Exploring the Major Predictors Affecting Academic Helplessness of High School Students: Application of Random Forest and SHAP

Abstract

본 연구는 고등학생의 학업무기력(능동수행 결여, 학습동기 결여, 긍정정서 결여, 능동수행 결여) 관련 주요 예측변인을 탐색하기 위해 수행되었다. 이를 위해 한국아동·청소년패널조사 2018(Korean Children and Youth Panel Survey 2018; KCYPS 2018)의 중1패널 4차년도(고등학교 1학년) 자료에 랜덤포레스트를 적용하였고, 주요 예측변인의 중요도와 학업무기력의 관계를 파악하기 위해 SHAP 분석을 실시하였다. 주요 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 학업무기력 하위요인에 공통적으로 도출된 주요 예측변인으로, ‘학습시간-학원 및 과외 시간’, ‘학업열의-헌신’, ‘진로호기심’, ‘진로관심’, ‘자아존중감’, ‘협동심-집단촉진·갈등문제해결’, ‘교사관계-신뢰성’이 학업무기력 변화와 부적인 관계가 있는 것으로 나타났으며, ‘우울’, ‘스마트폰 의존도’, ‘친구관계-부정적 관계’는 학업무기력 변화와 정적인 관계가 있는 상위 변인으로 도출되었다. 둘째, 학업무기력 하위요인에 따라 특징적으로 나타난 변인을 살펴보면, ‘부모양육태도-거부’와 ‘부모양육태도-강요’는 통제신념 결여에서만 도출되었으며, 정적인 관계를 갖는 것으로 나타났다. 학습동기 결여의 경우, ‘여가시간-스마트폰을 가지고 노는 시간’과 ‘학업열의-활기’가 주요 변인인 것으로 나타났으며, ‘여가시간-스마트폰을 가지고 노는 시간’은 학습동기 결여와 정적인 관계가 있는 것으로 나타났고 ‘학업열의-활기’는 부적인 관계성을 보이는 것으로 확인되었다. 긍정정서 결여에서는 ‘신체증상’과 ‘학교생활 만족도’, ‘교사관계-민감성’이 상위 변인에 포함되었으며, 모두 긍정정서 결여와 부적인 관계가 있는 것으로 나타났다. 능동수행 결여의 경우 ‘전 교과 성취도의 주관적 평가’와 ‘그릿-노력지속’이 주요 변인인 것으로 확인되었고, 부적인 관계를 보이는 것으로 나타났다. 이와 같은 연구결과를 바탕으로 고등학생의 학업무기력를 감소를 위한 방안과 후속연구를 위한 제언을 제시하였다.This study was designed to explore major predictors related to four sub-factors of academic helplessness in high school students: lack of locus of control, lack of learning motivation, lack of positive emotions, and lack of active performance. To do this, random forest was applied to 4th wave data (10th graders) of the Korea Children and Youth Panel Survey 2018 (KCYPS 2018), and Shapley addictive explanations (SHAP) analysis was conducted to explore the importance of major predictors and the relationship between academic helplessness and the predictors. The main results are as follows. First, the predictors commonly derived from the sub-factors of academic helplessness were “learning time−academy and tutoring time”, “academic engagement−dedication”, “career curiosity”, “career interest”, “self-esteem”, “cooperation−group promotion and conflict resolution” and “teacher relationship and reliability” which had a negative relationship with academic helplessness. However, “depression”, “smartphone dependence”, and “friend relationship−negative relationship” were derived as top variables that had a positive relationship with academic helplessness. Second, “parenting attitude−rejection” and “parenting attitude−force” were derived only from lack of locus of control. “leisure time−playing with smartphones” and “academic engagement−energy” were derived only from lack of learning motivation. In the case of lack of positive emotions, “physical symptoms”, “school satisfaction” and “teacher relationship−sensitivity” were included in the top variables, and “subjective evaluation of all subject achievement” and “grit−continuation of effort” were the main variables that were derived only from lack of active performance. Based on these findings, implications for reducing academic helplessness and suggestions for future research are discussed.