표제지
목차
연구요약 5
Ⅰ. 서론 22
1. 연구의 필요성 및 목적 23
2. 연구 내용 28
가. 선행연구와의 차별성 28
나. 주요 연구 내용 31
3. 연구 추진 방법 34
Ⅱ. TIMSS 2019 수학 성취 특성 및 변화 추이 38
1. 초등학교 4학년 수학 성취 특성 및 변화 추이 40
가. TIMSS 2019 수학 결과 및 변화 추이 국제 비교 40
나. 우리나라 초등학교 4학년 학생들의 수학 성취 특성 54
다. 수학과 교육과정 국제 비교 87
2. 중학교 2학년 수학 성취 특성 및 변화 추이 102
가. TIMSS 2019 수학 결과 및 변화 추이 국제 비교 102
나. 우리나라 중학교 2학년 학생들의 수학 성취 특성 117
다. 수학과 교육과정 국제 비교 151
3. 소결 163
가. 초등학교 4학년 수학 성취 특성 및 변화 추이 163
나. 중학교 2학년 수학 성취 특성 및 변화 추이 165
다. 시사점 166
Ⅲ. TIMSS 2019 과학 성취 특성 및 변화 추이 170
1. 초등학교 4학년 과학 성취 특성 및 변화 추이 172
가. TIMSS 2019 과학 결과 및 변화 추이 국제 비교 172
나. 우리나라 초등학교 4학년 학생들의 과학 성취 특성 186
다. 과학과 교육과정 국제 비교 228
2. 중학교 2학년 과학 성취 특성 및 변화 추이 243
가. TIMSS 2019 과학 결과 및 변화 추이 국제 비교 243
나. 우리나라 중학교 2학년 학생들의 과학 성취 특성 258
다. 과학과 교육과정 국제 비교 319
3. 소결 335
가. 초등학교 4학년 과학 성취 특성 및 변화 추이 335
나. 중학교 2학년 과학 성취 특성 및 변화 추이 338
다. 시사점 341
Ⅳ. TIMSS 2019 수학 및 과학 정의적 태도와 변화 추이 344
1. 정의적 태도 분석 개요 345
가. 분석 목적 및 내용 345
나. 분석 변인 345
다. 분석 방법 350
2. 정의적 태도와 변화 추이 353
가. 정의적 태도와 변화 추이 국제 비교 353
나. 우리나라 학생들의 정의적 태도와 변화 추이 361
3. 성취도와 정의적 태도의 관계 377
가. 국가별 성취도와 정의적 태도의 관계 377
나. 우리나라 학생들의 성취수준별 정의적 태도와 변화 추이 389
4. 정의적 태도에 따른 잠재집단 분류와 특성 393
가. 잠재집단 분류와 변화 추이 394
나. 잠재집단 특성 및 영향 요인 탐색 409
다. 잠재집단 분류에 따른 학교 특성 416
5. 소결 421
가. 요약 421
나. 시사점 425
Ⅴ. 결론 429
1. 연구 요약 430
가. TIMSS 2019 수학 성취 특성 및 변화 추이 430
나. TIMSS 2019 과학 성취 특성 및 변화 추이 432
다. TIMSS 2019 수학 및 과학 정의적 태도와 변화 추이 435
2. 정책 제언 438
가. 수학 및 과학과 교육과정 개선 환류를 통한 기초ㆍ기본 교육의 강화 439
나. 수학 및 과학 교과의 교수학습 개선을 통한 학교교육의 질 제고 473
다. 단위학교 및 대규모 학생평가 개선을 통한 기초학력 강화 및 사고력 증진 496
라. 정책 방안 및 실행전략 추진 로드맵 511
참고문헌 512
ABSTRACT 523
[부록] 527
1. 수학 528
2. 과학 543
3. 정의적 태도 552
판권기 2
〈표 Ⅰ-1〉 평가 주기별 TIMSS 심층 분석 주제 및 특성 30
〈표 Ⅱ-1〉 TIMSS 2019 수학 성취 특성 및 변화 추이 분석을 위한 연구 주제와 내용 39
〈표 Ⅱ-2〉 초4 수학 전체 및 남ㆍ여학생 성취도 추이 40
〈표 Ⅱ-3〉 초4 수학 성취수준별 학생 비율 추이 41
〈표 Ⅱ-4〉 초4 수학 성취수준별 남ㆍ여학생 비율 42
〈표 Ⅱ-5〉 초4 수학 내용영역별 남ㆍ여학생 성취도 추이 43
〈표 Ⅱ-6〉 초4 수학 내용영역에 따른 성취수준별 학생 비율 추이 45
〈표 Ⅱ-7〉 초4 수학 내용영역에 따른 성취수준별 남ㆍ여학생 비율 46
〈표 Ⅱ-8〉 초4 수학 인지영역별 남ㆍ여학생 성취도 추이 47
〈표 Ⅱ-9〉 초4 수학 인지영역에 따른 성취수준별 남ㆍ여학생 비율 49
〈표 Ⅱ-10〉 초4 수학 내용영역에 따른 인지영역별 남ㆍ여학생 정답률 50
〈표 Ⅱ-11〉 초4 수학 내용영역에 따른 문항유형별 남ㆍ여학생 정답률 51
〈표 Ⅱ-12〉 초4 수학 인지영역에 따른 문항유형별 남ㆍ여학생 정답률 53
〈표 Ⅱ-13〉 TIMSS 2019 초4 수학 내용영역별 평가틀 54
〈표 Ⅱ-14〉 초4 수학 내용영역별 TCMA 결과 및 추이 문항 여부에 따른 문항 분포 56
〈표 Ⅱ-15〉 초4 수학 내용영역별 TCMA 결과 및 추이 문항 여부에 따른 우리나라 남ㆍ여학생 정답률 57
