Explainable boosting machine을 적용한 직업계고 학생의 수학 기초학력 도달 주요 예측변인 탐색
Exploring Variables Related to Mathematical Basic Learning Skills among Vocational School Students
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본 연구는 직업계고 학생의 수학 기초학력 도달과 관련된 주요 변인을 탐색하기 위한 목적에서 수행되었다. 본 연구는 분석을 위해 PISA 2022 한국 학생 데이터를 활용하여 설명가능한 머신러닝 분석방법인 ‘Explainable boosting machine’을 적용하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 직업계고 학생의 기초학력 도달에 있어서 ‘수학 교과, 과제, 학습에 대한 효능감’이 가장 중요한 것으로 나타났다. 둘째, 직업계고 학생의 기초학력 도달은 ‘교과 수업 및 학습’과 연계된 디지털 및 ICT 활용과 정적인 관계를 보였으나, 학습과 관련이 없는 일반적인 디지털 및 ICT 활용은 부적인 관계를 보였다. 셋째, 초등학생 시절 기초학력을 보완하는 교육경험이 있는 학생이 현시점에서 기초학력에 도달할 가능성이 높았다. 마지막으로, 직업계고 학생의 기초학력 지원을 위해 가정환경은 중요하며, 부모의 교육수준이나 임금과 같은 사회경제적배경보다 학생의 학교생활에 대한 ‘따뜻한 관심’이 중요한 것으로 나타났다. 본 연구는 분석결과를 바탕으로 직업계고 학생의 수학 기초학력 성취 기제를 전반적으로 이해하고, 이들의 수학 기초학력 도달 가능성을 높이기 위한 가정 및 학교 차원에서의 교육적 개입과 정책적 시사점을 도출하였다.
Abstract
This study explored key variables related to the achievement of basic learning skills among vocational school students. Utilizing the OECD Programme for International Student Assessment (PISA) 2022 data for Korean students, this study applied an Explainable Boosting Machine, an interpretable machine learning method, for the analysis. The main findings follow. First, “self-efficacy in mathematics subjects, assignments, and learning” emerged as the most significant factor in the basic learning skill achievements of vocational school students. Second, the use of digital and ICT tools connected to subject classes and learning was positively related to basic learning skill achievements, whereas general digital and ICT usage, unrelated to learning, showed a negative relationship. Third, students who had educational experience supplementing basic skills during their elementary school years are now more likely to achieve basic learning skills. Lastly, the family environment plays a crucial role in supporting the basic learning skill achievements of vocational school students, with “warm interest” in students’ school life being more important than socioeconomic background factors, such as parents’ educational level or income. The study findings provide a comprehensive understanding of the mechanisms behind basic learning skill achievements among vocational school students and recommends educational interventions and policy implications at both the home and school levels to enhance achievement, thus contributing to the goals of SDG 4.1.
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