？순환？역사’ 목표의 내용 부합도는 싱가포르가 가장 높고, 우리나라, 대만 순으로 낮았다. 따라서 이 두 주제에 대한 학생들의 성취는 단순히 교과서에서 다루는 내용의 전개나 포괄성만으로 그 원인을 설명하기에는 한계가 있다.
정의적 특성과 인지적 성취의 관계를 TIMSS 2007과 PISA 2006 참여국을 대상으로 상관연구를 하였다. 참여국 내에서 정의적 특성과 인지적 성취의 관계를 파악하고 국제비교 결과를 분석하였다. 여기에서는 여러 가지 변인에 대한 국제비교 결과 가운데 우리나라에서 유의한 것으로 나타난 변인을 중심으로 제시하였다.
TIMSS 2007에 나타난 정의적 특성 변인과 국제비교 결과를 살펴보면, 우리나라는 대부분의 국가와 마찬가지로 자신감과 성취도의 상관관계가 있으며, 가치인식과 성취도의 관계가 상대적으로 높았다. 정의적 태도와 과학 성취도의 관계를 살펴보면, 우리나라는 과학 교과에 대한 자신감이 높을수록 과학 성취도가 높은 국가에 속하였으며, 즐거움 지수와 과학 성취도의 상관관계도 높게 나타났다.
국가를 하나의 분석단위로 보고 정의적 특성과 인지적 성취의 관계를 파악한 결과, TIMSS에서는 학생들의 성취도가 높을수록 정의적 특성이 낮아지고, 성취도가 낮을수록 교과 학습에 대한 자신감, 즐거움, 가치인식이 높아졌다. PISA의 결과에서 우리나라는 수학 성취도가 높을수록 자아 개념과 즐거움이 높은 국가에 속했다. 대부분의 국가에서 수학 성취도와 수학 불안은 밀접한 관계가 있는 교육맥락 변인으로 분석되었다.
두 번째로는 교육맥락 변인과 성취도의 관계를 성취모형을 설정하여 주요 국가별로 비교 분석하였다. 국제 수준에서 우리나라 수학 및 과학 성취 모형을 비교하기 위하여, TIMSS는 수학 성취도가 우수한 싱가포르, 홍콩, 일본을, PISA는 과학 성취도 우수 국가인 핀란드, 홍콩, 일본의 자료를 함께 분석하였다. 자료의 구조적 특성을 반영하여 학생, 학교의 2수준 다층 모형을 설정하고, 각 수준별 교육맥락 변인이 학업 성취도에 미치는 효과를 분석하였다.
학교 간 수학 성취도 차이를 살펴보면, 우리나라의 경우 중학교에서는 싱가포르나 홍콩, 일본과 달리 학교 간 성취도 차이가 작았으며, 고등학교에서는 홍콩, 일본과 유사하게 대체로 학교 간 차이가 크게 나타났다.
우리나라, 싱가포르, 홍콩, 일본의 수학 성취모형을 중학교 2학년 대상의 TIMSS로 분석한 결과, 학생 개인 배경 변인에서 4개국 공통으로 유의한 변인은 학생의 교육 포부 수준이었으며, 정의적 태도와 방과 후 활동은 수학 성취도에 미치는 영향이 매우 컸다. 학교 수준 변인에서 학생에 대한 교사의 평균 기대 수준은 4개국 모두에서 영향력 있는 변인으로 분석되었다. 우리나라, 핀란드, 일본, 홍콩의 과학 성취모형을 만 15세 학생 대상의 PISA로 분석한 결과, 4개국 공통으로 정의적 태도와 교사의 수업 유형이 상당히 영향력 있는 것으로 나타났다. 또한 우리나라와 홍콩에서는 공통적으로 교사-학생 비율이 영향력이 있었고, 핀란드를 제외한 3개국에서는 학교의 사회？경제적 지위 변인이 영향력 있는 것으로 나타났다.
중학교와 고등학교에서 공통적으로 나타나는 특성으로는, 첫째, 중학교 수학에서 학생 특성, 학교 환경 및 풍토, 수업 변인의 순으로 영향력이 컸고, 만 15세 고등학교 과학에서는 학교 배경, 학생 특성, 교수？학습 변인 순으로 영향력이 큰 것으로 나타났다. 수학, 과학에서 공통적으로 나타나는 현상은 ‘수업’, ‘교육 자원이나 정책’ 등과 같은 변인의 영향력이 학교 위치나 학교의 평균 사회？경제적 배경, 저소득층 학생 비율 등과 같은 ‘학교 환경이나 배경’보다 작다는 것이다. 둘째, 수학과 과학에서 공통적으로 학생의 자신감, 즐거움 인식, 동기, 가치, 및 자아 신념과 같은 교과 학습에 관련된 정의적 특성이 매우 영향력이 큰 것으로 확인되었다. 이러한 연구를 바탕으로 국가 교육과정 개선, 교과서 구성 방식, 교수？학습의 개선, 추후 연구를 위한 시사점을 도출하였다.