표제지
목차
연구요약 6
Ⅰ. 서론 19
1. 연구의 필요성 및 목적 20
2. 연구 내용 및 방법 21
가. 교육맥락변인이 성취도에 미치는 영향 22
나. 학년 변화에 따른 수학ㆍ과학 성취도 및 교육맥락변인의 변화 23
다. TIMSS 20년간 우리나라 수학ㆍ과학 교육환경의 변화 23
3. TIMSS 2015 성취도 상위 5개국 교육체제 25
가. 교육체제 개관 25
나. 수학 교육과정 및 교육과정에 포함된 TIMSS 수학과 평가주제 30
다. 과학 교육과정 및 교육과정에 포함된 TIMSS 과학과 평가주제 33
라. 교사 교육 37
Ⅱ. 교육맥락변인이 성취도에 미치는 영향 40
1. 국가별 교육 환경 41
가. 학생 수준 42
나. 학교 수준 51
2. 분석 모형 및 방법 68
가. 분석 모형 68
나. 분석 방법 71
다. 연구 변인 73
3. 수학 성취도에 대한 교육맥락변인의 영향 76
가. 4학년 76
나. 8학년 81
4. 과학 성취도에 대한 교육맥락변인의 영향 86
가. 4학년 86
나. 8학년 90
5. 시사점 95
Ⅲ. 학년 변화에 따른 수학ㆍ과학 성취도 및 교육맥락변인의 변화 98
1. 수학ㆍ과학 성취도 변화 99
가. 인지적 성취의 변화 100
나. 정의적 성취의 변화 102
2. 학교 및 학교구성원 특성 변화 110
가. 학교 특성 110
나. 학생 특성 114
다. 교사 특성 122
3. 교실수업 특성 변화 134
가. 수업 활동 유형별 빈도 134
나. 수업에서의 컴퓨터 및 계산기 활용 141
다. 학생 특성에 의한 수업 제한 146
4. 시사점 149
Ⅳ. TIMSS 20년간 우리나라 수학ㆍ과학 교육환경의 변화 154
1. 학교 환경 변화 156
가. 교육 자원 156
나. 학교 풍토 161
2. 수학 교육환경 변화 163
가. 교사 특성 164
나. 교사 전문성 166
다. 수업 활동 168
3. 과학 교육환경 변화 177
가. 교사 특성 177
나. 교사 전문성 179
다. 수업 활동 181
4. 시사점 187
Ⅴ. 결론 및 정책 제언 190
1. 요약 및 결론 191
가. TIMSS 2015 심층 연구 개관 191
나. 교육맥락변인이 성취도에 미치는 영향 192
다. 학년 변화에 따른 수학ㆍ과학 성취도 및 교육맥락변인의 변화 194
라. TIMSS 20년간 우리나라 수학ㆍ과학 교육환경의 변화 198
2. 정책 제언 200
가. 수학ㆍ과학 교육환경 및 지원체제 개선 방안 200
나. 수학ㆍ과학 교육과정 및 교수학습 개선 방안 221
참고문헌 247
ABSTRACT 254
판권기 2
〈표 Ⅰ-1〉 국가별 의무교육 기간 및 국가수준 평가 25
〈표 Ⅰ-2〉 국가별 수학과 교육과정의 구조적 특징 30
〈표 Ⅰ-3〉 4학년 및 8학년까지 가르치도록 교육과정에 의도된 TIMSS 수학 주제 수 32
〈표 Ⅰ-4〉 국가별 과학과 교육과정의 구조적 특징 33
〈표 Ⅰ-5〉 4학년 및 8학년까지 가르치도록 교육과정에 의도된 TIMSS 과학 주제 수 36
〈표 Ⅰ-6〉 각국의 4, 8학년 교사 양성과정 및 자격 요건 37
〈표 Ⅱ-1〉 가정의 학습 자원 43
〈표 Ⅱ-2〉 취학 전 문해력 수리력 관련 활동 43
〈표 Ⅱ-3〉 학생 성별에 따른 취학 전 문해력 수리력 관련 활동 44
〈표 Ⅱ-4〉 부모의 수학ㆍ과학에 대한 태도 45
〈표 Ⅱ-5〉 학생 성별에 따른 부모의 수학ㆍ과학에 대한 태도 46
