고등학교 과학영재와 일반학생의 과학적 리터러시 비교: K-TOSLS 활용 = Comparison of Scientific Literacy Between Science-Gifted and General High School Students Using K-TOSLS

국문 초록 (Abstract)

고등학교 과학영재와 일반학생의 과학적 리터러시 비교: K-TOSLS 활용 정 미 현 한국교원대학교 대학원 과학영재교육 전공 (지도교수 최 혁 준) 본 연구는 지식정보사회에서 요구되는 핵심 역량인 과학적 리터러시를 측정하기 위해 Gormally et al.(2012)의 TOSLS(Test of Scientific Literacy Skills)를 우리나라 고등학생의 인지적 수준과 교육 환경에 맞 게 수정한 K-TOSLS(Korea-Test of Scientific Literacy Skills)를 개발 하고, 이를 활용하여 과학영재와 일반학생의 과학적 리터러시 수준을 비 교‧분석하는 데 목적이 있다. 아울러 과학적 리터러시와 과학 흥미도 및 과학 성취도 간의 관계를 탐색하여 과학교육에의 시사점을 도출하였다. 연구 대상은 과학영재학교 및 일반계 고등학교에 재학 중인 1⁓3학년 학생 총 104명(과학영재 30명, 일반학생 74명)이었으며, 수집된 자료는 SPSS 26.0 프로그램을 활용하여 독립표본 t-검정 및 Pearson 상관분석 을 실시하였다. 본 연구의 검사도구인 K-TOSLS는 TOSLS 문항을 기반으로 과학 분 야 확장, 단위 체계 현지화, 데이터 및 사례 친숙도 향상, 현실 맥락 재 구성, 표현 및 용어 순화의 5가지 수정 기준을 적용하여 문항을 재구성 하였다. 내용 타당도 검증과 예비 및 본 검사 단계를 순차적으로 수행하 였으며, 그 결과 K-TOSLS의 타당성과 신뢰도(KR-20 = .72)를 확보하 였다. 연구 결과 과학영재의 과학적 리터러시 평균(19.50점)은 일반학생 (14.56점)보다 통계적으로 유의미하게 높게 나타났다. 하위영역별로 살펴 보면, 과학영재는 ‘과학 정보의 윤리적 사용’, ‘자료 해석’, ‘확률 및 통계 적 문제 해결’ 영역에서 탁월한 역량을 보였으며, 일반학생은 ‘과학 정보 의 윤리적 사용’ 영역에서 두드러진 강점을 보였다. 그러나 ‘과학적 주장 평가’, ‘연구 설계의 이해’, ‘정량적 데이터 기반 추론’ 영역에서는 두 집 단 모두 정답률이 60% 미만에 머물러 공통적인 취약점으로 확인되었다. 따라서 과학적 주장을 비판적으로 평가하거나 연구 설계 과정을 직접 경 험하고, 이를 통해 도출된 데이터의 타당성을 검증할 수 있는 교육 프로 그램을 개발할 필요가 있다. 또한, 과학적 리터러시와 과학 흥미도 및 과학 성취도 간의 관계는 집 단별로 다른 양상을 보였다. 일반학생 집단에서는 과학 흥미도와 과학 성취도가 과학적 리터러시와 통계적으로 유의한 정적 상관관계를 보였으 며, 리터러시 수준에 따른 집단 간 차이도 뚜렷하게 나타났다. 반면, 과 학영재 집단에서는 과학 흥미와 성취도가 전반적으로 높은 수준에서 형 성되어 리터러시 수준에 따른 성취도의 변별이 제한적으로 나타났다. 특 히 성취도 최상위권 학생들 사이에서도 과학적 리터러시 점수의 개인차 가 크게 나타나, 높은 내신 성적이 곧바로 실생활 맥락에서의 데이터 해 석이나 비판적 사고와 같은 실천적 역량을 보장하지는 않음을 시사한다. 이상의 결과는 K-TOSLS가 국내 고등학생의 과학적 리터러시를 정밀 하게 측정할 수 있는 도구로서의 가능성을 입증하였음을 보여준다. 특히 단순한 과학 지식의 습득 여부가 아니라, 실제 데이터를 해석하고 증거 기반으로 판단하며 과학적 문제를 해결하는 실천적 역량을 평가할 수 있 는 측정틀을 제시했다는 점에서 의의가 있다. 또한 과학영재와 일반학생 의 리터러시 특성을 하위영역별로 분석하여 교육적 지원이 필요한 구체 적 영역을 제시함으로써, 향후 역량 중심의 과학교육 평가 연구에 중요 한 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다. ※이논문은 2026년 2월 한국교원대학교대학원위원회에제출된교육학석사학위논문임.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구 문제 4
• Ⅱ. 이론적 배경 5
• 1. 과학적 소양과 과학적 리터러시 5
• 2. 과학적 소양 및 과학적 리터러시 검사도구 7
• 3. 선행연구 10
• Ⅲ. 연구 방법 13
• 1. 연구 대상 13
• 2. 검사도구 13
• 3. 자료 수집 21
• 4. 자료 분석 21
• Ⅳ. 연구 결과 및 논의 22
• 1. K-TOSLS의 타당도 및 신뢰도 검증22
• 2. 고등학교 과학영재와 일반학생의 과학적 리터러시 비교 31
• 3. 고등학교 과학영재와 일반학생의 과학적 리터러시와 과학 흥미도
• 및 과학 성취도 간의 관계 39
• 가. 과학영재의 과학적 리터러시와 과학 흥미도 및 과학 성취도
• 간의 관계 39
• 나. 일반학생의 과학적 리터러시와 과학 흥미도 및 과학 성취도
• 간의 관계 43
• 다. 과학적 리터러시 수준에 따른 집단 간 특성 비교47
• Ⅴ. 결론 및 제언 51
• 1. 결론51
• 2. 제언54
• 참고문헌 56
• ABSTRACT 62
• 부록 65