〈표 Ⅱ-16〉 초4 수학 내용영역의 주제별 TCMA 결과에 따른 문항 분포 58
〈표 Ⅱ-17〉 초4 수학 내용영역의 주제별 남ㆍ여학생 정답률 59
〈표 Ⅱ-18〉 초4 '수' 영역의 '범자연수' 주제별 문항 정답률 61
〈표 Ⅱ-19〉 초4 '수' 영역의 '식ㆍ방정식ㆍ관계' 주제별 문항 정답률 64
〈표 Ⅱ-20〉 초4 '수' 영역의 '분수와 소수' 주제별 문항 정답률 67
〈표 Ⅱ-21〉 초4 '측정과 기하' 영역의 '측정' 주제별 문항 정답률 71
〈표 Ⅱ-22〉 초4 '측정과 기하' 영역의 '기하' 주제별 정답률 74
〈표 Ⅱ-23〉 초4 '자료' 영역의 '읽기ㆍ해석하기ㆍ표현하기' 주제별 문항 정답률 76
〈표 Ⅱ-24〉 초4 '자료' 영역의 '자료 이용하여 문제해결하기' 주제별 문항 정답률 78
〈표 Ⅱ-25〉 초4 수학의 성별에 의한 DIF 문항 분포 79
〈표 Ⅱ-26〉 초4 수학의 남학생이 유리한 DIF 문항 정보 80
〈표 Ⅱ-27〉 초4 수학의 여학생이 유리한 DIF 문항 정보 82
〈표 Ⅱ-28〉 초4 수학의 검사모드에 의한 DIF 문항 분포 84
〈표 Ⅱ-29〉 초4 수학의 컴퓨터 기반 평가가 유리한 DIF 문항 정보 85
〈표 Ⅱ-30〉 초4 수학의 지필평가가 유리한 수학 DIF 문항 정보 86
〈표 Ⅱ-31〉 영국과 싱가포르의 초등학교 수학과 교육과정의 목표 88
〈표 Ⅱ-32〉 영국의 5학년 '수' 영역과 싱가포르의 4학년 '수와 대수' 영역의 내용 체계 비교 89
〈표 Ⅱ-33〉 TIMSS 2019 평가틀의 '수' 영역, 영국 및 싱가포르의 내용 체계 비교 91
〈표 Ⅱ-34〉 영국의 '수' 영역에서 암산과 필산 관련 내용 93
〈표 Ⅱ-35〉 싱가포르의 '수와 대수' 영역에서 암산과 계산기 사용 관련 내용 95
〈표 Ⅱ-36〉 영국의 '수' 영역에서 단계별 문장제 관련 내용 97
〈표 Ⅱ-37〉 싱가포르의 '수와 대수' 영역에서 문장제 관련 내용 및 학습경험 98
〈표 Ⅱ-38〉 중2 수학 전체 및 남ㆍ여학생 수학 성취도 추이 102
〈표 Ⅱ-39〉 중2 수학 성취수준별 학생 비율 추이 103
〈표 Ⅱ-40〉 중2 수학 성취수준별 남ㆍ여학생 비율 104
〈표 Ⅱ-41〉 중2 수학 내용영역별 남ㆍ여학생 성취도 추이 105
〈표 Ⅱ-42〉 중2 수학 내용영역에 따른 성취수준별 학생 비율 추이 107
〈표 Ⅱ-43〉 중2 수학 내용영역에 따른 성취수준별 남ㆍ여학생 비율 108
〈표 Ⅱ-44〉 중2 수학 인지영역별 남ㆍ여학생 성취도 추이 110
〈표 Ⅱ-45〉 중2 수학 인지영역에 따른 성취수준별 남ㆍ여학생 비율 111
〈표 Ⅱ-46〉 중2 수학 내용영역에 따른 인지영역별 남ㆍ여학생 정답률 112
〈표 Ⅱ-47〉 중2 수학 내용영역에 따른 문항유형별 남ㆍ여학생 정답률 114
〈표 Ⅱ-48〉 중2 수학 인지영역에 따른 문항유형별 남ㆍ여 정답률 116
〈표 Ⅱ-49〉 TIMSS 2019 중2 수학 내용영역별 평가틀 117
〈표 Ⅱ-50〉 중2 수학 내용영역별 TCMA 결과 및 추이 문항 여부에 따른 문항 분포 119
〈표 Ⅱ-51〉 중2 수학 내용영역별 TCMA 결과 및 추이 문항 여부에 따른 우리나라 남ㆍ여학생 정답률 120
〈표 Ⅱ-52〉 중2 수학 내용영역의 주제별 TCMA 결과에 따른 문항 분포 121
〈표 Ⅱ-53〉 중2 수학 내용영역의 주제별 남ㆍ여학생 정답률 122
〈표 Ⅱ-54〉 중2 '수' 영역의 '정수' 주제별 문항 정답률 124
〈표 Ⅱ-55〉 중2 '수' 영역의 '분수와 소수' 주제별 문항 정답률 127
〈표 Ⅱ-56〉 중2 '수' 영역의 '비ㆍ비례ㆍ백분율' 주제별 문항 정답률 130
〈표 Ⅱ-57〉 중2 '대수' 영역의 '식ㆍ연산ㆍ방정식' 주제별 문항 정답률 131
〈표 Ⅱ-58〉 중2 '대수' 영역의 '관계와 함수' 주제별 문항 정답률 134
〈표 Ⅱ-59〉 중2 '기하' 영역의 '기하 도형과 측정' 1, 2주제의 문항 정답률 136
〈표 Ⅱ-60〉 중2 '기하' 영역의 '기하 도형과 측정' 3, 4주제의 문항 정답률 138
〈표 Ⅱ-61〉 중2 '지료와 확률' 영역의 '자료' 주제별 문항 정답률 139
〈표 Ⅱ-62〉 중2 수학의 성별에 의한 DIF 문항 분포 145
〈표 Ⅱ-63〉 중2 수학의 남학생이 유리한 DIF 문항 정보 146
〈표 Ⅱ-64〉 중2 수학의 여학생이 유리한 DIF 문항 정보 147
〈표 Ⅱ-65〉 중2 수학의 검사모드에 의한 DIF 문항 분포 149
〈표 Ⅱ-66〉 중2 수학의 컴퓨터 기반 평가가 유리한 DIF 문항 정보 150
〈표 Ⅱ-67〉 중2 수학의 지필평가가 유리한 DIF 문항 정보 151
