우리나라 초등학교 4학년과 중학교 2학년의 수학 성취도가 하락한 가운데 여학생의 성취 저하가 두드러진 것으로 나타났다. 특히 초등학교 4학년 여학생의 기초수준 이하 비율이 유의하게 증가하면서 성별·성취수준별 맞춤형 학습지원이 필요하다는 분석이다.

한국교육과정평가원(KICE)이 11일 발간한 연구리포트 ‘TIMSS 2023 결과 및 변화 추이 심층 분석’에서 이동원 연구책임자 등은 국제 수학·과학 성취도 추이변화 연구(TIMSS) 최근 세 주기 자료를 분석해 우리나라 학생들의 성취 특성과 학습환경의 영향을 살펴봤다.

TIMSS는 초등학교 4학년과 중학교 2학년을 대상으로 4년마다 실시하는 국제 비교 평가다. 이번 연구는 성별 성취격차와 교육과정 연계성, 학교 및 학생 수준의 학습환경이 성취도에 미치는 영향을 중점적으로 분석했다.

분석 결과 초등학교 4학년 수학 성취도는 이전 주기보다 소폭 하락했다. 특히 ‘수’ 영역에서 여학생의 성취 하락이 두드러졌다. 남학생의 수월수준 비율은 소폭 증가한 반면 여학생의 기초수준 이하 비율은 통계적으로 유의하게 높아졌다.

중학교 2학년의 수학 성취도는 이전 주기보다 통계적으로 유의하게 하락했다. 남학생 우위의 성별 격차가 지속된 가운데 ‘수’와 ‘기하와 측정’ 영역에서 여학생의 성취가 상대적으로 낮았다.

교육과정과 평가 문항의 연계성을 분석한 결과도 주목된다. 초등학교 4학년 수학은 ‘측정과 기하’ 영역의 교육과정 일치율이 낮았고, ‘곱셈과 나눗셈’ 문항에서 저성취가 확인됐다. 중학교 2학년은 ‘대수’ 영역의 일치율이 상대적으로 낮았으며 ‘규칙성’과 ‘그래프 해석’ 문항에서 취약점을 보였다.

과학에서도 성별 차이가 나타났다. 초등학교 4학년은 최근 세 주기 모두 남학생의 성취도가 여학생보다 유의하게 높았으며, 2019년과 비교해 격차가 확대됐다. 생명과학·물상과학·지구과학 전 영역에서 남학생이 앞섰고, 수월수준 학생 비율도 남학생이 높았다.

반면 중학교 2학년 과학에서는 남녀 학생 간 통계적으로 유의한 성취도 차이가 확인되지 않았다. 초등학교 4학년 과학은 물상과학과 생명과학, 특히 ‘건강’과 ‘태양계의 지구’에서 교육과정 일치율이 낮게 나타났다.

학업성취에는 학교와 가정의 학습환경도 영향을 미쳤다. 학교 수준에서는 대도시 소재 여부와 학업 중시 분위기, 경제적 취약 학생 비율이 유의한 영향 요인으로 나타났다. 학생 수준에서는 가정의 교육자원과 대학 졸업 이상의 교육기대수준, 수학 문제를 스스로 해결하는 빈도, 교과에 대한 자신감 등이 주요 변수로 확인됐다.

학교급에 따른 차이도 있었다. 초등학교 4학년은 취학 전 문해력·수리력 학습 활동과 과학 실험 빈도가, 중학교 2학년은 수학·과학에 대한 흥미와 가치인식이 성취도에 영향을 미쳤다.

특히 중학교 2학년 여학생에게는 수학 수업에서 교사의 설명이 얼마나 명료한지가 유의한 영향 요인으로 나타났다. 남학생에게는 학교의 질서와 안전이, 초등학교 4학년 여학생에게는 학교의 학업 중시 분위기가 상대적으로 중요한 변수로 분석됐다.

성취수준별로는 기초수준 이하에서 보통수준으로 올라서는 데 가정의 교육자원과 교육기대수준이 주요 영향을 미쳤다. 보통수준에서 우수수준 이상으로 도약하는 데는 스스로 문제를 해결하는 경험과 교과에 대한 태도가 추가적인 영향 요인으로 확인됐다.

연구진은 성별 격차와 성취수준별 특성을 반영한 교수·학습 개선을 제언했다. 기초학력 향상을 위한 조기 진단과 교수·학습 설계를 강화하고, 교원 대상 ‘진단-맞춤 지원-재진단’ 중심의 실천 연수를 확대해야 한다는 것이다.

과학에서는 성별 격차를 고려한 수업 개선과 탐구 경험 확대를 제안했다. 학생의 실제 경험과 교육과정을 연결하는 수업자료를 개발하고, 교사의 전문성 강화를 위한 지원체계를 구축할 필요가 있다고 밝혔다.

아울러 학습환경 개선을 위해 디지털 교육역량과 모니터링 체계를 강화하고, 학교의 학습문화 조성과 교사의 수업 전문성 지원을 확대할 것을 주문했다. 연구진은 수학·과학 성취도 개선을 위해 성별·성취수준별 특성을 고려한 정교한 학습지원과 학교 현장의 교수·학습 역량 강화가 병행돼야 한다고 강조했다.