수학 교사의 지원이 학생 성취도에 미치는 영향: PISA 2022 홍콩, 마카오, 대만 지역을 중심으로 = The Influence of Mathematics Teachers’ Support on Students’Achievement and Its Mediating Mechanisms - An Analysis of PISA 2022 Data from Hong Kong, Macao, and Taiwan

국문 초록 (Abstract)

지난 20년간 대부분의 OECD 국가에서 교사 자격, 교육 자원 및 교실 환경이 지속적으로 개선되었음에도 불구하고, 학생들의 수학 역량 전반적 성과는 하락 추세를 보였으며, 동시에 학생들이 느끼는 교사 지원도 현저히 감소했다. PISA 2022는 팬데믹 이후 시대와 기술 집약적 학습이 깊이 융합된 배경 속에서, 교사 지원의 기능은 전통적인 교실 지도에서 플랫폼을 넘나드는 학습 경로 안내와 전략적 조정으로 전환되었다.그러나 이러한 글로벌 도전 속에서 중국 홍콩, 마카오, 중화 타이페이는 PISA 2022에서 여전히 세계 최고 수준의 수학 성적을 유지하고 있으나, 동시에 교육 형평성 압박이 가중되고 '높은 성취도-낮은 동기/높은 불안'이라는 정서적 역설이 드러났다.학생들의 수학 불안은 전반적으로 높은 반면, 학습 흥미와 자기효능감은 국제 평균보다 낮아 학생들의 지속 가능한 발전에 잠재적 위험 요인으로 작용한다. 기존 연구는 대부분 단일 영역 묘사나 거시적 비교에 머물러 있으며, 홍콩·마카오·대만과 같이 높은 성취도와 동일한 문화적 배경을 가진 지역에서 '교사 지원-심리적 요인-학업 성취도' 간 작용 메커니즘에 대한 체계적 설명은 부족하다.
본 연구는 PISA 2022 홍콩·마카오·대만 데이터를 기반으로, 수학 교사 지원이 학생의 수학 역량에 미치는 내재적 심리·행동 메커니즘을 체계적으로 규명하고자 한다. 특히 교사 지원과 수학 성취도 사이에서 수학 자기효능감, 수학 불안, 능동적 수학 학습 행동이 수행하는 삼중 매개 효과를 중점적으로 검증한다.연구는 세 가지 핵심 문제에 집중한다: 첫째, 고성취·고압박 홍콩·마카오·대만 문화적 맥락에서 교사 지원이 학생 수학 성취도에 여전히 유의미한 순효과를 미치는지; 둘째, 교사 지원이 인지(자기효능감), 정서(불안), 행동(적극적 학습) 세 경로를 통해 학업 성취에 협동적으로 작용하는지;셋째, 교사 지원이 '고성취-고불안'의 구조적 역설을 효과적으로 완화하고 학생의 능동적 학습 행동을 활성화하여 비정형 문제 해결 능력 발달을 촉진할 수 있는지 여부이다. 상기 분석을 통해 본 연구는 중국계 고성취 수학 학습 환경에서 교사 지원 작용 메커니즘에 대한 설명적 공백을 메우려 한다.
본 연구는 PISA 2022 중국 홍콩, 마카오 및 대만 지역 총 16,148명의 학생 데이터를 기반으로, 복잡 표본 가중치(W_FSTUWT), 10개의 수학 성적 타당값(Plausible Values) 및 BRR 반복 가중치를 적용하여 견고한 추정치를 산출하였다.먼저 가중치 부여된 기술 통계와 상관 분석을 수행한 후, Mplus 8.3을 사용하여 잠재변수 구조방정식 모델(SEM)을 구축하고 TYPE = COMPLEX를 통해 학교 계층 클러스터 효과를 처리함으로써, 교사 지원이 수학 성취도에 미치는 직접 효과 및 수학 자기효능감, 수학 불안, 수학 지속성(주도적 학습 행동)을 통한 다중 매개 효과를 체계적으로 검증하였다.동시에 각 잠재변수에 대해 신뢰도, 집합타당도, 구별타당도 및 모델 적합도 검증을 수행하여 측정 및 구조 모델의 통계적 신뢰성을 확보하였다.