〈표 Ⅱ-68〉 호주, 일본의 중학교 수학과 교육과정의 목표 153
〈표 Ⅱ-69〉 호주의 8학년 '가능성' 및 '자료 표현과 해석' 영역 내용 체계 154
〈표 Ⅱ-70〉 일본의 '자료의 활용' 영역 내용 체계 155
〈표 Ⅱ-71〉 TIMSS 2019 평가틀의 '자료와 확률' 영역, 호주 및 일본의 내용 체계 비교 156
〈표 Ⅱ-72〉 호주 수학과 교육과정의 대푯값과 범위 관련 내용 및 정교화 157
〈표 Ⅱ-73〉 호주 수학과 교육과정의 통계적 의사소통 및 추론 역량 관련 내용 159
〈표 Ⅱ-74〉 호주의 '통계와 확률' 영역에서 문제 설정 및 자료의 수집 관련 내용 161
〈표 Ⅱ-75〉 일본의 '수량 관계' 및 '자료의 활용' 영역에서 자료의 수집 관련 내용 162
〈표 Ⅲ-1〉 TIMSS 2019 과학 성취 특성 및 변화 추이 분석을 위한 연구 주제와 내용 171
〈표 Ⅲ-2〉 초4 전체 및 남ㆍ여학생 과학 성취도 추이 172
〈표 Ⅲ-3〉 초4 과학 성취수준별 학생 비율 추이 173
〈표 Ⅲ-4〉 초4 과학 성취수준별 남ㆍ여학생 비율 174
〈표 Ⅲ-5〉 초4 과학 내용영역별 남ㆍ여학생 성취도 추이 175
〈표 Ⅲ-6〉 초4 과학 내용영역에 따른 성취수준별 학생 비율 추이 176
〈표 Ⅲ-7〉 초4 과학 내용영역에 따른 성취수준별 남ㆍ여학생 비율 177
〈표 Ⅲ-8〉 초4 과학 인지영역별 남ㆍ여학생 성취도 추이 179
〈표 Ⅲ-9〉 초4 과학 인지영역에 따른 성취수준별 남ㆍ여학생 비율 180
〈표 Ⅲ-10〉 초4 과학 내용영역에 따른 인지영역별 남ㆍ여학생 정답률 182
〈표 Ⅲ-11〉 초4 과학 내용영역에 따른 문항유형별 남ㆍ여학생 정답률 183
〈표 Ⅲ-12〉 초4 과학 인지영역에 따른 문항유형별 남ㆍ여학생 정답률 185
〈표 Ⅲ-13〉 TIMSS 2019 초4 과학 생명과학 평가틀 186
〈표 Ⅲ-14〉 TIMSS 2019 초4 과학 물상과학 평가틀 188
〈표 Ⅲ-15〉 TIMSS 2019 초4 과학 지구과학 평가틀 189
〈표 Ⅲ-16〉 초4 과학 내용영역별 TCMA 결과 및 추이 문항 여부에 따른 문항 분포 190
〈표 Ⅲ-17〉 초4 과학 내용영역별 TCMA 결과 및 추이 문항 여부에 따른 우리나라 남ㆍ여학생 정답률 191
〈표 Ⅲ-18〉 초4 과학 내용영역의 주제별 TCMA 결과에 따른 문항 분포 192
〈표 Ⅲ-19〉 초4 과학 내용영역의 주제별 남ㆍ여학생 정답률 194
〈표 Ⅲ-20〉 초4 생명과학 '생물의 특성과 생명 활동' 주제별 문항 정답률 196
〈표 Ⅲ-21〉 초4 생명과학 '한살이ㆍ생식과 유전' 주제별 문항 정답률 200
〈표 Ⅲ-22〉 초4 생명과학 '생물과 환경의 상호작용' 주제별 문항 정답률 201
〈표 Ⅲ-23〉 초4 생명과학 '생태계' 주제별 문항 정답률 202
〈표 Ⅲ-24〉 초4 생명과학 '건강' 주제별 문항 정답률 204
〈표 Ⅲ-25〉 초4 물상과학 '물질의 분류와 특성 및 물질에서의 변화' 주제별 문항 정답률 205
〈표 Ⅲ-26〉 초4 물상과학 '에너지의 형태와 에너지 이동' 주제별 문항 정답률 207
〈표 Ⅲ-27〉 초4 지구과학 '지구의 구조와 물리적 특징ㆍ자원 및 역사' 주제별 문항 정답률 208
〈표 Ⅲ-28〉 초4 지구과학 '지구의 날씨와 기후' 주제별 문항 정답률 210
〈표 Ⅲ-29〉 초4 지구과학 '태양계에서의 지구' 주제별 문항 정답률 212
〈표 Ⅲ-30〉 초4 과학의 성별에 의한 DIF 문항 분포 214
〈표 Ⅲ-31〉 초4 과학의 남학생이 유리한 DIF 문항 정보 215
〈표 Ⅲ-32〉 초4 과학의 여학생이 유리한 DIF 문항 정보 221
〈표 Ⅲ-33〉 초4 과학의 검사모드에 의한 DIF 문항 분포 225
〈표 Ⅲ-34〉 초4 과학의 컴퓨터 기반 평가가 유리한 DIF 문항 정보 226
〈표 Ⅲ-35〉 초4 과학의 지필평가가 유리한 DIF 문항 정보 228
〈표 Ⅲ-36〉 대한민국, 싱가포르, 핀란드 초등학교 과학과 교육과정의 목표 230
〈표 Ⅲ-37〉 핀란드 초등학교 과학과 교육과정 핵심 내용영역의 학습 목표 234
〈표 Ⅲ-38〉 싱가포르 초등학교 과학과 교육과정 생명과학의 학습 목표 235
〈표 Ⅲ-39〉 핀란드 초등학교 과학과 교육과정 생명과학의 학습 목표 236
〈표 Ⅲ-40〉 TIMSS 2019 초등학교 과학 생명과학 평가틀과 싱가포르, 핀란드의 내용 체계 비교 236
〈표 Ⅲ-41〉 핀란드 과학 교과서 생명과학 단원명 및 주요 내용 요소 241
〈표 Ⅲ-42〉 중2 과학 전체 및 남ㆍ여학생 과학 성취도 추이 243
〈표 Ⅲ-43〉 중2 과학 성취수준별 학생 비율 추이 244
〈표 Ⅲ-44〉 중2 과학 성취수준별 남ㆍ여학생 비율 245
