수학 교과를 위한 정보 리터러시 규준 개발 연구

Abstract

There has been growing interest in competency-based education to respond a rapidly changing society. The knowledge, functions, attitudes, and practices required for education have been also changed along with the development of science and technology. In particular, with the advent of an intelligent information society, the ability to handle and manage knowledge and information has become more important. Curriculum and international evaluation institutions around the world have emphasized and introduced competencies in the same context like mathematical competency, information-processing in Korea. ICT literacy in PISA 2022, Media and information literacy (MIL) in UNESCO, Digital literacy in British Columbia, Canada, ICT competency in Australia are suggested at the general competency level. And 21c skills in PISA 2022 mathematics framework, digital literacy in Ontario, Canada, and mathematical problem-solving in Singapore mathematics curriculum are introduced within mathematics. Also, in OECD Education 2030 (OECD, 2018b), ‘data literacy’ and ‘numeracy’ were presented as must-have competencies that individuals should possess beyond the subject matter level. As such, the importance of mathematical literacy and information literacy are indispensable and information literacy is closely related to mathematics(Cheon & Lee, 2018), and it is a competency that can be sufficiently improved through mathematics education. However, the meaning and relationship of information literacy and similar literacies related to information used in the education field are ambiguous, and information literacy for the specific fields has been less studied yet. The knowledge-information processing competency, the key competency of the 2015 revised curriculum, had different interpretations for each subject, and information-processing was treated in a narrow sense in mathematics textbooks(Kim & Kim, 2020). Knowledge-information processing competency of key competencies, information-processing of mathematical competencies, and information literacy cannot be regarded as the same, but they are analogous in terms of data collection, organization, analysis, interpretation, and utilization from their rigorous definition. In addition, they are a large extent overlapping with sub-elements of information-processing in mathematics as well. Here, this study explored information literacy in mathematics by expanding the concept of information-processing, based on information literacy as an umbrella term including the rest of the similar literacies(Breivik, 2000; Cats & Lau, 2008). This study aims to reconceptualize information literacy for mathematics and propose a way to reduce differences in interpretation between theoretical knowledge and practical knowledge in a competency-based curriculum, and to serves as a basis for the future revised curriculum and competency education. By exploring what constructs and sub-competencies are composed of information literacy in mathematics, and how the profiles of information literacy for mathematics can be designed and suggested, the researcher would like to reduce the gap between the intended curriculum and the implemented curriculum, and increase the possibility of field application, and come up with a plan to secure suitability. As such, according to the necessity and purpose of the study, the research questions of this study were set as follows. Research Question 1. How can the standards and indicators of information