분석 결과, 교사지원은 학생의 수학 학업성취에 대해 유의미한 정적 총효과를 보였다(B = 13.396, β = .125, p < .001). 이는 교사지원 수준이 높을수록 학생의 수학 성취도가 향상됨을 의미한다. 다중 매개분석 결과, 이러한 영향은 주로 학생의 수학 관련 심리적·학습적 특성을 통해 간접적으로 실현되는 것으로 나타났다. 교사지원의 총 간접효과는 B = 9.000(β = .084, p < .001)으로, 전체 효과의 약 67.2%를 차지하였다. 반면 직접효과 역시 유의하였으나(B = 4.396, β = .041, p < .001) 그 크기는 상대적으로 작아, 전반적으로 부분 매개 모형이 지지되었다. 본 모형의 수학 성취에 대한 설명력은 12.7%(R² = .127)로, 해당 심리–행동 경로가 학생의 수학 학업성취를 설명하는 데 실질적인 기여를 함을 보여준다.
구체적인 매개 경로 중에서는 수학 자기효능감이 가장 핵심적인 역할을 수행하였다. 교사지원은 학생의 수학 자기효능감을 향상시킴으로써 성취에 유의미한 간접효과를 미쳤으며(B = 4.026, β = .038, p < .001), 해당 매개 비율은 30.1%에 달했다. 또한 교사지원은 수학 불안을 감소시키는 경로(B = 1.615, β = .015, p < .001; 매개 비율 12.1%)와 수학 학습 동기/지속성을 증진시키는 경로(B = 3.358, β = .031, p < .001; 매개 비율 25.1%)를 통해서도 간접적으로 수학 성취를 촉진하였다. 세 가지 매개 경로 모두 통계적으로 유의하여, 교사지원이 다중의 심리적 메커니즘을 통해 협동적으로 학생의 학업 수행에 영향을 미침을 시사한다.
추가적으로 다집단 구조방정식 모형 분석을 통해 대만, 홍콩, 마카오 표본 간 경로 차이를 비교하였다. 그 결과, 교사지원은 세 지역 모두에서 수학 자기효능감(β = .107–.173), 수학 불안(β = −.098–−.157), 수학 학습 동기/지속성(β = .286–.346)을 유의미하게 예측하여, 해당 심리적 작용 메커니즘이 지역을 초월하여 안정적으로 작동함을 확인하였다. 수학 성취 예측에 있어서는 수학 자기효능감의 효과가 대만 표본에서 가장 강하게 나타났으며(β = .310), 수학 불안의 부정적 영향은 홍콩 표본에서 가장 두드러졌다(β = −.208). 매개 변인을 통제한 이후에도 교사지원의 수학 성취에 대한 직접효과는 대만과 홍콩에서는 여전히 유의하였으나 크기는 약화되었고, 마카오 표본에서는 더 이상 유의하지 않아 거의 완전 매개 모형에 가까운 양상을 보였다.
아울러 다집단 잠재변수 평균 비교 결과, 홍콩과 마카오 학생들의 교사지원 인식에 대한 잠재 평균은 대만에 비해 유의미하게 낮게 나타났다(z = −12.90 및 −19.67, 모두 p < .001). 이는 서로 다른 교육 맥락에서 학생들이 경험하는 교사지원의 수준에 체계적인 차이가 존재함을 시사한다. 종합하면, 본 연구의 결과는 교사지원이 수학 자기효능감의 증진, 수학 불안의 감소, 학습 동기 및 지속성의 강화라는 심리·학습 메커니즘을 통해 학생의 수학 학업성취를 주로 간접적으로 향상시킨다는 점에서, 지역을 초월하여 적용 가능한 이론적 모형을 일관되게 지지한다. 동시에 각 경로 효과의 상대적 강도는 지역 및 교육문화적 맥락에 의해 조절됨을 보여준다. 이러한 발견은 교사지원이 학생의 학업 수행에 미치는 작동 기제에 대한 이해를 심화시키는 한편, 지역별 교육 환경에 적합한 교수 개입 전략과 교사 전문성 개발을 위한 중요한 실증적 근거를 제공한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Despite continuous improvements in teacher qualifications, teaching
resources, and classroom conditions in most OECD countries over the past
two decades, the overall performance in student mathematical literacy has
shown a downward trend. Concurrently, stu dents’ perception of teacher
support has significantly declined. PISA 2022 is situated in a post- pandemic
era deeply integrated with technology- intensive learning, where the function
of teacher support has shifted from traditional classroom instruction to cross
platform learning guidance and strategic regulation. Amidst these global
challenges, Hong Kong (China), Macao (China), and Chinese Taipei
maintained world- leading mathematics performance in PISA 2022. However,
these regions also revealed intensified pressure regarding educational equity
and an emotional paradox characterized by "high achievement — low
motivation/high anxiety." Students in these regions exhibit prevalent
mathematics anxiety, while their learning interest and self - efficacy remain
below the international average, posing potential risks to sustainable student
development. Existing research has mostly remained at the level of single -
region descriptions or macro- comparisons, lacking a systematic explanation
of the "teacher support — psychological factors — academic achievement"
mechanism specifically within these high - achieving, culturally similar
Chinese regions.