〈표 Ⅲ-45〉 중2 과학 내용영역별 남ㆍ여학생 성취도 추이 246
〈표 Ⅲ-46〉 중2 과학 내용영역에 따른 성취수준별 학생 비율 추이 247
〈표 Ⅲ-47〉 중2 과학 내용영역에 따른 성취수준별 남ㆍ여학생 비율 249
〈표 Ⅲ-48〉 중2 과학 인지영역별 남ㆍ여학생 성취도 추이 251
〈표 Ⅲ-49〉 중2 과학 인지영역에 따른 성취수준별 남ㆍ여학생 비율 252
〈표 Ⅲ-50〉 중2 과학 내용영역에 따른 인지영역별 남ㆍ여학생 정답률 254
〈표 Ⅲ-51〉 중2 과학 내용영역에 따른 문항유형별 남ㆍ여학생 정답률 255
〈표 Ⅲ-52〉 중2 과학 인지영역에 따른 문항유형별 남ㆍ여학생 정답률 257
〈표 Ⅲ-53〉 TIMSS 2019 중2 과학 생물 평가틀 258
〈표 Ⅲ-54〉 TIMSS 2019 중2 과학 화학 평가틀 260
〈표 Ⅲ-55〉 TIMSS 2019 중2 과학 물리 평가틀 262
〈표 Ⅲ-56〉 TIMSS 2019 중2 과학 지구과학 평가틀 264
〈표 Ⅲ-57〉 중2 과학 내용영역별 TCMA 결과 및 추이 문항 여부에 따른 문항 분포 265
〈표 Ⅲ-58〉 중2 과학 내용영역별 TCMA 결과 및 추이 문항 여부에 따른 우리나라 남ㆍ여학생 정답률 266
〈표 Ⅲ-59〉 중2 과학 내용영역의 주제별 TCMA 결과에 따른 문항 분포 267
〈표 Ⅲ-60〉 중2 과학 내용영역의 주제별 남ㆍ여학생 정답률 269
〈표 Ⅲ-61〉 중2 생물 '생물의 특성과 생명 활동' 주제별 문항 정답률 272
〈표 Ⅲ-62〉 중2 생물 '세포와 그 기능' 주제별 문항 정답률 276
〈표 Ⅲ-63〉 중2 생물 '생활사ㆍ생식과 유전' 주제별 문항 정답률 281
〈표 Ⅲ-64〉 중2 생물 '다양성ㆍ적응과 자연 선택' 주제별 문항 정답률 282
〈표 Ⅲ-65〉 중2 생물 '생태계' 주제별 문항 정답률 283
〈표 Ⅲ-66〉 중2 생물 '건강' 주제별 문항 정답률 285
〈표 Ⅲ-67〉 중2 화학 '물질의 조성' 주제별 문항 정답률 286
〈표 Ⅲ-68〉 중2 화학 '물질의 성질' 주제별 문항 정답률 288
〈표 Ⅲ-69〉 중2 화학 '화학 변화' 주제별 문항 정답률 290
〈표 Ⅲ-70〉 중2 물리 '물질의 물리적 상태와 변화' 주제별 문항 정답률 292
〈표 Ⅲ-71〉 중2 물리 '에너지 전환과 이동' 주제별 문항 정답률 294
〈표 Ⅲ-72〉 중2 물리 '전기와 자기' 주제별 문항 정답률 295
〈표 Ⅲ-73〉 중2 물리 '힘과 운동' 주제별 문항 정답률 297
〈표 Ⅲ-74〉 중2 지구과학 '지구의 구조와 물리적 특징' 주제별 문항 정답률 298
〈표 Ⅲ-75〉 중2 지구과학 '지구의 변화ㆍ순환과 역사' 주제별 문항 정답률 299
〈표 Ⅲ-76〉 중2 지구과학 '지구의 자원ㆍ자원의 이용과 보존' 주제별 문항 정답률 301
〈표 Ⅲ-77〉 중2 지구과학 '태양계와 우주에서의 지구' 주제별 문항 정답률 303
〈표 Ⅲ-78〉 중2 과학의 성별에 의한 DIF 문항 분포 304
〈표 Ⅲ-79〉 중2 과학의 남학생이 유리한 DIF 문항 정보 306
〈표 Ⅲ-80〉 중2 과학의 여학생이 유리한 DIF 문항 정보 309
〈표 Ⅲ-81〉 중2 과학의 검사모드에 의한 DIF 문항 분포 313
〈표 Ⅲ-82〉 중2 과학의 컴퓨터 기반 평가가 유리한 DIF 문항 정보 315
〈표 Ⅲ-83〉 중2 과학의 지필평가가 유리한 DIF 문항 정보 317
〈표 Ⅲ-84〉 싱가포르, 대만, 대한민국의 중학교 과학과 교육과정의 목표 320
〈표 Ⅲ-85〉 싱가포르의 중학교 화학 내용 체계 324
〈표 Ⅲ-86〉 대만의 중학교 화학 내용 체계 324
〈표 Ⅲ-87〉 TIMSS 2019 화학 평가틀과 싱가포르 내용 체계 비교 325
〈표 Ⅳ-1〉 TIMSS 2019 수학 및 과학 정의적 태도 문항 구성 346
〈표 Ⅳ-2〉 TIMSS 2019 정의적 태도 척도점수 체제 347
〈표 Ⅳ-3〉 교육맥락변인 설명 348
〈표 Ⅳ-4〉 초4 수학 및 과학에 대한 자신감의 TIMSS 2011, 2015, 2019 변화 추이 국제 비교 353
〈표 Ⅳ-5〉 초4 수학 및 과학 학습에 대한 흥미의 TIMSS 2011, 2015, 2019 변화 추이 국제 비교 354
〈표 Ⅳ-6〉 중2 수학 및 과학에 대한 자신감의 TIMSS 2011, 2015, 2019 변화 추이 국제 비교 356
〈표 Ⅳ-7〉 중2 수학 및 과학 학습에 대한 흥미의 TIMSS 2011, 2015, 2019 변화 추이 국제 비교 358
〈표 Ⅳ-8〉 중2 수학 및 과학에 대한 가치인식의 TIMSS 2011, 2015, 2019 변화 추이 국제 비교 360
