Journal of Korean Elementary Science Education (한국초등과학교육학회지:초등과학교육)

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Development of Test of Computer-based Tools for Measurement of Science core Competencies (TCSC) of Elementary School Students

초등학생의 과학핵심역량 측정을 위한 컴퓨터 기반 평가도구(TCSC) 개발

  • Received : 2023.03.15
  • Accepted : 2023.04.24
  • Published : 2023.05.31
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Abstract

This study aimed to develop a standardized evaluation tool of science core competencies to improve the reality that paper-oriented performance evaluation is being conducted in schools due to the lack of such a tool. Toward this end, we prepared a draft on the basis of a review of a science education expert and five elementary school teachers; moreover, we conducted first and second tests to determine difficulty and discrimination. Lastly, we conducted reliability analysis on 25 students. The final questions were administered on 278 students in fourth to sixth grades, and seven teachers participated as evaluators. In this process, the study conducted confirmatory factor analysis by devising a basic statistical analysis and a secondary measurement model. Finally, the study performed certified validity and reliability analyses. Based on the results and to present the use of the test of computer-based tools for the measurement of science core competencies (TCSC), the evaluation criteria were converted into a question system table, and Z-scores were presented. Finally, the evaluation tools were developed for 13 science education experts, teachers, and 409 students. The development of the TCSC was meaningful as an effective evaluation tool while expanding the subject of evaluation by teachers, which enables practical evaluation using various methods and tools, evaluates the difficult parts of the existing method, and enhances teacher convenience.

본 연구는 과학핵심역량을 평가할 수 있는 표준화된 도구가 개발되어있지 않아 학교에서 지필 위주의 수행평가가 이루어지고 있고, 평가 주체의 경우에도 교사에 의한 평가에만 머물러 있는 현실을 개선하기 위하여 표준화된 과학핵심역량 평가도구를 개발하고자 하였다. 이를 위해 과학교육 전문가와 초등학교 교사 5명의 검토를 바탕으로 초안을 마련하였으며, 과학교육을 전공한 교사 3명의 내용타당도 검토, 1차(52명)와 2차(54명) 난이도 및 변별도 검사를 시행하였고, 25명의 학생을 대상으로 예비 검사를 시행하여 내적 신뢰도 분석을 하였다. 최종 확정된 문항은 4~6학년 278명을 대상으로 본 검사를 진행하였으며, 7명의 교사가 평가자로 참여하였다. 이 과정에서 기초통계량 분석(평균, 표준편차, 최댓값, 최솟값, 왜도, 첨도)과 2차 측정모형을 구안하여 확인적 요인분석(구성타당도-표준화회귀계수, 모형적합도-절대적합도, 증분적합도, 간명적합도 지수)을 시행하였다. 마지막으로 공인타당도 분석과 신뢰도 분석을 하였다. 이를 바탕으로 과학핵심역량평가의 활용 방법을 제시하기 위하여 문항 체계표 및 Z점수로 환산한 평정기준을 제시하였다. 최종적으로 13명의 과학교육 전문가와 교사, 그리고 409명의 학생을 대상으로 평가도구 개발이 이루어졌다. 이와 같은 과학핵심역량평가(TCSC) 개발은 평가의 주체를 교사에서 확장하며, 다양한 방식과 도구를 통해 보다 실제적인 평가를 가능하게 하고, 기존의 방식으로는 평가가 어려운 부분을 평가할 수 있었고, 컴퓨터 기반 평가로 인하여 교사의 편의성을 증진할 수 있었다.

