Does Science Motivation Lead to Higher Achievement, or Vice Versa?: Their Cross-Lagged Effects and Effects on STEM Career Motivation

This study causally investigates whether high school student with high science learning motivation becomes to achieve more or vice versa, and also how those two factors affect STEM career motivation. Research participants were 1st year students in a high school at Seoul. We surveyed their science learning motivation three times in the same time interval in the fall semester of 2021, and once a STEM career motivation in the third period. We collected data from 171 students with their mid-term and final exam scores, with which, we constructed and fitted an autoregressive cross-lagged model. The research model shows high measurement stability and fit indices. All the autoregressive and cross-lagged paths were statistically significant. However, standardized regression coefficients were larger in path from motivation to achievement compared to the opposite. Only science learning motivation shows significant direct effect on STEM career motivation, rather than achievement. For indirect effects, the first science learning motivation affected the final exam score and STEM career motivation, and the final exam score affected STEM career motivation. However, the final exam score did not have a total effect toward STEM career motivation. The result of this study shows reciprocal and cyclic causality between science learning motivation and achievement - in comparison, the effect of motivation for the opposite is larger than that of achievement. Also the result of this study strongly reaffirms the importance of science learning motivation. Instructional implications for strengthening science learning motivation throughout a semester was discussed, and a study for the longitudinal effect of science learning motivation and achievement in high school student toward future STEM vocational life was suggested.

과학 학습 동기가 높은 학생이 과학 학업 성취도가 높아지는가, 또는 그 역인가? -양자가 지닌 교차지연 효과 및 이공계 진로 동기에 미치는 효과-

본 연구에서는 고등학교 맥락에서 과학 학습 동기가 높은 학생이 과학 학업 성취도가 오르게 되는지 또는 역으로 과학 학업 성취도가 높은 학생이 과학 학습 동기가 오르게 되는지의 인과 관계를 살펴보고, 이러한 두 요인들이 학생의 이공계 진로 동기에 미치는 영향을 살펴보았다. 2021년 2학기에 서울시 소재 1개 일반계고등학교 1학년 학생을 대상으로 동일 시간 간격으로 3회의 과학 학습 동기 검사를 실시하였고, 마지막 검사 시기에 이공계 진로 동기 검사 역시 실시하였다. 총 171명의 학생 중간고사 및 기말고사 성적을 포함한 자기회귀 교차지연(autoregressive cross-lagged) 모형을 구성하고 적합하였다. 연구 모형은 높은 측정안정성과 적합도를 지닌 것으로 나타났다. 자기회귀 경로와 교차지연 경로는 모두 통계적으로 유의미하였다. 다만 표준화 회귀 계수의 크기는 과학 학습 동기에서 학업 성취도로 향하는 경로가 그 역의 경로보다 큰 편이었다. 이공계 진로 동기로 향하는 경로 중 기말고사 성적은 유의미한 직접 효과를 나타내지 않았으며, 3차 과학 학습 동기 점수만이 유의미한 직접 효과를 나타내었다. 간접효과의 경우 학기 초의 1차 과학 학습 동기가 기말고사 성적 및 이공계 진로 동기에 이르기까지 유의미한 영향을 미쳤으며, 기말고사 성적은 3차 과학 학습 동기 점수를 매개로 이공계 진로 동기에 유의미한 영향을 미쳤다. 그러나 기말고사 성적은 이공계 진로 동기에 유의미한 총 효과를 지니지 않았다. 본 연구의 결과는 과학 학습 동기와 과학 학업 성취도 간의 상호적이면서도 순환적인 인과관계와 함께, 그 가운데 과학 학습 동기가 높은 학생이 과학 성취도가 오르게 되는 효과가 그 역보다 크다는 점을 보여준다. 연구 결과로써 고등학교에서 과학 학습 동기의 중요성을 재확인하였다. 고등학교에서 학기 초, 중, 후반에 과학 학습 동기를 증진시키기 위한 교수적 함의를 논의하였으며, 후속 연구로서 고등학생의 과학 학습 동기와 학업 성취도가 향후 이공계 직업 생활에 미치는 영향에 대한 종단 연구를 제안하였다.