〈표 Ⅳ-9〉 성별 및 지역 규모에 따른 초4 학생의 수학 및 과학에 대한 자신감 수준 362
〈표 Ⅳ-10〉 성별 및 지역 규모에 따른 초4 학생의 수학 및 과학 학습에 대한 흥미 수준 363
〈표 Ⅳ-11〉 성별 및 지역 규모에 따른 중2 학생의 수학 및 과학에 대한 자신감 수준 364
〈표 Ⅳ-12〉 성별 및 지역 규모에 따른 중2 학생의 수학 및 과학 학습에 대한 흥미 수준 365
〈표 Ⅳ-13〉 성별 및 지역 규모에 따른 중2 학생의 수학 및 과학에 대한 가치인식 수준 366
〈표 Ⅳ-14〉 교육 및 학습 환경에 따른 초4 학생의 수학에 대한 자신감 수준 367
〈표 Ⅳ-15〉 교육 및 학습 환경에 따른 초4 학생의 과학에 대한 자신감 수준 368
〈표 Ⅳ-16〉 교육 및 학습 환경에 따른 초4 학생의 수학 학습에 대한 흥미 수준 369
〈표 Ⅳ-17〉 교육 및 학습 환경에 따른 초4 학생의 과학 학습에 대한 흥미 수준 370
〈표 Ⅳ-18〉 교육 및 학습 환경에 따른 중2 학생의 수학에 대한 자신감 수준 371
〈표 Ⅳ-19〉 교육 및 학습 환경에 따른 중2 학생의 과학에 대한 자신감 수준 372
〈표 Ⅳ-20〉 교육 및 학습 환경에 따른 중2 학생의 수학 학습에 대한 흥미 수준 373
〈표 Ⅳ-21〉 교육 및 학습 환경에 따른 중2 학생의 과학 학습에 대한 흥미 수준 374
〈표 Ⅳ-22〉 교육 및 학습 환경에 따른 중2 학생의 수학에 대한 가치인식 수준 375
〈표 Ⅳ-23〉 교육 및 학습 환경에 따른 중2 학생의 과학에 대한 가치인식 수준 376
〈표 Ⅳ-24〉 초4 수학 및 과학 성취도와 정의적 태도와의 상관계수의 변화 추이 국제 비교 378
〈표 Ⅳ-25〉 중2 수학 및 과학 성취도와 정의적 태도와의 상관계수의 변화 추이 국제 비교 383
〈표 Ⅳ-26〉 초4 수학 및 과학 성취수준에 따른 정의적 태도 긍정 비율 추이 389
〈표 Ⅳ-27〉 중2 수학 및 과학 성취수준에 따른 정의적 태도 긍정 비율 추이 391
〈표 Ⅳ-28〉 TIMSS 2019 우리나라 초4 수학 정의적 태도와 과학 정의적 태도의 상관계수 394
〈표 Ⅳ-29〉 TIMSS 2019 초4 정의적 태도에 따른 잠재프로파일 모형 적합도 394
〈표 Ⅳ-30〉 TIMSS 2019 초4 정의적 태도 잠재집단별 구성 비율 396
〈표 Ⅳ-31〉 TIMSS 2019 중2 수학 정의적 태도와 과학 정의적 태도의 상관계수 397
〈표 Ⅳ-32〉 TIMSS 2019 중2 정의적 태도 잠재집단별 구성 비율 398
〈표 Ⅳ-33〉 TIMSS 2015 초4 정의적 태도 잠재집단별 구성 비율 399
〈표 Ⅳ-34〉 TIMSS 2015와 TIMSS 2019의 초4 잠재집단의 성취수준별 학생 비율 401
〈표 Ⅳ-35〉 초4 정의적 태도 잠재집단별 수업 명료성에 대한 인식 402
〈표 Ⅳ-36〉 TIMSS 2015 중2 정의적 태도 잠재집단별 구성 비율 404
〈표 Ⅳ-37〉 TIMSS 2015와 TIMSS 2019의 중2 잠재집단의 성취수준별 학생 비율 406
〈표 Ⅳ-38〉 중2 정의적 태도 잠재집단별 수업 명료성에 대한 인식 407
〈표 Ⅳ-39〉 초4 잠재집단과 영향 요인 관계에 대한 다항로지스틱 회귀분석 결과 410
〈표 Ⅳ-40〉 TIMSS 2019 초4 정의적 태도 잠재집단별 학생맥락변인 특성 412
〈표 Ⅳ-41〉 중2 잠재집단과 영향 요인 관계에 대한 다항로지스틱 회귀분석 결과 414
〈표 Ⅳ-42〉 TIMSS 2019 중2 정의적 태도 잠재집단별 학생 맥락변인 특성 415
〈표 Ⅳ-43〉 TIMSS 2019 초4 참여 학교의 '부정' 집단 학생 비율(n=151) 416
〈표 Ⅳ-44〉 초4 정의적 태도 '부정' 집단 학생 비율이 높은 학교와 낮은 학교 특성 417
〈표 Ⅳ-45〉 초4 정의적 태도 '부정' 집단 비율에 따른 학교 분류 및 지역 규모별 분포 418
〈표 Ⅳ-46〉 TIMSS 2019 중2 참여 학교별 '부정' 집단 학생 비율(n=168) 418
〈표 Ⅳ-47〉 중2 정의적 태도 '부정' 집단 비율이 높은 학교와 낮은 학교 특성 419
〈표 Ⅳ-48〉 중2 정의적 태도 '부정' 집단 비율에 따른 학교 분류 및 지역 규모별 분포 420
〈표 Ⅴ-1〉 초등학교 수학 4-1, 4-2 교과서 목차의 변화 442
〈표 Ⅴ-2〉 TIMSS 2019 초4 수학 평가틀과 영국 수학과 교육과정의 혼합 계산 443
〈표 Ⅴ-3〉 영국과 싱가포르 수학과 교육과정의 다양한 단계의 문장제 해결 444
〈표 Ⅴ-4〉 차기 교육과정의 '수와 연산' 영역의 '교수ㆍ학습 방법 및 유의 사항' 개선안 445
〈표 Ⅴ-5〉 우리나라 과학 교과서 학년별 단원 구성(2015 개정 교육과정) 447