literacy for mathematics be constructed? Research Question 2. How can the profiles of information literacy for mathematics be constructed to increase the applicability of school mathematics? This study is divided into three phases: basic study, development study, and applicability exploration Study. In the first basic study, information literacy in various fields was explored based on literature review, standards and indicators were compared and analyzed, and information literacy for mathematics was derived. In the second phase of the development study, the standards and indicators of information literacy for mathematics developed on a theoretical basis were revised, reflected the opinions of experts through Delphi surveys and focus group interviews, and revised and supplemented several times. In the third stage of field applicability exploration study, it accepted the opinions suggested by education experts and field experts in the development study and guided profiles and specific examples of mathematics learning by level. The results of each research question are as follows. In Research Question 1, it explored what constructs would be necessary to consist of standards and indicators suitable for mathematics in information literacy applied across all disciplines, and developed standards and indicators. Information literacy for mathematics is defined as "the ability as a member of the community to recognize and take interest in various phenomena and problems, analyze data and information mathematically, think logically, and make rational judgments according to the purpose". Information literacy for mathematics was divided into cognitive and social-emotional areas. The cognitive domain consists of thinking competency and tool utilization competency, and the social-emotional domain consists of communication competency and ethical attitude competency. In terms of the cognitive domain, students can identify the need for information, collect and analyze data and information according to the purpose of recognizing real-life and mathematical problem situations and exploring the object. In addition, they can interpret and utilize information, and make rational decisions based on the process and results of handling information. In terms of the social-emotional areas, students can communicate by respecting and considering the thoughts of others and have the right citizenship and ethical attitude with interest in social, ethical issues, equity, and so on. In Research Question 2, this study developed the profiles and suggested specific examples for mathematics teaching and learning by the levels to increase the applicability of information literacy for mathematics in school. The profiles describe in detail the characteristics of knowledge, skills, and attitudes that students can perform according to the development and level of competency, and can serve as a tool for teaching, learning, or assessment through level-specific profiles. The profiles were presented by classifying the degree of quality according to the complexity of performance and the deepening of the cognitive process based on the student's participation, environment, and cognitive process. First, students' participation and attitude are passive at a low level, but more independent and self-directed as the higher level progresses. Second, the environment is provided with contextualized and equipped environments such as classroom, familiar tools, and given conditions at a low level, and it is centered on