다층문항반응이론 기반의TIMSS 수학 평가 결과 분석

박찬호

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박찬호

저널정보: 한국열린교육학회 열린교육연구 열린교육연구 제25권 제2호

발행연도: 2017.1

수록면: 177 - 198 (22page)

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이 연구는 TIMSS 2015 4학년과 8학년 수학 평가에 다층문항반응이론 모형을 적용하여 분석하고 그 결과를 바탕으로 우리나라 수학교육의 발전 방향에 대한 시사점을 얻기 위하여 실시되었다. 분석 결과 각 인지요소가 국가별 문항 난이도에 기여하는 정도를 확인할 수 있었다. 또한 분석 결과는 집단수준의 진단을 가능하게 하는 프로파일로 해석되었다. 우리나라 4학년의 경우 ‘검색’에 가장 큰 강점을 보였으며 ‘분석’에 가장 큰 약점을 보였다. 8학년은 ‘표현’이 가장 강점을 보이는 요소였으며, ‘실행’이 가장 큰 약점을 보이는 요소였다. 이 분석 결과로 각 요소에 대한 국가 간 비교도 가능한데, 우리나라 4학년이 가장 큰 약점을 보인 ‘분석’에 강점을 보인 국가는 싱가포르였다. 그리고 8학년의 약점 요소인 ‘실행’에 대해서는 홍콩과 스웨덴이 강점을 보였다. 마지막으로 4학년과 8학년 결과를 비교해보면 강점이나 약점이 유지된 경우와 강점과 약점이 바뀐 경우 등으로 유형화할 수 있었다. ‘검색’의 경우 가장 큰 차이를 보여 강점 요소에서 약점 요소로 바뀌었으며 ‘계산’은 약점에서 강점으로 큰 변화를 보인 요소였다. 이 연구의 성과는 우선 다층문항반응이론 기반의 집단수준 진단평가 방법론을 적용함으로써 우리나라 학생들의 능력을 통제한 상태에서 강점과 약점 요소들을 정확하게 진단할 수 있었다는 것이다. 이 연구 결과에 교육과정 및 교과서 분석, 학교의 교수학습 과정에 대한 실태 분석이 더해지면 수학교육 발전을 위해 더욱 유용하게 활용될 수 있을 것이며, 국제 및 국내의 다른 집단수준 평가에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

The purpose of this study was to analyze TIMSS 2015 fourth and eighth grade mathematics assessment results by applying a multilevel item response theory model, and to provide implications for mathematics education in Korea. It was analyzed how much each cognitive attribute contributed to the difficulty level of each country. Also, the analysis results were interpreted as a group-level diagnosis profile. Fourth grade students in Korea had the greatest strength in ‘Retrieve’ and the biggest weakness in ‘Analyze.’ ‘Represent’ was the strongest factor in explaining item difficulty levels for Korean eighth graders, while ‘Implement’ was the weakest factor. The analysis results can be compared across countries for each attribute, and Singapore was the country having the greatest strength in ‘Analyze,’ which was the weakest attribute for the fourth grade students in Korea. Hong Kong and Sweden had strengths in ‘Implement’ while it was a weakness for the eighth grade students in Korea. Finally, the attributes could be classified by types of changes from the fourth to the eighth grade for each country. ‘Retrieve’ showed the biggest difference from a strong point in the fourth grade to a weak point in the eighth grade in Korea, and ‘Compute’ was an attribute showing a big change from weakness to strength. This study successfully applied a group-level diagnostic assessment methodology based on multilevel item response theory, and could thus accurately identify strong and weak attributes of Korean students by controlling for overall ability levels. When combined with other research studies with regard to the curriculum, textbooks, and teaching and learning, this study is expected to provide useful implications for the development of mathematics education in Korea. The methodology of this study is also expected to be applied to other international and domestic group-level assessments.

#다층문항반응이론 #수학ㆍ과학 성취도 추이변화 국제비교 연구 #수학 평가 #진단평가 #Multilevel Item Response Theory #TIMSS #Mathematics Evaluation #Diagnostic Assessment

참고문헌 (30)

참고문헌 신청

Adams, R. J. / 1997 / Multilevel item response models : An approach to errors in variables regression / Journal of Educational and Behavioral Statistics 22 : 47 ~ 76

Baker, F. B. / 2004 / Item response theory: Parameter estimation techniques / Dekker

Bates, D. / / lme4: Linear mixed-effects models using S4classes. R package (Version 0.999375-36) [Computer software]

Bock, R. D. / 1989 / Multilevel analysis of educational data / Academic Press

Bradshaw, L. P. / 2014 / Combining item response theory and diagnostic classification models : A psychometric model for scaling ability and diagnosing misconceptions / Psych

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