〈표 Ⅱ-6〉 부모가 기대하는 자녀의 교육 수준 46
〈표 Ⅱ-7〉 학생 성별에 따른 부모의 교육 기대 수준 47
〈표 Ⅱ-8〉 수학ㆍ과학 학습에 대한 흥미 47
〈표 Ⅱ-9〉 학생 성별에 따른 수학ㆍ과학 학습에 대한 흥미 48
〈표 Ⅱ-10〉 수학ㆍ과학에 대한 가치 인식 49
〈표 Ⅱ-11〉 학생 성별에 따른 수학ㆍ과학에 대한 가치 인식 50
〈표 Ⅱ-12〉 학생의 교육 기대 수준(8학년) 50
〈표 Ⅱ-13〉 학생 성별에 따른 교육 기대 수준(8학년) 51
〈표 Ⅱ-14〉 학교의 학업적 성공 강조 52
〈표 Ⅱ-15〉 수학ㆍ과학 관련 전문성 개발 활동 참여 시간 52
〈표 Ⅱ-16〉 동료 교사들과의 교류활동 53
〈표 Ⅱ-17〉 동료 교사들과의 교류활동(4학년) 54
〈표 Ⅱ-18〉 동료 교사들과의 교류활동(8학년 수학) 54
〈표 Ⅱ-19〉 동료 교사들과의 교류활동(8학년 과학) 55
〈표 Ⅱ-20〉 학생 특성에 의한 수업 제한 56
〈표 Ⅱ-21〉 학생 특성 세부 항목별 수업 제한 정도(4학년) 57
〈표 Ⅱ-22〉 학생 특성 세부 항목별 수업 제한 정도(8학년 수학) 58
〈표 Ⅱ-23〉 학생 특성 세부 항목별 수업 제한 정도(8학년 과학) 58
〈표 Ⅱ-24〉 교사가 직면한 도전에 대한 교사 인식 59
〈표 Ⅱ-25〉 교사가 직면한 도전 세부 항목에 대한 교사 인식(4학년) 60
〈표 Ⅱ-26〉 교사가 직면한 도전 세부 항목에 대한 교사 인식(8학년 수학) 61
〈표 Ⅱ-27〉 교사가 직면한 도전 세부 항목에 대한 교사 인식(8학년 과학) 62
〈표 Ⅱ-28〉 수학 수업에서의 문제해결 활동 63
〈표 Ⅱ-29〉 수학 수업에서의 세부 항목별 문제해결 활동(4학년) 63
〈표 Ⅱ-30〉 수학 수업에서의 세부 항목별 문제해결 활동(8학년) 64
〈표 Ⅱ-31〉 과학 수업에서의 탐구 활동 수행 정도 65
〈표 Ⅱ-32〉 과학 수업에서의 세부항목별 탐구 활동(4학년) 65
〈표 Ⅱ-33〉 과학 수업에서의 세부항목별 탐구 활동(8학년) 66
〈표 Ⅱ-34〉 실험보조 인력을 보유한 학교의 학생 비율 67
〈표 Ⅱ-35〉 수준별 수학 수업을 받는 학생 비율(8학년) 68
〈표 Ⅱ-36〉 분석 모형에 따른 투입 변인 71
〈표 Ⅱ-37〉 성취도에 영향을 미치는 학생 수준 교육맥락변인 73
〈표 Ⅱ-38〉 성취도에 영향을 미치는 학교수준 교육맥락변인 74
〈표 Ⅱ-39〉 4학년 수학 교육맥락변인 기술 통계 76
〈표 Ⅱ-40〉 4학년 교육맥락변인과 수학 성취도 상관 78
〈표 Ⅱ-41〉 4학년 기초 모형의 국가별 수학 성취도 분산 비율 78
〈표 Ⅱ-42〉 연구 모형에 따른 국가별 4학년 수학 성취도 분산 비율 79
〈표 Ⅱ-43〉 4학년 수학 성취도에 대한 국가별 다층모형 최종 모형 분석 결과 80
〈표 Ⅱ-44〉 8학년 수학 교육맥락변인 기술 통계 81
〈표 Ⅱ-45〉 8학년 교육맥락변인과 수학 성취도 상관 82
〈표 Ⅱ-46〉 8학년 기초 모형의 국가별 수학 성취도 분산 비율 83
〈표 Ⅱ-47〉 연구 모형에 따른 국가별 8학년 수학 성취도 분산 비율 84
〈표 Ⅱ-48〉 8학년 수학 성취도에 대한 국가별 다층모형 최종 모형 분석 결과 85
〈표 Ⅱ-49〉 4학년 과학 교육맥락변인 기술 통계 86
〈표 Ⅱ-50〉 4학년 교육맥락변인과 과학 성취도 상관 87