content perceived at the individual level, but it expands to the wider contextualized or decontextualized situation and social dimension at a higher level. Third, the cognitive process is centered on low-level cognitive processes such as memory and understanding at a low level, such as Anderson and Krathwohl (2001), but at a higher level, the cognitive processes such as analysis, evaluation, and creativity appear deep and complex. Therefore, the profiles have five stages according to the development level of competencies and describe the characteristic that the ability such as knowledge, skill, and attitude gradually intensifies from the lowest level 1 to the highest level 5. In addition, mathematics textbooks and previous studies were explored to guide examples of mathematics teaching and learning at each level of competency. Based on the research results, the following implications is discussed. First, this study was conducted so that the two areas were connected by considering both theory and practice. In the theoretical aspect, it derived information literacy standards and indicators for mathematics based on previous studies, and then, in the review stage, reflected evenly both mathematics education experts’ opinions and school teachers’ opinions through a Delphi survey and focus group interview. A small group of experts participated in the development study, but it is meaningful in that math education experts and field experts participated to ensure the validity and reliability of standards and indicators in terms of theory and practice. Second, this study established and systematized the concept of information literacy for mathematics. Information literacy, which is interpreted as a universal meaning in all academic fields, was re-examined as information literacy for mathematics by reflecting the specificity of the mathematics subject. In addition, this study is distinguished from previous studies in that the relationship and meaning between the sub-competencies are specified, the standards and indicators were described in detail, and the relationship between the five standards was schematized to help the understanding of information literacy for mathematics. Third, this study set the interested in social and ethical issues and the attitude to have as a member as one of the constructs of information literacy for mathematics. Domestic and foreign education-related studies suggest that the ultimate goal of an individual is not only to study in academics but also to live well as an individual or as a member of society, and for this purpose, to foster psychological health, social competency, and emotional competency(Greenberg et al., 2003; Kim, 2020; Kim et al., 2020; OECD, 2018). In this context, this study is meaningful in that it provides an opportunity to consider the role as a member of a social community, not just those who convey knowledge and skills centered on mathematics content. Fourth, to increase the field-applicability of information literacy for mathematics, the profiles for each sub-competence were presented in five stages according to the characteristics of competency development and provided with specific examples of mathematics teaching and learning based on textbooks. By offering profiles, teachers can directly get ideas such as how each competency can be expanded and evaluated and how to apply it in teaching and learning situations, so consistency and accountability of curriculum implementation can be secured (Kim & Choi, 2017). Standards