〈표 Ⅴ-6〉 5차 교육과정과 2015 개정 교육과정의 '슬기로운 생활' 교과 단원명 비교 453
〈표 Ⅴ-7〉 통계적 문제해결 관련 TIMSS 2019 평가틀과 2015 개정 교육과정의 성취기준 456
〈표 Ⅴ-8〉 차기 교육과정의 '확률과 통계'의 '교수ㆍ학습 방법 및 유의 사항' 개선안 457
〈표 Ⅴ-9〉 TIMSS 평가틀의 자료 분포에 관한 내용 458
〈표 Ⅴ-10〉 TIMSS 2019 평가틀과 우리나라 중학교 화학 교육과정 비교 460
〈표 Ⅴ-11〉 중학교 화학 교육과정 개선 방안 463
〈표 Ⅴ-12〉 TIMSS 2019 초4 수학 평가틀의 구체적인 수의 범위 제시 465
〈표 Ⅴ-13〉 2015 개정 초등학교 과학과 교육과정의 내용영역별 성취기준 어미 분석 468
〈표 Ⅴ-14〉 기초수준 이하 학생을 위한 플립러닝 수정의 예시 486
〈표 Ⅴ-15〉 2015 개정 수학 및 과학과 교육과정 목표 개선안 488
〈표 Ⅴ-16〉 제3차 수학교육 종합계획과 제4차 과학교육 종합계획 489
[그림 Ⅰ-1] TIMSS의 교육과정 기반 평가 모형 24
[그림 Ⅱ-1] ME61274 문항 분석 62
[그림 Ⅱ-2] ME61248 문항 분석 63
[그림 Ⅱ-3] ME61179 문항 분석 65
[그림 Ⅱ-4] ME61052 문항 분석 66
[그림 Ⅱ-5] ME61079 문항 분석 69
[그림 Ⅱ-6] 수학 3-1 교과서의 부분이 주어졌을 때 전체를 그리는 문항 70
[그림 Ⅱ-7] ME61207 문항 분석 72
[그림 Ⅱ-8] 수학 3-2 교과서의 적절한 들이와 무게 단위 찾기 문항 73
[그림 Ⅱ-9] ME71119 문항 분석 75
[그림 Ⅱ-10] 수학 4-2 교과서의 꺾은선그래프에서 적절한 눈금의 크기 선택 활동 77
[그림 Ⅱ-11] ME71090 문항 분석 81
[그림 Ⅱ-12] ME61106 문항 분석 83
[그림 Ⅱ-13] 싱가포르 수학틀 88
[그림 Ⅱ-14] 사칙연산의 형식적 쓰기 방법의 예 94
[그림 Ⅱ-15] 영국의 KS2 산술 검사지의 평가 문항 94
[그림 Ⅱ-16] 싱가포르 수학 5A 교과서의 계산기 활용 96
[그림 Ⅱ-17] 실생활 맥락에서 수학 활용 및 적용 단원의 '수' 영역과 관련된 문장제 97
[그림 Ⅱ-18] 싱가포르 수학 3A 교과서의 범자연수 덧셈 관련 1단계 문장제 99
[그림 Ⅱ-19] 영국의 산술적 추론 역량을 강조한 평가 문항 101
[그림 Ⅱ-20] ME72007 문항 분석 125
[그림 Ⅱ-21] ME62002 문항 분석 126
[그림 Ⅱ-22] ME72025 문항 분석 128
[그림 Ⅱ-23] ME72017 문항 분석 129
[그림 Ⅱ-24] ME72190 문항 분석 130
[그림 Ⅱ-25] ME72056 문항 분석 132
[그림 Ⅱ-26] ME62149 문항 분석 133
[그림 Ⅱ-27] ME62241 문항 분석 135
[그림 Ⅱ-28] ME72209 문항 분석 141
[그림 Ⅱ-29] ME62123B 문항 분석 143
[그림 Ⅱ-30] ME62133 문항 분석 144
[그림 Ⅱ-31] 일본 전국학력학습상황조사의 통계적 의사소통 및 추론 역량 관련 평가 문항과 수업 활동 예시 160
[그림 Ⅲ-1] SE71002 문항 분석 197
[그림 Ⅲ-2] SE61138 문항 분석 199
[그림 Ⅲ-3] SE71077 문항 분석 203
[그림 Ⅲ-4] SE61142B 문항 분석 207
[그림 Ⅲ-5] SE71920A 문항 분석 209
[그림 Ⅲ-6] SE61115A의 문항 분석 211
[그림 Ⅲ-7] SE71268 문항 분석 213
[그림 Ⅲ-8] SE71402 문항 분석 217
[그림 Ⅲ-9] SE71072 문항 분석 218
[그림 Ⅲ-10] SE71128 문항 분석 219
[그림 Ⅲ-11] SE71140 문항 분석 220
[그림 Ⅲ-12] SE61044 문항 분석 223
[그림 Ⅲ-13] SE61142B 문항 비교 227
[그림 Ⅲ-14] 싱가포르 초등학교 과학과 교육과정 틀 231
[그림 Ⅲ-15] 싱가포르 생명과학 '생물과 무생물의 다양성' 주제의 학습 목표 232
[그림 Ⅲ-16] 싱가포르 초등학교 과학과 교육과정에서 다루는 주제와 내용의 개요 233
[그림 Ⅲ-17] 싱가포르 초등학교 3~4학년 과학 교과서 주요 생물집단의 분류 관련 내용 238
[그림 Ⅲ-18] 싱가포르 초등학교 3~4학년 과학 교과서 주요 생물의 한살이 관련 내용 239
[그림 Ⅲ-19] 싱가포르 초등학교 3~4학년 과학 교과서 식물과 인체 시스템 관련 내용 240
[그림 Ⅲ-20] 핀란드 초등학교 4학년 과학 교과서 일상생활 및 환경 보호 관련 내용 241