〈표 Ⅱ-51〉 4학년 기초 모형의 국가별 과학 성취도 분산 비율 88
〈표 Ⅱ-52〉 연구 모형에 따른 국가별 4학년 과학 성취도 분산 비율 89
〈표 Ⅱ-53〉 4학년 과학 성취도에 대한 국가별 다층모형 최종 모형 분석 결과 90
〈표 Ⅱ-54〉 8학년 과학 교육맥락변인 기술 통계 91
〈표 Ⅱ-55〉 8학년 과학 교육맥락변인과 과학 성취도 상관 92
〈표 Ⅱ-56〉 8학년 기초 모형의 국가별 과학 성취도 분산 비율 92
〈표 Ⅱ-57〉 연구 모형에 따른 국가별 8학년 과학 성취도 분산 비율 93
〈표 Ⅱ-58〉 8학년 과학 성취도에 대한 국가별 다층모형 최종 모형 분석 결과 94
〈표 Ⅱ-59〉 4학년 수학ㆍ과학 성취도에 영향을 미치는 교육맥락변인 정리 95
〈표 Ⅱ-60〉 8학년 수학ㆍ과학 성취도에 영향을 미치는 교육맥락변인 정리 96
〈표 Ⅲ-1〉 학년 변화에 따른 수학ㆍ과학 성취도 변화: TIMSS 척도평균과의 차이점수 및 순위 변화 100
〈표 Ⅲ-2〉 수학ㆍ과학 학습에 대한 흥미 조사를 위한 공통 문항 103
〈표 Ⅲ-3〉 학년 변화에 따른 수학ㆍ과학 학습에 대한 흥미 변화(T15 8학년-T11 4학년) 103
〈표 Ⅲ-4〉 수학ㆍ과학에 대한 자신감 조사를 위한 공통 문항 105
〈표 Ⅲ-5〉 학년 변화에 따른 수학ㆍ과학에 대한 자신감 변화(T15 8학년-T11 4학년 106
〈표 Ⅲ-6〉 수학ㆍ과학에 대한 가치 인식 조사를 위한 공통 문항 108
〈표 Ⅲ-7〉 학년 변화에 따른 수학ㆍ과학에 대한 가치 인식(T15 8학년-T11 4학년) 108
〈표 Ⅲ-8〉 학교 환경 및 자원 실태 조사를 위한 공통 문항 111
〈표 Ⅲ-9〉 우리나라의 학교 환경 및 자원과 관련된 문제가 있다고 답한 교사에게 배우는 학생 비율 111
〈표 Ⅲ-10〉 학교 환경 및 자원 관련 문제가 있다고 답한 교사에게 배우는 학생 비율(T15 8학년-T11 4학년) 112
〈표 Ⅲ-11〉 학업적 성공에 대한 강조 실태 조사를 위한 공통 문항 113
〈표 Ⅲ-12〉 학업적 성공에 대한 강조 정도가 높다고 답한 학교 비율(T15 8학년-T11 4학년) 114
〈표 Ⅲ-13〉 학생의 학교 소속감 조사를 위한 공통 문항 115
〈표 Ⅲ-14〉 우리나라 학생들의 학교 소속감 115
〈표 Ⅲ-15〉 학생의 학교 소속감(T15 8학년-T11 4학년) 116
〈표 Ⅲ-16〉 수업에 대한 학생들의 인식 조사를 위한 공통 문항 117
〈표 Ⅲ-17〉 우리나라 학생들의 수학 수업에 대한 인식 117
〈표 Ⅲ-18〉 수학 수업에 대한 학생들의 인식(T15 8학년-T11 4학년) 118
〈표 Ⅲ-19〉 과학 수업에 대한 학생들의 인식(T15 8학년-T11 4학년) 120
〈표 Ⅲ-20〉 교사의 전문성 개발 활동 참여 조사를 위한 공통 문항 122
〈표 Ⅲ-21〉 우리나라 수학 교사들의 전문성 개발 활동 참여 비율 123
〈표 Ⅲ-22〉 수학 교사의 전문성 개발 활동 참여 비율(T15 8학년-T11 4학년) 124
〈표 Ⅲ-23〉 과학 교사의 전문성 개발 활동 참여 비율(T15 8학년-T11 4학년) 125
〈표 Ⅲ-24〉 동료 교사들과의 교류 활동 조사를 위한 공통 문항 126
〈표 Ⅲ-25〉 우리나라의 동료교사와 교류 활동을 자주하는 과학 교사에게 배우는 학생 비율 127
〈표 Ⅲ-26〉 동료교사와 교류 활동을 자주하는 수학 교사에게 배우는 학생 비율(T15 8학년-T11 4학년) 128
