학습분석 기반 초등학생 협동심 하위집단 예측모델 연구
A study on the predictive model of elementary school students’ cooperation based on learning analysis
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협동심은 급변하는 사회 변화에 대응하기 위하여 21세기를 살아가야 할 학생들에게 길러주어야 할 필수적인 핵심 역량이다. 본 연구는 협동심이 낮은 초등학생을 예측하는 모델을 만들어 예측의 영향요인을 발견하고 예방 및 대응을 위한 시사점을 도출하기 위하여 수행되었다. 이를 위하여 한국아동청소년패널조사 2018(KCYPS 2018)의 초등학교 4학년 패널 1~3차년도(초4, 초5, 초6) 자료를 분석하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학교 고학년 협동심 집단은 저(10.52%), 중(64.96%), 고(24.52%) 세 집단으로 분류되었으며 저협동심 집단을 협동심 하위집단으로 명명하였다. 둘째, 예측변인 차원 축소 결과, 학업열의, 친구관계, 교사관계, 자아존중감, 스마트폰 의존도, 그릿, 삶의 만족도, 우울, 사회적 위축, 주의집중, 양육 시 구조제공, 신체증상을 12가지의 최종 예측변인으로 선정하였다. 셋째, XGBoost로 구축된 예측모델의 정밀도는 54%, 재현도는 34%, F점수는 0.42, ROC곡선의 AUC는 0.84로 나타났다. SHAP 분석을 통해 개발된 예측모델을 해석한 결과, 학업열의가 낮을수록, 또래관계나 교사관계가 좋지 않을수록 협동심 하위집단에 속할 확률이 높게 나타났다. 또한, 자아존중감이나 그릿이 낮을수록, 부정적인 신체증상이 있거나 우울할수록 협동심 하위집단에 속할 확률이 높은 경향이 있었다. 이 연구 결과를 바탕으로 초등학교 고학년 저협동심 학생을 위한 협동심 증진 프로그램에의 시사점을 논의하였다.
Abstract
Cooperation is a core competency that students need to develop in the 21st century to adapt to rapidly evolving societal changes. This study aimed to develop a model for predicting low cooperativeness in elementary school students, identify the factors influencing this prediction, and derive implications for prevention and intervention. We analyzed data from the Korean Children and Youth Panel Survey 2018 (KCYPS 2018) for the first three years of the 4th-grade panel (grades 4-6). The research results are as follows. First, cooperativeness is categorized into three levels (low, medium, and high), with the low group (10.52%) being identified as the subgroup with low cooperativeness. Second, we selected 12 final predictors: academic commitment, friendships, teacher relationships, self-esteem, smartphone dependence, grit, life satisfaction, depression, social withdrawal, attention span, parenting structure, and physical symptoms. Third, the predictive model built with XGBoost had a precision of 54%, recall of 34%, an F-score of 0.42, and an AUC of 0.84 for the ROC curve. SHAP analysis of the developed predictive model revealed that the likelihood of belonging to the cooperativeness subgroup was higher when academic effort was lower, friendships or teacher relationships were poorer, self-esteem or grit were lower, somatic symptoms were negative, or depression was present. Based on the findings of this study, we discuss the implications for cooperative improvement programs for students with low cooperativeness in upper elementary school.
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