[그림 Ⅲ-21] 핀란드 초등학교 3학년 과학 교과서 먹이사슬 관련 내용 242
[그림 Ⅲ-22] SE72900A 문항 분석 273
[그림 Ⅲ-23] SE72900B 문항 분석 274
[그림 Ⅲ-24] SE62098A 문항 분석 277
[그림 Ⅲ-25] SE62098B 문항 분석 278
[그림 Ⅲ-26] SE62274 문항 분석 280
[그림 Ⅲ-27] SE62284 문항 분석 281
[그림 Ⅲ-28] SE72077 문항 분석 284
[그림 Ⅲ-29] SE62004 문항 분석 287
[그림 Ⅲ-30] SE62075 문항 분석 291
[그림 Ⅲ-31] SE62032 문항 분석 293
[그림 Ⅲ-32] SE62043 문항 분석 296
[그림 Ⅲ-33] SE62173B 문항 분석 300
[그림 Ⅲ-34] SE62175 문항 분석 302
[그림 Ⅲ-35] SE72072 문항 분석 307
[그림 Ⅲ-36] SE72335 문항 분석 308
[그림 Ⅲ-37] SE62158 문항 분석 311
[그림 Ⅲ-38] SE62005 문항 분석 312
[그림 Ⅲ-39] SE62098B 문항 비교 316
[그림 Ⅲ-40] SE62043 문항 비교 316
[그림 Ⅲ-41] SE62159 문항 비교 318
[그림 Ⅲ-42] SE62173B 문항 비교 318
[그림 Ⅲ-43] 싱가포르 생명과학 '다양성' 주제의 필수정보와 핵심 탐구 질문 322
[그림 Ⅲ-44] 대만 과학과 교육과정의 내용 체계 323
[그림 Ⅲ-45] 싱가포르 중학교 1학년 과학 교과서의 원자 모형 326
[그림 Ⅲ-46] 대만 중학교 2학년 과학 교과서의 원자 모형 327
[그림 Ⅲ-47] 우리나라 중학교 2학년 과학 교과서의 원자 모형 328
[그림 Ⅲ-48] 싱가포르 중학교 1학년 과학 교과서의 물질의 분류 329
[그림 Ⅲ-49] 대만 중학교 2학년 과학 교과서의 물질의 분류 329
[그림 Ⅲ-50] 우리나라 중학교 2학년 과학 교과서의 물질의 분류 330
[그림 Ⅲ-51] 싱가포르 중학교 1학년 과학 교과서의 주기율표 331
[그림 Ⅲ-52] 대만 중학교 2학년 과학 교과서의 주기율표 331
[그림 Ⅲ-53] 우리나라 중학교 2학년 과학 교과서에 제시된 원소 기호 332
[그림 Ⅲ-54] 싱가포르 중학교 2학년 과학 교과서의 중화반응 333
[그림 Ⅲ-55] 싱가포르 중학교 2학년 과학 교과서의 산ㆍ염기 333
[그림 Ⅲ-56] 대만 중학교 2학년 과학 교과서의 산ㆍ염기 334
[그림 Ⅳ-1] 분석 모형 352
[그림 Ⅳ-2] 3주기에 걸친 우리나라 초4의 수학 및 과학에 대한 자신감 변화 추이 354
[그림 Ⅳ-3] 3주기에 걸친 우리나라 초4의 수학 및 과학 학습에 대한 흥미 변화 추이 356
[그림 Ⅳ-4] 3주기에 걸친 우리나라 중2의 수학 및 과학에 대한 자신감 변화 추이 358
[그림 Ⅳ-5] 3주기에 걸친 우리나라 중2의 수학 및 과학 학습에 대한 흥미 변화 추이 359
[그림 Ⅳ-6] 3주기에 걸친 우리나라 중2의 수학 및 과학에 대한 가치인식 변화 추이 361
[그림 Ⅳ-7] 주요국의 TIMSS 주기별 초4 수학 및 과학 정의적 태도와 성취도의 상관 378
[그림 Ⅳ-8] TIMSS 주기별 참여국의 초4 성취도와 수학 및 과학에 대한 자신감의 산점도 380
[그림 Ⅳ-9] TIMSS 주기별 참여국의 초4 성취도와 수학 및 과학 학습에 대한 흥미의 산점도 382
[그림 Ⅳ-10] TIMSS 주기별 주요국의 중2 수학 및 과학 정의적 태도와 성취도의 상관 384
[그림 Ⅳ-11] TIMSS 주기별 참여국의 중2 성취도와 수학 및 과학에 대한 자신감의 산점도 385
[그림 Ⅳ-12] TIMSS 주기별 참여국의 중2 성취도와 수학 및 과학 학습에 대한 흥미의 산점도 387
[그림 Ⅳ-13] TIMSS 주기별 참여국의 중2 성취도와 수학 및 과학에 대한 가치인식 산점도 388
[그림 Ⅳ-14] 초4 우수수준 이상 학생들의 정의적 태도 긍정 비율 추이 390
[그림 Ⅳ-15] 초4 기초수준 이하 학생들의 정의적 태도 긍정 비율 추이 390
[그림 Ⅳ-16] 중2 우수수준 이상 학생들의 정의적 태도 긍정 비율 추이 392
[그림 Ⅳ-17] 중2 기초수준 이하 학생들의 정의적 태도 긍정 비율 추이 392
[그림 Ⅳ-18] TIMSS 2019 초4 수학 및 과학 정의적 태도에 따른 잠재집단 구조 395
[그림 Ⅳ-19] TIMSS 2019 중2 수학 및 과학 정의적 태도에 따른 잠재집단 구조 397
[그림 Ⅳ-20] TIMSS 2015 초4 수학 및 과학 정의적 태도에 따른 잠재집단 구조 399
[그림 Ⅳ-21] TIMSS 2015와 TIMSS 2019의 초4 잠재집단별 구성 비율 비교 400
