3차원 평가틀을 이용한 한국, 미국, 영국의 대학입학시험 물리문항 비교연구

Abstract

I analyzed and compared problem sets of physics for college admission test in Korea, U.S.A, and U.K. For the purpose I employed 3-dimensional evaluation framework, consisting of content, behavior, and context domains. For making statistics I collected 120 problems of CSAT presented from 2005 until 2007 in Korea, 150 problems of KAPLAN SATⅡ Physics Practice Test 2 and 3 in U.S.A and 236 problems of AQA AS AND A level GCE Physics B on June 2005 and 2006 in U.K. In terms of the content domain, a majority of problems of SATⅡ are set from the field of "mechanics" at the rate of 50.7% and the others at the relatively low rate, implying that the most problems come from "mechanics." But the problems of CAST and GCE are impartially distributed over fields, even though the fields of "mechanics" and "electromagnetism" are at the rate of above 30%. In particular GCE sets problems on the application to electric circuits composed of diode or LED and interestingly it excludes the parts of "momentum and impulse" and "wave motion on reflection and refraction." In the terms of the behavior domain, the problems are focused on "knowledge and comprehension" at the high rates of 59.5%, 94.7%, and 70.4% in CSAT, SATⅡ, and GCE, respectively. One may divide categories of the domain into two parts: One is on the evaluation of knowledge, consisting of the category "knowledge and comprehension." The other part is on the evaluation of the processes in scientific inquiry, including several categories such as "processes of scientific inquiry I-observing and measuring"~"processes of scientific inquiry Ⅳ-building, testing, and revising a theoretical model". Then SATⅡ focuses on the latter at the rate of only 5.3%, while GCE and CSAT does more significantly at the rate of 40.5% and 29.6% respectively. CSAT distributes impartially problems over "knowledge and comprehension"~"processes of scientific inquiry Ⅲ-interpreting data and formulating generalizations." On the other hand, GCE additionally includes "application of scientific knowledge and methods" and "manual skills". GCE includes impartially subcategories in "processes of scientific inquiry Ⅰ-observing and measuring," "processes of scientific inquiry Ⅱ-seeing a problem and seeking ways to solve it," and "processes of scientific inquiry Ⅲ-interpreting data and formulating generalizations." However, CSAT covers just some subcategories such as "measurement of objects and change", "recognition of a problem", "selections of suitable tests of a hypothesis", "presentation of data in the form of functional relationships" and "interpretation of experimental data and observations". The context domain consists of 5 categories. Nonetheless, most of problems are set in the category "school" by CSAT, SATⅡ and GCE at the high rate of 88.3%, 84.7% and 84.7% respectively.; 본 연구에서는 한국, 미국, 영국의 대학입학시험 물리문항을 내용 요소, 행동 요소, 상황 요소의 3차원 평가틀을 이용하여 분석하였다. 한국은 2005년에서 2007년까지 3년 동안의 CSAT 120문항을, 미국은 KAPLAN의 SATⅡ Physics 의 Practice Test 2와 3의 150문항을, 영국은 AQA AS and A level GCE Physics B의 2005년 6월과 2006년 6월에 시행된 소문항까지 고려하여 236문항을 기준으로 분석하였다. 내용 요소에서는 SATⅡ가 ‘역학’의 비율이 50.7%로 가장 많고, 다른 분야는 상대적으로 낮은 비율로 출제가 되어서 출제 영역이 편중되었던 반면에, CSAT와 GCE는 ‘역학’과 ‘전자기학’의 비율이 30% 이상이지만, SATⅡ에 비해서 상대적으로 골고루 출제되었다. 특이하게 GCE는 다이오드나, LED의 소자로 구성된 ‘응용회로’부분에 대한 문제가 출제되기도 하였지만, ‘운동량과 충격량’, ‘파동의 반사와 굴절 부분’의 문항들은 출제되지 않았다. 행동 요소에서는 ‘지식과 이해’ 요소에서 CSAT, SATⅡ, GCE가 각각 59.5%, 94.7%, 70.4%의 높은 비율로 출제되었다. 전체를 ‘지식과 이해’ 요소인 지식 위주를 평가하는 문항과 나머지 ‘과학 탐구 과정 Ⅰ - 관찰과 측정’ ~ ‘과학 탐구 과정 Ⅳ - 이론적 모델의 형성, 검증 및 수정’ 요소인 과학 탐구 과정을 평가하는 문항으로 분류한다면, SATⅡ는 탐구활동요소에 5.3%로 상당히 적게 출제되었던 반면에, GCE나 CSAT는 각각 40.5%, 29.6%로 보다 많이 출제되었다. CSAT는 ‘지식과 이해’ ~ ‘과학 탐구 과정 Ⅲ - 자료의 해석과 일반화’ 요소까지 출제가 되었지만, GCE는 ‘지식과 이해’ ~ ‘과학 탐구 과정 Ⅲ - 자료의 해석과 일반화’ 요소뿐만 아니라, ‘과학 지식과 과학적 방법의 적용’과 ‘조작기능(수공적-manual-실험 기능)’ 요소에서도 출제되었다. ‘과학 탐구 과정 Ⅰ - 관찰과 측정’, ‘과학적 탐구 과정 Ⅱ - 문제인식과 해결 방법의 모색’, ‘과학 탐구 과정 Ⅲ - 자료의 해석과 일반화’ 요소에서 GCE는 각각의 소분류 요소에 걸쳐 골고루 출제되었던 반면에, CSAT는 ‘물체와 변화의 측정’, ‘문제의 인식’, ‘적합한 가설 검정 방법의 선택’, ‘자료를 함수 관계의 형태로 제시함’, ‘실험 자료와 관찰 내용의 해석’ 요소에 편중되어 출제되었다. 상황 요소에서는 대분류 요소가 5가지로 분류되었지만, CSAT, SATⅡ, GCE가 공통적으로 ‘학교’ 요소와 관련된 문항에서 각각 88.3%, 84.7%, 84.7% 의 높은 비율로 출제되었다.