Based on PISA 2022 data from Hong Kong, Macao, and Chinese Taipei,
this study aims to systematically reveal the internal psychological and
behavioral mechanisms by which mathematics teacher support influences
student mathematical literacy. It focuses on testing the triple mediating effects
of mathematics self- efficacy, mathematics anxiety, and active mathematics
learning behavior between teacher support and mathematics achievement.
The study addresses three core questions: (1) Does teacher support still have
a significant net effect on student mathematics achievement within the high
achievement, high- pressure cultural context of these regions? (2) Does
teacher support operate synergistically on academic performance through
cognitive (self- efficacy), affective (anxiety), and behavioral (active learning)
pathways? (3) Can teacher support effectively mitigate the structural "high
achievement— high anxiety" paradox and activate students' active learning
behaviors, thereby promoting the development of non - routine problem
solving abilities? Through this analysis, the study attempts to bridge the gap
in explaining the mechanism of teacher support in high - achieving Chinese
mathematics learning contexts.
The study utilized data from 16,148 students in Hong Kong, Macao, and
Taiwan (Chinese Taipei) from the PISA 2022 database. Robust estimation
was achieved using complex sampling weights (W_FSTUWT), 10 Plausible
Values (PVs) for mathematics achievement, and Balanced Repeated
Replication (BRR) weights. Following weighted descriptive statistics and
correlation analysis, Mplus 8.3 was employed to construct a Latent Variable
Structural Equation Model (SEM). The analysis utilized TYPE = COMPLEX to
account for scho ol- level clustering effects and systematically tested the
direct effect of teacher support on mathematics achievement, as well as its
multiple mediating effects through mathematics self- efficacy, mathematics
anxiety, and mathematics perseverance (active learning behavior). Reliability,
convergent validity, discriminant validity, and model fit were tested to ensure
the statistical rigor of the measurement and structural models.
The results showed that teacher support had a significant positive total
effect on mathematics achievement (B = 13.396, β = .125, p < .001).
Mediation analyses indicated that this effect was largely indirect, with the total
indirect effect (B = 9.000, β = .084, p < .001) accounting for 67.2% of the
total effect, while the direct effect remained smaller but significant (B = 4.396,
β = .041, p < .001), supporting a partial mediation model. Overall, the model
explained 12.7% of the variance in mathematics achievement (R² = .127).
Among the specific mediating mechanisms, mathematics self - efficacy
emerged as the most influential mediator. Teacher support exerted a
significant indirect effect on mathematics achievement through enhancing
students’ mathematics self- efficacy (B = 4.026, β = .038, p < .001),
accounting for 30.1% of the total effect. In addition, teacher support indirectly
promoted mathematics achievement by reducing mathematics anxiety (B =
1.615, β = .015, p < .001; mediation proportion = 12.1%) and by enhancing
mathematics learning motivation and persistence (B = 3.358, β = .031, p
< .001; mediation proportion = 25.1%). All three mediating pathways reached
statistical significance, indicating that teacher support influences students’
academic performance through multiple, complementary psychological
mechanisms.
Further multi- group structural equation modeling was conducted to examine
potential cross- regional differences among samples from Taiwan, Hong Kong,
and Macao. The results showed that teacher support significantly predicted
mathematics self- efficacy ( β = . 107 – .173), mathematics anxiety (β =
−.098 – −.157), and mathematics learning motivation/persistence ( β
= .286 – .346) across all three regions, demonstrating the cross - regional
stability of the proposed psychological mechanisms. Regarding the prediction
of mathematics achievement, mathematics self - efficacy exerted the
strongest effect in the Taiwan sample ( β = .310), whereas mathematics
anxiety showed the most pronounced negative effect in the Hong Kong sample
(β = −.208). After controlling for the mediators, the direct effect of teacher
support on mathematics achievement remained statistically significant but
relatively weak in the Taiwan and Hong Kong samples, whereas it was no
longer significant in the Macao sample, suggesting an almost complete
mediation patern in that context.