and indicators were developed in consideration of design and implementation, and it is also meaningful in that it is a new attempt to propose a profile in the area of explanation and practice of information literacy for mathematics subjects. It is meaningful in that standards and indicators that consider design to implementation were developed, and it is a new attempt to offer guidelines and profiles of information literacy for mathematics in school. As discussed above, this study developed information literacy standards for mathematics, and made profiles and specific examples for each sub-competence to reduce the gap between the intended curriculum and the implemented curriculum, and then provided this so that information literacy for mathematics can be well applied and implemented in the school field. As a result, it is expected to serve as a basis in various fields related to education for future curriculum revision, competency, development of teaching and learning materials, and development of teachers' professionalism. Furthermore, the researcher suggests a follow-up study to prove the effectiveness of this study whether teachers can interpret information literacy for mathematics subjects in line with the goals of the intended curriculum and whether the profile is fully fulfilling its role as a tool for teaching, learning, or assessment in elementary and secondary schools and whether the profile is set appropriately for the level of competence development of students.;빠르게 변화하는 사회에 대응하기 위해 역량 중심의 교육에 대한 관심이 증가하였고 과학 기술의 발달에 따라 교육에 요구하는 지식과 기능, 태도 및 실천도 변화하고 있다. 세계 각국의 교육과정과 국제 평가 기관은 우리나라 수학 교과역량인 정보처리 능력과 같은 맥락의 역량을 강조하고 안내하고 있다. PISA 2022의 ICT 리터러시, UNESCO의 미디어·정보 리터러시(MIL), 캐나다 브리티시 컬럼비아 주의 디지털 리터러시, 호주의 ICT 역량은 일반역량 수준에서 제시하고, PISA 2022 수학 평가틀의 21세기 역량, 캐나다 온타리오 주의 디지털 리터러시, 싱가포르의 수학적 문제 해결은 수학 교과 내에서 안내하고 있다. 또한 OECD Education 2030(OECD, 2018b)도 ‘데이터 리터러시’와 ‘수리 능력’은 교과의 차원을 넘어서 개인이 갖추어야 할 역량으로 제시하였다. 이를 통해 수학 능력과 정보 리터러시의 중요성을 엿볼 수 있으며 정보 리터러시는 수학 교과와 매우 밀접한 관계에 있고(천세영, 이성은, 2018) 수학을 통해 충분히 기를 수 있는 역량임을 알 수 있다. 하지만 교육 분야에서 사용하고 있는 정보 리터러시와 유사 리터러시의 의미와 관계가 모호하고 특정 교과를 위한 정보 리터러시의 연구가 부족한 실정이다. 현 교육과정의 핵심역량인 지식정보처리 역량은 교과마다 해석의 차이가 있었으며 정보처리 능력은 수학 교과서에서 협의의 의미로 다루고 있었다(김은현, 김래영, 2020). 지식정보처리 역량, 정보처리 능력, 정보 리터러시는 동일시할 수 없지만 정의를 좇아가 살펴보면 자료와 정보 수집, 정리, 분석, 해석 및 활용이 공통으로 나타나며 수학 교과역량인 정보처리 능력의 하위요소와도 상당 부분 겹친다. 따라서 문헌고찰 결과 정보 리터러시는 나머지 유사 리터러시를 포함하는 상위 개념으로 두었으며(Breivik, 2000; Catts & Lau, 2008) 교과역량인 정보처리 능력의 개념을 확장하여 수학 교과에서의 정보 리터러시를 탐색해 보고자 하였다. 본 연구는 수학 교과를 위한 정보 리터러시를 재개념화하고 역량 중심의 교육 과정에서 이론적 지식과 실천적 지식 사이에 해석의 차이가 생기지 않도록 하나의 방안을 제안한 연구이며, 향후 개정 교육과정 및 역량 교육을 위한 기초 연구로서 역할 하고자 한다. 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 구인은 무엇이며 어떤 하위역량으로 구성될 수 있는지, 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 프로파일은 어떻게 구성하고 제안할 수 있는지 탐색함으로써 의도된 교육과정과 실행된 교육과정 사이의 간극을 줄이고 현장 적용 가능성을 높이고 적합성을 확보할 수 있는 방안을 마련하고자 하였다. 이와 같이 연구의 필요성과 목적에 따라 본 연구의 연구 문제는 다음과 같이 설정하였다. 연구 문제 1. 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 규준과 지표는 어떻게 구성할 수 있는가? 연구 문제 2. 학교 수학에 적용 가능성을 높이기 위해 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 프로파일은 어떻게 구성할 수 있는가? 본 연구는 기초 연구, 개발 연구, 현장 적용 가능성 탐색 연구로 크게 세 단계로 나누어 볼 수 있다. 첫 번째 단계의 기초 연구에서는 문헌 고찰을 기반으로 여러 분야에서 연구되고 있는 정보 리터러시를 탐색하고 규준과 지표를 비교, 분석하였고 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 규준과 지표를 도출하였다. 2단계의 개발 연구에서는 이론적 토대로 개발한 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 규준과 지표를 수정 델파이 설문조사와 초점집단면접을 통해 전문가들의 의견을 반영하였고 규준과 지표를 여러 차례 수정 및 보완하였다. 