랜덤 포레스트를 활용한 초등학생 인지·사회·정서역량 설명변인 탐색 = Exploring variables explaining elementary school student’s cognitive, social and emotional competencies using random forest

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 역량의 중요성이 강조됨에 따라 초등학생의 역량 발달을 위한 교육적 시사점을 논의하기위해 초등학생의 인지·사회·정서역량 관련 주요 설명변인을 탐색하고자 수행되었다. 이를 위해 서울학생종단연구 2020의 초등학교 1차년도(초등학교 4학년) 자료를 활용하였으며, 학생 설문에 포함된다양한 변인을 분석에 활용하고자 랜덤 포레스트 기법을 적용하였다. 인지·사회·정서역량 예측에 높은 기여를 하는 주요 설명변인을 도출하기 위해 SHAP 중요도 지수가 높게 나타난 20개 변인을 확인하였으며, 주요 설명변인의 중요도와 역량 간의 관계를 파악하기 위해 SHAP 도표와 의존성 도표를 확인하였다. 주요 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 학교수업 태도와 ICT 역량이 모든 역량을 공통적으로설명하는 주요 변인으로 도출되었다. 학생들의 학교수업 태도가 긍정적일수록, ICT 역량이 높을수록인지·사회·정서 역량이 높은 것으로 나타났다. 둘째, 불안이 인지·사회·정서역량의 주요 설명변인으로나타났지만 다른 변인과 달리 인지역량과 정적인 관계, 사회·정서역량과 부적인 관계를 가지는 것으로나타났다. 셋째, 사회역량과 정서역량을 공통적으로 설명하는 변인이 가장 많은 것으로 나타났다. 이와 같은 연구결과를 바탕으로 인지·사회·정서역량의 발달을 위한 방안과 후속연구를 위한 제언을 제시하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was designed to explore major predictors related to cognitive, social and emotional competencies of elementary school students to discuss the implication for competencies development. To do this, random forest was applied to 1st wave data(4th graders) of the Seoul Educational Longitudinal Study of Students(SELS) 2020, and Shapley addictive explanations (SHAP) analysis was conducted to explore the importance of major predictors and the relationship between competencies and the predictors. The main result are as follows. First, the predictors commonly derived from three competencies were ‘class attitude’ and ‘ICT competency’. The more positive class attitude and higher ICT competency, the higher cognitive and social-emotional competencies. Second, ‘Anxiety’ was found to major predictor of three competencies, but it was found to have positive relationship with cognitive competency and negative relationship with social-emotional competency. Third, there were the most common predictors explaining social and emotional competencies. Based on these findings, implications for developing competencies and suggestions for future research are discussed.