〈표 Ⅲ-27〉 동료교사와 교류 활동을 자주하는 과학 교사에게 배우는 학생 비율(T15 8학년-T11 4학년) 129
〈표 Ⅲ-28〉 수학 교사의 수업에 대한 자신감 조사를 위한 공통 문항 130
〈표 Ⅲ-29〉 우리나라의 수학 수업에 대한 자신감이 높은 교사에게 배우는 학생 비율 131
〈표 Ⅲ-30〉 수학 수업에 대한 자신감이 높은 교사에게 배우는 학생 비율(T15 8학년-T11 4학년) 131
〈표 Ⅲ-31〉 과학 교사의 수업에 대한 자신감 조사를 위한 공통 문항 132
〈표 Ⅲ-32〉 우리나라의 과학 수업에 대한 자신감이 높은 교사에게 배우는 학생 비율 133
〈표 Ⅲ-33〉 성취도 상위 5개국의 과학 수업에 대한 자신감이 높은 교사에게 배우는 학생 비율(T15 8학년-T11 4학년) 133
〈표 Ⅲ-34〉 수학과 수업 활동 유형별 빈도 조사를 위한 공통 문항 135
〈표 Ⅲ-35〉 우리나라 수학 수업에서 두 차시 중 한 번 이상 해당 활동을 하는 학생 비율 135
〈표 Ⅲ-36〉 수학 수업에서 두 차시 중 한 번 이상 해당 활동을 하는 학생 비율(T15 8학년-T11 4학년) 136
〈표 Ⅲ-37〉 과학 수업에서 탐구 관련 활동 유형별 빈도 조사를 위한 공통 문항 138
〈표 Ⅲ-38〉 우리나라 과학 수업에서 두 차시 중 한 번 이상 탐구 관련 활동을 하는 학생 비율 138
〈표 Ⅲ-39〉 과학 수업에서 두 차시 중 한 번 이상 탐구 관련 활동을 하는 학생 비율(T15 8학년-T11 4학년) 139
〈표 Ⅲ-40〉 수학ㆍ과학 수업에서 컴퓨터 활용 실태 조사를 위한 공통 문항 141
〈표 Ⅲ-41〉 우리나라의 수학ㆍ과학 수업 시간에 사용할 수 있는 컴퓨터 확보 비율 141
〈표 Ⅲ-42〉 학생들이 수학 수업 시간에 사용할 수 있는 컴퓨터 유무와 수업 중 컴퓨터 활용(T15 8학년-T11 4학년) 142
〈표 Ⅲ-43〉 학생들이 과학 수업 시간에 사용할 수 있는 컴퓨터 유무와 수업 중 컴퓨터 활용(T15 8학년-T11 4학년) 143
〈표 Ⅲ-44〉 수업 중 계산기 사용 허용 여부 조사를 위한 공통 문항 145
〈표 Ⅲ-45〉 계산기 사용을 허용하는 교사에게 배우는 학생 비율(T15 8학년-T11 4학년) 145
〈표 Ⅲ-46〉 학생 특성에 의한 수업 제한 실태 조사를 위한 공통 문항 147
〈표 Ⅲ-47〉 학생 특성에 의해 수학 수업에 제한을 받는 비율(T15 8학년-T11 4학년) 147
〈표 Ⅲ-48〉 학생 특성에 의해 과학 수업에 제한을 받는 비율(T15 8학년-T11 4학년) 148
〈표 Ⅳ-1〉 학교의 일반 교육 자원 부족이 수업에 영향을 주는 정도 157
〈표 Ⅳ-2〉 수학 수업을 위한 자원 부족이 수업에 영향을 주는 정도 158
〈표 Ⅳ-3〉 과학 수업을 위한 자원 부족이 수업에 영향을 주는 정도 159
〈표 Ⅳ-4〉 학생들이 수업 목적으로 사용할 수 있는 컴퓨터 수 160
〈표 Ⅳ-5〉 과학 실험실 및 실험보조 인력 확보 비율 160
〈표 Ⅳ-6〉 초중고 과학실험보조교사 채용 현황 161
〈표 Ⅳ-7〉 학교의 학업적 성공 강조 정도 161
〈표 Ⅳ-8〉 학교 규율 및 안전 관련 문제의 심각성 정도 162
〈표 Ⅳ-9〉 여교사에게 수학을 배우는 학생 비율 164
〈표 Ⅳ-10〉 수학 교사 연령대별 학생 비율 165