세 번째 단계의 현장 적용 가능성 탐색 연구에서는 개발 연구에서 교육 전문가와 현장 전문가가 제안한 의견을 수렴하여 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 이해를 돕고 현장에서 원활히 활용될 수 있도록 프로파일을 개발하고 수준마다 수학 학습의 예시를 안내하였다. 각 연구 문제에 따른 결과는 다음과 같다. 연구 문제 1에서는 범 학문에 걸쳐 적용되고 있는 정보 리터러시를 수학 교과에 적합한 규준과 지표를 구성하기 위해 어떤 구인이 필요할지 탐색하고 규준과 지표를 개발하였다. 수학 교과를 위한 정보 리터러시는 “공동체의 일원으로서 여러 가지 현상과 문제를 인식하고 관심을 가지며 목적에 맞게 자료와 정보를 수학적으로 분석하거나 논리적으로 사고하고 합리적인 판단을 할 수 있는 능력”으로 정의하였다. 수학 교과를 위한 정보 리터러시는 인지적 영역과 사회·정서적 영역으로 나누어 볼 수 있었다. 인지적 영역은 사고 역량과 도구 활용 역량으로, 사회·정서적 영역은 의사소통 역량과 윤리적 태도 역량으로 구성되어 있다. 인지적 영역 측면에서는 실생활 및 수학적 문제 상황을 인식하고 대상을 탐구하기 위해 정보의 필요성을 인식하고 계획을 수립하고, 목적에 맞게 자료와 정보를 수집하고 분석할 수 있다. 또한, 정보를 해석하고 활용할 수 있으며 정보를 다루는 과정과 결과를 평가하고 이를 토대로 합리적인 의사결정을 할 수 있다. 사회·정서적 영역 측면에서는 타인의 생각을 존중하고 배려할 수 있는 의사소통 능력과 사회, 윤리적 문제, 형평성 등 관심을 가지고 올바른 시민의식과 윤리적 태도를 갖출 수 있는 것을 포함한다. 연구 문제 2에서는 개발한 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 현장에 적용 가능성을 높이기 위해 프로파일을 개발하고 수준에 따라 수학 학습을 위한 구체적인 사례를 제시하였다. 프로파일은 역량의 발달과 수준에 따라 학생들의 수행 가능한 특징(지식, 스킬, 태도)을 상세하게 기술한 것이며 수준별 프로파일을 통해 학생들의 역량이 어떻게 발달하고 있는지 파악할 수 있고 교수·학습이나 평가를 위한 도구의 역할을 할 수 있다. 프로파일은 학생의 참여, 환경, 인지적 과정을 기준으로 수행의 복잡도와 인지적 과정의 심화에 따라 질적인 정도를 구분하여 역량별로 제시하였다. 첫 번째 학생의 참여와 태도는 낮은 수준에서 수동적이지만 높은 수준으로 갈수록 독립적이고 자기주도적이다. 두 번째 환경은 낮은 수준에서 교실 내, 익숙한 도구, 주어진 조건 등 맥락화되고 갖추어진 환경이 제공되고 개인 차원에서 인식하는 내용이 중심이지만 높은 수준으로 갈수록 탈맥락화 상황과 사회적 차원으로 넓어진다. 세 번째의 인지적 과정은 Anderson과 Krathwohl(2001)의 교육목표분류체계(taxonomy)와 같이 낮은 수준에서 기억, 이해 등의 낮은 차원의 인지적 과정이 중심이지만 높은 수준으로 갈수록 분석, 평가, 창안 등의 인지적 과정이 심화되며 복합적으로 나타난다. 따라서 프로파일은 발달 수준에 따라 5단계로 나누어 나타냈으며 가장 낮은 1수준에서 가장 높은 5수준으로 갈수록 지식, 스킬, 태도 등의 능력이 점진적으로 심화하는 특징을 가지도록 개발하였다. 또한 수학 교과서와 선행연구를 탐색하여 역량별 수준마다 수학 학습의 예시를 안내하였다. 연구 결과들을 바탕으로 다음과 같은 함의점을 논의할 수 있다. 첫째, 본 연구는 이론과 실천을 모두 고려하여 두 영역이 연계되도록 연구를 진행하였다. 이론적 측면에서 선행연구를 토대로 수학 교과를 위한 정보 리터러시 규준과 지표를 도출하고 규준을 개발한 다음 검토 단계에서 델파이 설문조사와 초점집단면접을 통해 수학교육 전문가와 현장 전문가의 의견을 고루 반영하였다. 본 연구의 개발 연구에는 소규모의 전문가 집단이 참여하였지만 이론과 실천의 측면에서 규준과 지표의 타당도와 신뢰도를 확보하기 위해 수학교육 전문가와 현장 전문가가 참여하여 양쪽의 목소리를 반영하였다는 점에서 의미가 있다. 둘째, 본 연구에서는 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 개념을 정립하고 체계화하였다. 전 학문 분야에서 보편적 의미로 해석되는 정보 리터러시를 수학 교과의 특수성을 반영하여 수학 교과를 위한 정보 리터러시로 재탐색하였다. 또한 하위역량 간의 관계와 의미를 명시하고 규준과 지표를 상세히 기술하였으며 다섯 가지 규준의 관계를 도식화하여 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 이해를 돕도록 하였다는 점에서 이전 연구와 구별된다. 셋째, 본 연구에서는 사회, 윤리적 문제에 대한 관심과 구성원으로서 갖추어야 할 태도를 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 구인 중 하나로 설정하였다. 국내외의 교육 관련 연구에서는 한 개인이 학업뿐만 아니라 개인의 삶 또는 사회 구성원으로서 삶을 잘 사는 것에 최종 목표를 두고, 이를 위해 새로운 가치 창안, 책임감, 윤리적 의식, 갈등 완화 등과 같이 심리적 건강, 사회적 역량, 정서적 역량을 함양하도록 제안한다(김수진 외, 2020; 김종윤, 2020 Greenberg et al., 2003; OECD, 2018). 이와 같은 맥락에서 본 연구는 수학 교과가 수학 내용 중심의 지식과 기능만 전달하는 과목이 아닌 사회 공동체의 일원으로서의 역할을 함께 생각해 볼 수 있도록 기회를 마련하고 있다는 점에서 의미가 있다. 넷째, 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 현장 적용 가능성을 높이기 위하여 하위역량별 프로파일을 역량 발달 특징에 따라 5단계로 제시하고 수학 학습의 예시와 함께 제공하였다. 프로파일을 제공함으로써 교사들이 각 역량이 어떻게 확장되고 평가될 수 있는지, 교수·학습 상황에서 어떻게 적용하면 좋을지 등 아이디어를 직접 얻을 수 있으므로 교육과정 실행의 일관성 및 책무성을 확보할 수 있을 것이다(김래영, 최진영, 2017). 설계부터 실행까지 고려하여 규준과 지표를 개발하였으며 수학 교과를 위한 정보 리터러시의 해설과 실천 영역에서의 프로파일을 제안하는 것은 새로운 시도라는 점에서도 의미가 있다. 이상에서 살펴본 바와 같이 본 연구에서는 수학 교과를 위한 정보 리터러시 규준을 개발하고 하위역량별 프로파일과 구체적인 사례를 제시하여 의도된 교육과정과 실행된 교육과정 사이의 간극을 줄이고 수학 교과를 위한 정보 리터러시를 학교 현장에 잘 적용하고 구현할 수 있도록 가이드라인을 마련하였다. 그 결과 본 연구는 향후 교육과정 개정, 역량, 교수·학습 자료 개발, 교사들의 교수 전문성 신장 등을 위한 교육의 여러 영역의 기초자료가 될 것으로 기대한다. 또한 후속 연구를 통해 교사들이 수학 교과를 위한 정보 리터러시를 의도된 교육과정의 목표에 맞게 해석하고 있는지, 프로파일이 초·중등학교에서 교수·학습이나 평가를 위한 도구로 그 역할을 충분히 실행하고 있는지, 프로파일이 학생들의 역량 발달 수준에 맞게 적절하게 설정되었는지 등 본 연구의 효과성과 실효성을 입증하도록 제안한다.