Keywords

References

  1. 강남화, 김민지(2020). 고등학교 통합과학 수행평가 사례를 통해 탐색한 교사의 수행평가 실천 특성과 PCK 사이의 관련성. 한국과학교육학회지, 40(3), 291-305. https://doi.org/10.14697/JKASE.2020.40.3.291
  2. 강훈식, 강석진(2015). 초등학교 교사의 과학 평가 전문성에 대한 자가진단 내용 분석. 초등과학교육, 34(2), 153-163.
  3. 곽영순, 김찬종, 이양락, 정득실(2006). 초, 중등 학생들의 과학 흥미도 조사. 한국지구과학회지, 27(3), 260-268.
  4. 곽영순, 하지훈(2020). 초등학교 과학 수업에서 과정중심평가 적용 실태 분석. 한국과학교육학회지, 40(5), 465-471.
  5. 교육부(2015a). 2015 개정 초등학교 교육과정(제2015-74호 [별책 1]). 세종: 교육부.
  6. 교육부(2015b). 2015 개정 과학과 교육과정(제2015-74호 [별책 9]). 세종: 교육부.
  7. 교육부(2022). 2022 개정 과학과 교육과정(제2022-33호 [별책 9]). 세종: 교육부.
  8. 구본용, 구혜영, 이명우(1994). 또래상담자 훈련프로그램 개발연구. 서울: 청소년 대화의 광장.
  9. 권재술, 김범기(1994). 초.중학생들의 과학탐구능력 측정도구의 개발. 한국과학교육학회지, 14(3), 251-264.
  10. 권희경, 김주아, 박경호, 안해정, 최인희, 김명섭(2020). 2020KEDI 학생역량 조사 연구(RR2020-29). 진천: 한국교육개발원.
  11. 김경희(1997). 한국 아동의 정서에 관한 심리학적 연구. 한국심리학회지 발달, 10(1), 43-56.
  12. 김대업(2008). Amos A to Z 논문작성절차에 따른 구조방정식 모형분석. 파주: 학현사.
  13. 김동현(2014). 초등학생 과학 학습정서 검사 도구 개발. 한국교원대학교 대학원 박사학위논문.
  14. 김민환, 박다해, 노태희(2022). 과학탐구실험의 '역사 속의 과학 탐구'에서 과학교사의 평가 실태와 평가 지향 조사. 한국과학교육학회지, 42(6), 597-610. https://doi.org/10.14697/JKASE.2022.42.6.597
  15. 김성기, 민희정, 백성혜(2020). 학습공동체를 통한 과학교사의 평가에 대한 신념에 관한 연구. 교원교육, 36(1), 1-21.
  16. 김성기, 민희정, 하민수, 백성혜(2021). 과학교사의 수행평가에 대한 평가 전문성 탐색. 교육과정평가연구, 24(1), 231-151.
  17. 김유진(2015). 수능 마친 고3 수험생 "수능 점수로 대학가는게 복잡한 고차방정식 같아요". http://m.news.naver.com/read.nhn?mode=LSD&sid1=102&sid2=256&oid=014&aid=0003547530
  18. 김은숙, 김현경(2021). 중학교 과학 학업성취도 평가 개선 방안 연구: 국가수준 학업성취도 평가 결과를 중심으로. 학습자중심교과교육연구, 21(6), 151-162.
  19. 김인숙, 이문복, 박종임, 송민호, 김성기, 곽민호, 김성숙, 김창환, 임은진(2020). 핵심역량 평가를 위한 컴퓨터 기반 평가 시스템(KICE-eAssessment) 개발 연구(II). 진천: 한국교육과정평가원.
  20. 김지자, 김경성, 유귀옥, 유길한(1996). 초등학교 교사를 위한 자기주도학습 준비도 측정도구의 개발과 활용방안. 사회교육학연구, 2(1), 1-25.
  21. 김진화, 전은선, 박선경(2014). 직장인의 평생학습역량에 대한 탐색적 실증 연구. 농업교육과 인적자원개발, 46(1), 181-205.
  22. 김현정, 김성기(2021). 탐구보고서에 기반한 화학교사의 과학 역량 평가 실태 분석. 대한화학회지, 65(3), 209-218. https://doi.org/10.5012/JKCS.2021.65.3.209
  23. 김현주(2015). 성적이 '인생의 등급' 결정한다고?. http://m.media.daum.net/m/media/society/newsview/20150719050508130
  24. 김효남, 정완호, 정진우(1998). 국가수준의 과학에 관련된 정의적 특성의 평가체제 개발. 한국과학교육학회지, 18(3), 357-369.
  25. 남궁지영, 김양분, 박경호, 최인희, 박현정(2016). 2016 KEDI 학생역량 조사 연구(RR2016-13). 진천: 한국교육개발원.
  26. 노경섭(2015). 제대로 알고 쓰는 논문 통계분석. 서울: 한빛아카데미.
  27. 노태희, 이재원, 강서진, 강훈식(2015). 중등 과학교사의 과학 평가 실태와 지향. 한국과학교육학회지, 35(4), 725-733. https://doi.org/10.14697/JKASE.2015.35.4.0725
  28. 문수백(2009). 구조방정식 모델링의 이해와 적용. 서울: 학지사.
  29. 박도순, 권순달, 김명화, 김석우, 김영애, 김옥남, 김종필, 김진규, 김진하, 김형주, 남명호, 남현우, 박완성, 백순근, 성태제, 양길석, 어윤경, 이기종, 이나현, 이원석, 이종승, 이현주, 장은아, 조지민, 최대호(2007). 교육평가: 이해와 적용. 서울: 교육과학사.
  30. 박영석(2009). 초등학교 사회 수업에서 교사의 형성평가 실행에 관한 연구. 시민교육연구, 41(4), 51-79. https://doi.org/10.35557/TRCE.41.4.200912.003
  31. 박종임, 이문복, 송민호, 김광규, 한정아(2021a). 핵심역량 평가를 위한 컴퓨터 기반 평가 시스템(KICE-eAssessment) 개발 연구(III). 진천: 한국교육과정평가원.
  32. 박종임, 이문복, 송민호, 김광규, 한정아(2021b). 핵심역량 평가를 위한 컴퓨터 기반 평가도구 개발 및 현장 적용 방안(한국교육과정평가원 이슈페이퍼 vol. 5). 진천: 한국교육과정평가원.
