Using Cognitive Diagnosis Theory to Analyze the Test Results of Mathematics

수학 평가 결과의 분석을 위한 인지 진단 이론의 활용

Conventional assessments only provide a single summary score that indicates the overall performance level or achievement level of a student in a single learning area. For assessments to be more effective, test should provide useful diagnostic information in addition to single overall scores. Cognitive diagnosis modeling provides useful information by estimating individual knowledge states by assessing whether an examinee has mastered specific attributes measured by the test(Embretson, 1990; DiBello, Stout, & Rousses, 1995; Tatsuoka, 1995). Attributes are skills or cognitive processes that are required to perform correctly on a particular item. By the results of this study, students, parents, and teachers would be able to see where a student stands with respect to mastering the attributes. Such information could be used to guide the learner and teacher toward areas requiring more study. By being able to assess where they stand in regard to the attributes that compose an item, students can plan a more effective learning path to be desired proficiency levels. It would be very helpful to the examinee if score reports can provide the scale scores as well as the skill profiles. While the scale scores are believed to provide students' math ability by reporting only one score point, the skill profiles can offer a skill level of strong, weak or mixed for each student for each skill.

본 연구는 인지 진단 이론을 활용하여 수학 평가 결과를 분석하고 교수 학습에 활용하는 방안을 모색하고자 하였다. $2003{\sim}2006$년에 실시된 국가수준 학업성취도 평가의 중학교 3학년 수학 검사에서 30개의 선다형 문항을 선정하여 검사지를 재구성하고 검사를 실시하였고 인지 진단 이론의 한 모형인 Fusion Model을 적용하여 평가 결과를 분석하였다. 검사 문항을 통해 학생들이 숙달한 수학적 속성을 판별하고, 학생 전체와 성취수준별로 숙달한 속성과 그 속성의 개수를 분석하였다. 그리고 학생 개개인의 수학적 강점과 약점을 분석하여 교사들에게 학생 개개인의 수학적 능력에 대한 정보를 구체적으로 알려줄 수 있었다. 이 결과는 학생들의 수학 학습에 대한 진단과 처방, 추후 학습 지도에 유용한 정보로 활용될 수 있을 것이다.