〈표 Ⅳ-11〉 수학 교사들의 전문성 개발 활동 참여 비율 166
〈표 Ⅳ-12〉 동료교사들과 교류활동을 자주 하는 수학 교사에게 배우는 학생 비율 167
〈표 Ⅳ-13〉 학생들이 수학 수업시간에 사용할 수 있는 컴퓨터 보유 비율 168
〈표 Ⅳ-14〉 수업 활동별로 월 1회 이상 학생들에게 컴퓨터를 사용하게 하는 비율 169
〈표 Ⅳ-15〉 수학 수업 중 학생에게 계산기 사용을 허용하는 정도 170
〈표 Ⅳ-16〉 수업 활동별로 학생에게 계산기 사용을 허용하는 비율 170
〈표 Ⅳ-17〉 수학 숙제 빈도 171
〈표 Ⅳ-18〉 숙제에 대한 피드백 및 숙제 활용 172
〈표 Ⅳ-19〉 수학과 평가주제별로 수업에서 가르친 비율 173
〈표 Ⅳ-20〉 TIMSS 8학년 학생에 적용된 수학과 교육과정 174
〈표 Ⅳ-21〉 TIMSS 8학년 기하 영역 가르친 비율 설문 평가요소 중 해당 교육과정에서 다루지 않은 평가요소 175
〈표 Ⅳ-22〉 TIMSS 8학년 자료와 가능성 영역 평가주제별 가르친 비율 설문 평가요소 176
〈표 Ⅳ-23〉 여교사에게 과학을 배우는 학생 비율의 변화 177
〈표 Ⅳ-24〉 과학 교사 연령대별 학생 비율 178
〈표 Ⅳ-25〉 과학 교사들의 전문성 개발 활동 참여 비율 179
〈표 Ⅳ-26〉 동료교사들과 교류활동을 자주 하는 과학 교사에게 배우는 학생 비율 180
〈표 Ⅳ-27〉 학생들이 과학 수업시간에 사용할 수 있는 컴퓨터 보유 비율 182
〈표 Ⅳ-28〉 수업 활동별로 월 1회 이상 학생들에게 컴퓨터를 사용하게 하는 비율 182
〈표 Ⅳ-29〉 과학 숙제 빈도 183
〈표 Ⅳ-30〉 숙제에 대한 피드백 및 숙제 활용 184
〈표 Ⅳ-31〉 과학과 평가주제별로 수업에서 가르친 비율 185
〈표 Ⅳ-32〉 TIMSS 8학년 학생에 적용된 과학과 교육과정 185
〈표 Ⅴ-1〉 수학과 교육과정에 나타난 계산기 사용 부분 243
〈표 Ⅴ-2〉 수학과 교육과정에 나타난 공학적 도구 활용 부분 243
[그림 Ⅰ-1] TIMSS 2015 심층연구 주제별 연구 내용 및 분석 데이터 24
[그림 Ⅱ-1] 학생 성별에 따른 취학 전 문해력 수리력 관련 활동 44
[그림 Ⅱ-2] 학생 및 학교 수준 교육맥락변인과 성취도의 관계 69
[그림 Ⅲ-1] 학년 변화에 따른 수학ㆍ과학 성취도 변화(TIMSS 척도평균과의 차이) 101
[그림 Ⅲ-2] 학년 변화에 따른 수학ㆍ과학 학습에 대한 흥미 변화 104
[그림 Ⅲ-3] 학년 변화에 따른 수학ㆍ과학에 대한 자신감 변화 106
[그림 Ⅲ-4] 학년 변화에 따른 수학ㆍ과학에 대한 가치 인식 변화 109
[그림 Ⅲ-5] 학년 변화에 학생의 수학 수업 이해도에 대한 비율 변화 119
[그림 Ⅲ-6] 학년 변화에 따른 수학 수업 활동(문제해결하기) 비율 변화 137
[그림 Ⅲ-7] 학년 변화에 따른 탐구 활동(실험이나 조사 활동 수행하기) 비율 변화 140
[그림 Ⅲ-8] 학년 변화에 따른 계산기 사용이 허용되는 학생 비율 변화 146
[그림 Ⅳ-1] 수학 교사 성별 및 연령대 추이 165
[그림 Ⅳ-2] 과학 교사 성별 및 연령대 추이 178
[그림 Ⅴ-1] 정책 제언 개관 200
[그림 Ⅴ-2] 초등 1~2학년을 포괄하는 기초학력 진단-보정 시스템 확대(안) 203
[그림 Ⅴ-3] 교육부-KICE-실행연구팀으로 구성된 협의체의 역할 222