  33. 배정민(2012). 그림으로 이해하는 닥터 배의 술술 보건의학통계. 서울: 한나래 아카데미.
  34. 백수정, 이희수(2012). 성인교육 퍼실리테이터 역량 개발: 필요 수준과 현재 수준 간의 차이 분석을 중심으로. 평생학습사회, 8(3), 59-85.
  35. 성태제(2002). 타당도와 신뢰도. 서울: 학지사.
  36. 성태제(2004). 현대 기초통계학의 이해와 적용. 서울: 교육과학사.
  37. 신건권(2016). Amos23 통계분석 따라하기. 서울: 청람.
  38. 신정윤, 박상우(2021). 초등 과학과 과정중심 평가문항 예시 자료의 특징. 초등과학교육, 40(2), 191-209.
  39. 심보경, 유미현(2020). 2015 개정 교육과정 통합과학 및 과학탐구실험의 수행평가에 반영된 과학과 핵심역량 분석. 현장과학교육, 14(4), 481-500. https://doi.org/10.15737/SSJ.14.4.202011.481
  40. 양일호, 나종철, 임성만, 임재근, 최현동(2008). Klopfer의 교육 목표 분류 체계에 의한 초등학교 과학과 지필평가 문항 분석: 5학년 1학기를 중심으로. 초등과학교육, 27(3), 221-232.
  41. 여상인, 박애자, 임희준(2007). 초등 과학수업에서 학습자 중심의 수행평가준거 설정이 학습동기, 학습몰입, 학업 성취도에 미치는 효과. 초등교육연구, 20(1), 395-412.
  42. 오현석, 이기영(2006). 현행 중등학교 과학 교과 지필평가 문항분석. 교육과정평가연구, 9(1), 405-424.
  43. 유현숙, 김태준, 이석재, 송선영(2004). 국가수준의 생애 능력 표준설정 및 학습체제 질 관리 방안 연구(III). 서울: 한국교육개발원.
  44. 이석재, 장유경, 이헌남, 박광엽(2003). 생애능력 측정도구 개발 연구: 의사소통능력, 문제해결능력, 자기주도적 학습능력을 중심으로. 서울: 한국교육개발원.
  45. 이현주, 최윤희, 고연주(2015). 집단지성을 강조한 과학기술 관련 사회쟁점 수업이 중학교 영재학급 학생들의 역량 함양에 미치는 효과. 한국과학교육학회지, 35(3), 431-442. https://doi.org/10.14697/JKASE.2015.35.3.0431
  46. 전성수(2013). 초등학생의 과학적 의사소통능력 검사도구 개발. 한국교원대학교 대학원 박사학위논문.
  47. 전성수, 박종호(2014). 초등학생의 과학적 의사소통능력과 과학 탐구능력, 논리적 사고력, 학업 성취도 수준과 의 관계 분석. 한국과학교육학회지, 34(7), 647-655. https://doi.org/10.14697/JKASE.2014.34.7.0647
  48. 정은영, 최원호(2014). 우리나라 초.중.고등학교 과학과의 평가 실태. 과학교육연구지, 38(1), 168-181. https://doi.org/10.21796/JSE.2014.38.1.168
  49. 정종오(2015). 노벨물리학상 나카무라 "아시아교육은 시간 낭비". http://view.asiae.co.kr/news/view.htm?idxno=20150120 09285961944
  50. 조준형(2015). 노벨상 6명 배출 日교토대 학장 "영어실력은 도구 중 하나일 뿐, 중요한 건 사고력 배양, 정해진 답 없는 문제 풀 능력 키워야". http://m.media.daum.net/m/media/world/newsview/20151021180024633
  51. 채수진(2006). 의과대학 문제중심학습에서 학생평가방법의 일관성 검토: 튜터평가, 동료평가, 자기평가를 중심으로. 열린교육연구, 14(1), 331-349.
  52. 채희인(2017). 과학핵심역량의 재구조화에 기반한 초등과학 수업전략 개발 및 적용. 경인교육대학교 대학원 박사학위논문.
  53. 채희인, 노석구(2015). 범교과적 핵심역량과 과학핵심역량의 개념적 정의에 대한 국내외 연구 동향의 네트워크적 분석. 학습자중심교과교육연구, 15(7), 23-40.
  54. 하민수, 박현주, 김용진, 강남화, 오필석, 김미점, 민재식, 이윤형, 한효정, 김무경, 고성우, 손미현(2018). 2015 개정 과학과 교육과정에 기초한 과학과 핵심역량 조사 문항의 개발 및 적용. 한국과학교육학회지, 38(4), 495-504. https://doi.org/10.14697/JKASE.2018.38.4.495
  55. 허명(1984). 과학탐구 평가표의 개발. 한국과학교육학회지, 4(2), 57-63.
  56. AAAS. (1989). Science for all Americans. Washington D.C.: AAAS.
  57. Arbuckle, J. (2016). IBM SPSS Amos user's guide. Chicago, IL: IBM Amos Development Corporation.
  58. Ballantyne, R., Hughies, K., & Mylonas, A. (2002). Developing procedures for implementing peer assessment in large classes using an action research process. Assessment and Evaluation in Higher Education, 27(5), 427-441. https://doi.org/10.1080/0260293022000009302
  59. Bienvenu, M. J., Sr., & Stewart, D. W. (1976). Dimensions of interpersonal communication. Journal of Psychology, 65, 60-66.
  60. Brown, G. T. L. (2004). Teachers' conceptions of assessment: Implications for policy and professional development. Assessment in Education Principles Policy and Practice, 11(3), 301-318. https://doi.org/10.1080/0969594042000304609