Moreover, cross- group latent mean comparisons revealed that students
in Hong Kong and Macao reported significantly lower latent means of
perceived teacher support than those in Taiwan (z = −12.90 and −19.67,
respectively; both p < .001), indicating systema tic differences in students’
experiences of teacher support across educational contexts.
Overall, the findings consistently support a theoretical model applicable
across regions, in which teacher support primarily promotes students ’
mathematics achievement indirectly by enhancing mathematics self - efficacy,
reducing mathematics anxiety, and strengthening learning motivation and
persistence. At the same time, the relative strength of specific pathways is
moderated by regional and educational– cultural contexts. These results not
only deepen the understanding of the mechanisms through which teacher
support influences academic performance but also provide important empirical
implications for instructional interventions and teacher professional
development across different educational settings.

목차 (Table of Contents)

• 그 림 목 차 iv
• 표 목 차 v
• 국 문 초 록 vi
• 제 1장 서론 1
• 제1절 연구 필요성 1
• 제2절 연구 목적 3
• 제3절 연구 문제와 가설 4
• 제2장 이론적 배경 8
• 제1절 핵심 변수 정의 8
• 1. 수학 교사 지원 (독립 변수) 8
• 2. 학생 수학 성취도 (종속변수) 9
• 3. 수학 자기효능감 (매개변수 1) 10
• 4. 수학 불안 (매개 변수 2) 11
• 5. 적극적 수학 학습 행동 (매개변수3) 12
• 6. 매개변수 전체 구조 설명 13
• 제2절 문헌 고찰과 영향 요인 분석 14
• 1. 수학 교사 지원의 역할과 영향 메커니즘 14
• 2. 수학 학업 성취의 역할과 영향 메커니즘 15
• 3. 수학 자기효능감의 역할과 영향 메커니즘 16
• 4. 수학 불안의 역할과 영향 메커니즘 18
• 5. 수동적 수학 학습 행동의 역할과 영향 메커니즘 19
• 제3절 이론적 배경 19
• 1. 자기결정 이론(Self-Determination Theory, SDT) 20
• 2. 사회인지이론(Social Cognitive Theory, SCT) 20
• 3. 통제-가치 이론(Control-Value Theory, CVT) 21
• 4. 중국 사회문화적 맥락(Chinese Sociocultural Context, CHC) 22
• 5. 삼중 매개 모델과 가설 논리 23
• 제4절 교사 지원 작용 경로 23
• 제5절 연구 공백 24
• 제3장 연구 방법 27
• 제1절 연구 데이터 27
• 1. 데이터 배경 27
• 2. 표본 추출 방법 28
• 3. 연구 표본 특성 28
• 4. 데이터 처리 방법 29
• 제2절 측정 도구 31
• 1. 데이터 출처 및 측정 지표 31
• 2. 변수 정의 및 측정 31
• 제3절 데이터 분석 방법 35
• 1. 변수 구축 및 가중치 처리 35
• 2. 잠재변수 측정 및 검증 36
• 3. 구조방정식 모델(SEM) 분석 36
• 제4절 윤리적 고려 38
• 제4장 실증 분석과 결과 39
• 제1절 데이터 전처리와 표본 상황 39
• 제2절 신뢰도 및 타당도 검증 결과 41
• 1. 내적 일관성과 수렴 타당도 41
• 2. 구별 타당도 43
• 3. 측정 모델 및 구조 모델 적합도 44
• 제4절 관련 분석과 구조방정모델(SEM) 46
• 제5절 가설검정과 다중매개효과 분석 47
• 제6절 요약 57
• 제5장 논의와 결론 53
• 제1절 주요 발견 53
• 제2절 이론적 의미 54
• 1. 교사 지원 이론의 다차원적 구조 함의 확장 54
• 2. 인지-정서-행동 통합 심리 메커니즘 모델 구축 55
• 3. 고성취 교육체계에서 교사 지원과 성취도 관계 설명 55
• 4. 교사 지원 연구의 이론과 방법 통합 촉진 55
• 5. 교육 디지털화 배경에서 교사 역할의 새로운 요구에 부응 56
• 제3절 실제적 의미 56
• 1. 지역 교육 정책 연계 및 제도적 이행 56
• 2. 교수 및 중재(Intervention) 실천적 측면의 의의 56
• 3. 이론 및 국제 비교 연구 측면의 의의 57
• 제4절 연구의 한계와 향후 전망 57
• 1. 연구의 한계 57
• 2. 향후 연구 전망 60
• 제5절 결론 61
• 참 고 문 헌 66
• Abstract 81