영재 학생의 수학과 과학 학업 성취도 상관관계 연구

A Study on Correlation Analysis of Academic Achievement of Mathematics and Science for the Gifted

본 연구의 목적은 영재 학생들의 수학과 과학 과목 사이의 학업성취도 상관관계를 분석하고 그 이유를 알아보는 것이다. 연구 대상자는 수학․과학 분야에서 영재성을 띈 과학고등학교 2학년 139명 중 연구에 동의한 111명이며, 데이터 수집기간은 2011년 3월～2013년 2월이다. 연구자는 우선적으로 설문조사를 실시하여 워드 클라우드 기법으로 수학과 과학 과목간의 연관성에 대한 학생들의 인식을 분석하였다. 상관관계 분석을 위해 2년간 8차례 정기 고사의 수학, 과학(물리, 화학, 생명과학, 지구과학) 시험 성적을 Pearson Correlation을 사용하여 정량적인 통계 분석을 실시하였다. 통계 분석한 결과를 바탕으로 과목간 상관관계 및 시간별로 변화를 알아보고,산포도를 통해 과목별 상위/하위 집단을 심층 분석하였다. 이후 설문조사로 분류한 다양한 유형의 학생 7명에 대한 인터뷰를 통해 상관관계의 원인을 심층적으로 조사하였다. 연구 결과 수학 과목 학업 성취도와 과학 4개 과목 학업 성취도 모두 2년간치러진 모든 시험에서 통계적으로 유의미하고 높은 수준의 상관관계를 나타냈다(최저 .367～최고 .772). 그 중 수학-물리의 상관관계가 가장 높았고, 수학-화학, 수학-지구과학, 수학-생명과학 순서로 상관관계가 높았다. 수학 성취도가 과학 성취도에영향을 주는 이유에 대해 미적분과 계산 능력을 언급한 학생이 가장 많았고, 그 외 방정식 세우기, 공간적 요소 등을 언급한 학생들이 있었다.

The purpose of this research is to analyze the correlation between the academic achievement of mathematics and the academic achievement of science and to find the reason of the correlation. 111 students of science high school 2nd grade students (total 139) who had brilliant talent in mathematics and science signed this research agreement and the research data was collected from March 2011 to February 2013. The survey reports of students’ cognition about relationship between mathematics and science were collected and were analyzed using Word Cloud method. For the correlation analysis, quantitative statistical analysis was conducted using the Pearson Correlation test scores of eight school examinations (2 years) of mathematics, science (physics, chemistry, biology, earth science). Based on the results of the statistical analysis, the correlation between the subjects and the changes over time were investigated, and then in-depth analysis of the upper/lower group by subject was analyzed using scatter plot. Through the classification of the survey reports, 7 students who had various cognition about the relationship between mathematics and science were selected and were interviewed for in-depth analysis. The correlation between the achievement of mathematics and the achievement of four sciences at all eight school examinations was statistically significant and high (lowest .367 ～ highest .772). The correlation value between mathematics-physics was highest, mathematics-chemistry was second highest, mathematics-earth science was third highest, and mathematics-biology was lowest. In responses of the reason that the achievement of mathematics effects the achievement of science, many students referred to differential and integral calculus and calculation ability, and some students referred to making equation and space factor.