  61. Cangelosi, J. (1990). Designing tests for evaluating student achievement. New York: Longman.
  62. Ebel, R. L. (1965). Measuring educational achievement. Englewood Criffs, N. J.: Prentice-Hall.
  63. Falchikov, N. (1995). Peer feedback marking: Developing peer assessment. Innovations in Education and Training International, 32(2), 175-187. https://doi.org/10.1080/1355800950320212
  64. Fehring, R. J. (1987). Methods to validate nursing diagnoses. Heart and Lung, 16(6), 625-629.
  65. Fraser, B. J. (1981). TOSRA: Test of science related attitudes. hawthorne, VIC: Australian Council for Educational Research.
  66. Griffin, F., Care, E., & McGaw, B. (2012). The changing role of education and schools. In F. Griffin, B. McGaw & E. Care (Eds.), Assessment and teaching of 21st century skills (pp. 1-15). New York: Springer.
  67. Guglielmino, L. M. (1977). Development of the Self-Directed learning readiness scale (Unpublished doctoral dissertation). University of Georgia, US.
  68. Klopfer, L E. (1971). Evaluation of learning in science. New York: McGraw-Hill, Inc.
  69. Macklin, T. T., & Rossiter, C. M. (1976). Interpersonal communication and self-actualization. Communication Quarterly, 24, 45-50.
  70. Misitomu, A. I. (2012). An exploration of year 10 students' motivation, attitude and self-efficacy toward learning chemistry (Unpublished doctoral dissertation). University of Waikato, New Zealand.
  71. NAEP. (1984). Science objectives: Fifth national assessment 3rd draft. Washington, D.C.: NAEP.
  72. Padilla, M. J., Okey J. R., & Dillashaw F. G. (1983). The relationship between science process skill and formal thinking abilities. Journal of Research in Science Teaching, 20(3), 239-246.
  73. Roseman, I. J., Spindel, M. S., & Jose, P. E. (1990). Appraisals of emotion-eliciting events: Testing a theory of discrete emotions. Journal of Personality and Special Psychology, 59(5), 899-915. https://doi.org/10.1037/0022-3514.59.5.899
  74. Ruben, B. D. (1976). Assessing communication competency for intercultural adaptation. Group and Organization Studies, 1, 334-354. https://doi.org/10.1177/105960117600100308
  75. Thomas, L., Deaudelin, C., Desjardins, J., & Dezutter, O. (2011). Elementary teachers' formative evaluation practices in an era of curricular reform in Quebec, Canada. Assessment in Education: Principles, Policy & Practice, 18(4), 381-398. https://doi.org/10.1080/0969594X.2011.590793
  76. Topping, K., & Ehly, S. (1998). Peer assisted learning. Mahwah: Lawrence Erlbaum Associates.
  77. Uzunboylu, H., & Hursen, C. (2011). Lifelong Learning Competence Scale (LLLCS): The study of validity and reliability. H. U. Journal of Education, 41, 449-460.
  78. Wang, J. R., Kao, H. L., & Lin, S. W. (2010). Preservice teachers' initial conceptions about assessment of science learning: The coherence with their views of learning science. Teaching and Teacher Education, 26, 522-529. https://doi.org/10.1016/j.tate.2009.06.014