PISA 2012 프로세스 데이터의 시퀀스 분석에 기반한 문제 해결 행동 유형화

Classifying Problem-Solving Behaviors through Sequence Analysis of PISA 2012 Process Data

본 연구는 MicroDYN 기반으로 설계된 PISA 2012 CP025 문항의 프로세스 데이터를 활용하여 문제 해결 과정에서 나타나는 전략적 탐색 행동의 시계열적 전개 양상을 탐색하고, 전략 유형과 수행 결과 간의 관계를 파악하는 것을 목적으로 하였다. 지식 획득 단계 초기 행동 시퀀스에 중점을 둔 LCP(Longest Common Prefix) 거리 기반 시퀀스 군집화 결과, ‘초기 비전략적 탐색형’, ‘초기 반복 통제형’, ‘초기 전략 재탐색형’, ‘초기 비-VOTAT 지속형’의 네 가지 전략 유형이 도출되었으며, 각 군집 간 전략의 구조화 수준과 수행 결과에서 차이를 보였다. 주요 결과는 구조화된 전략을 반복적으로 적용하거나 전략을 재탐색한 집단은 다른 집단에 비해 높은 수행 성과가 나타났으며, 이는 전략 사용 여부보다 전략 전개의 일관성과 조절 능력이 문제 해결의 핵심적인 요소임을 시사한다. 본 연구는 시퀀스 분석을 통해 전략의 흐름과 행동 간 전이 구조를 해석함으로써 기존의 정적 분석이 간과하였던 시계열적 특성을 교육적 맥락에 통합할 수 있는 방법론적 대안을 제시하였다.

This study aimed to examine the temporal progression of strategic exploration behaviors during problem solving by analyzing process data from the PISA 2012 CP025 item, which was developed based on the MicroDYN approach. Focusing on the initial phase of the knowledge acquisition stage, sequence clustering was conducted using the Longest Common Prefix distance, which emphasizes the similarity of initial behaviors of sequence data. As a result, four distinct strategy types were identified: ‘initial non-strategic exploration’, ‘initial repetitive control’, ‘initial strategic re-exploration’, and ‘initial persistent non-VOTAT’. Differences were observed across these clusters in both the level of strategy structuring and performance outcomes. Learners who repeatedly applied structured strategies or actively re-explored their strategies tended to achieve higher levels of performance, suggesting that the consistency and regulation of strategy deployment may be more critical to problem-solving success than the mere use of strategies. Furthermore, by interpreting the flow of strategies and the structure of behavioral transitions through sequence analysis, this study offers a methodological alternative that incorporates temporal characteristics into educational contexts-an aspect often overlooked in traditional static analyses.