[그림 Ⅳ-22] 초4 잠재집단별 정의적 태도 점수 400
[그림 Ⅳ-23] TIMSS 2015 중2 수학 및 과학 정의적 태도에 따른 잠재집단 구조 404
[그림 Ⅳ-24] TIMSS 2015와 TIMSS 2019의 중2 잠재집단별 구성 비율 비교 405
[그림 Ⅳ-25] 중2 잠재집단별 정의적 태도 점수 405
[그림 Ⅳ-26] TIMSS 2015 초4와 TIMSS 2019 중2의 수학과 과학 정의적 태도에 따른 잠재집단 구조 비교 408
[그림 Ⅳ-27] TIMSS 2015 초4와 TIMSS 2019 중2의 수학과 과학 정의적 태도에 따른 잠재집단 구조 비교 424
[그림 Ⅴ-1] TIMSS 2015 초4와 TIMSS 2019 중2의 수학과 과학 정의적 태도에 따른 잠재집단 구조 비교 437
[그림 Ⅴ-2] TIMSS 2019 심층 분석 결과에 기반한 정책 제언 438
[그림 Ⅴ-3] 초등학교 수학의 성취 향상을 위한 '수와 연산' 영역의 재구조화 방안 441
[그림 Ⅴ-4] 초등학교 과학의 성취 향상을 위한 내용영역 비율 조정 및 생명과학 내용 재구조화 방안 446
[그림 Ⅴ-5] 초ㆍ중학교 '통계' 영역의 내적 연결성 강화를 위한 세부 전략 455
[그림 Ⅴ-6] 통계적 문제해결 과정 456
[그림 Ⅴ-7] 싱가포르 교육과정의 학습 단계 467
[그림 Ⅴ-8] 우리나라 초등학교 과학 교과서에 제시된 배추흰나비의 한살이 삽화 471
[그림 Ⅴ-9] 증강현실을 활용한 '동물의 생활' 및 '동물의 한 살이' 단원 교수학습 자료 예시 472
[그림 Ⅴ-10] 통그라미 소프트웨어를 이용한 탐구 수업 절차 476
[그림 Ⅴ-11] '왜곡된 통계 그래프 해석하기' 교수학습 예시 자료 477
[그림 Ⅴ-12] 과학 교과의 과학적 문제 해결 글쓰기 과제 예시 479
[그림 Ⅴ-13] AskMath 웹사이트의 수학 클리닉 사전검사 491
[그림 Ⅴ-14] 제곱근 관련 단계적 개별 지도 예시 492
[그림 Ⅴ-15] 피드백 모형 493
[그림 Ⅴ-16] 피드백 활동이 포함된 과학 수업 지도안 494
[그림 Ⅴ-17] 기초학력 보정을 위한 체계적 시스템의 구축 방안 498
[그림 Ⅴ-18] 식물의 광합성과 동물의 호흡을 연계한 평가 문항 예시 501
[그림 Ⅴ-19] TIMSS 설문 문항을 활용한 수학에 대한 정의적 태도 검사지 구성안 504
[그림 Ⅴ-20] TIMSS 2019 정책 방안 및 실행전략 단ㆍ중ㆍ장기 로드맵 511
〈표 1-1〉 영국의 2014 개정 수학과 교육과정의 '수' 영역 내용 체계 528
〈표 1-2〉 싱가포르의 2013 개정 수학과 교육과정의 '수와 대수' 영역 내용 체계 533
〈표 1-3〉 호주의 2015 개정 수학과 교육과정의 '통계와 확률' 영역 내용 체계 539
〈표 2-1〉 싱가포르 2013 개정 초등 과학과 교육과정의 생명과학 영역 내용 체계 543
〈표 2-2〉 대만의 중학교 과학 교과 능력 지표별 학습 내용 545
〈표 2-3〉 싱가포르의 2013 개정 중학교 과학과 교육과정의 화학 영역 내용 체계 548
〈표 2-4〉 대만의 97년 공통교육과정(2008 개정 교육과정)의 화학 영역 내용 체계 550
〈표 3-1〉 초4 수학에 대한 자신감과 성취도 상관계수 추이 552
〈표 3-2〉 초4 수학 학습에 대한 흥미와 성취도 상관계수 추이 553
〈표 3-3〉 초4 과학에 대한 자신감과 성취도 상관계수 추이 554
〈표 3-4〉 초4 과학 학습에 대한 흥미와 성취도 상관계수 추이 555
〈표 3-5〉 중2 수학에 대한 자신감과 성취도 상관계수 추이 556
〈표 3-6〉 중2 수학 학습에 대한 흥미와 성취도 상관계수 추이 557
〈표 3-7〉 중2 수학에 대한 가치인식과 성취도 상관계수 추이 558
〈표 3-8〉 중2 과학에 대한 자신감과 성취도 상관계수 추이 559
〈표 3-9〉 중2 과학 학습에 대한 흥미와 성취도 상관계수 추이 560
〈표 3-10〉 중2 과학에 대한 가치인식과 성취도 상관계수 추이 561
〈표 3-11〉 TIMSS 2019 중2 정의적 태도에 따른 잠재프로파일 모형 적합도 562
〈표 3-12〉 TIMSS 2015 초4 정의적 태도에 따른 잠재프로파일 모형 적합도 562
〈표 3-13〉 초4 정의적 태도 잠재집단별 가정의 교육 자원 562
〈표 3-14〉 초4 정의적 태도 잠재집단별 학교 소속감 563
〈표 3-15〉 TIMSS 2015 중2 정의적 태도에 따른 잠재프로파일 모형 적합도 563
〈표 3-16〉 중2 정의적 태도 잠재집단별 가정의 교육 자원 564
〈표 3-17〉 중2 정의적 태도 잠재집단별 학교 소속감 565