랜덤 포레스트를 활용한 중·고등학생의 진로적응력 영향 요인 탐색

적응(adaptation)은 개인과 환경 간의 상호작용으로, ‘개인의 요구와 주위 환경 간 조화를 이룬 상태’를 의미한다(Allport, 1961). 따라서 적응력이 높다는 것은 개인이 자발적으로 행동하고, 환경에 자신을 맞추며, 이와 동시에 개인의 필요에 따라서 환경을 이용할 수 있다는 점을 의미한다(조화진, 2005). 진로적응력은 적응력의 개념을 진로에 적용한 것이며, 그 개념은 다음의 과정을 통해 도입 및 발전하였다.

진로발달이론에 등장하는 진로성숙도(career maturity) 용어가 ‘학교 교육과정에서 요구되는 직업 학교, 직업 결정을 위한 준비도’를 의미하므로(Super & Kidd, 1979), 진로 선택 이후 적응 단계를 맞닥뜨리는 성인에게 진로성숙도의 개념을 그대로 적용하는 것이 적절하지 않다는 판단에 따라 대안으로 Super와 Knasel(1981)에 의해 진로적응력(career adaptability)의 개념이 도입되었다. Super와 Knasel(1981)은 진로적응력을 ‘끊임없이 변화하는 직업 세계, 다양한 주변 환경 요구에 대처하는 준비도’로 정의하였다. Savickas(1997)는 진로적응력에 대해 ‘미래의 순조로운 직업전환을 위해서 예측 가능한 업무 역할에 대한 준비 및 수행, 그리고 직장 및 역할의 변화로 인해 생길 수 있는 예측 불가능한 상황까지 모두 대처할 수 있는 능력’으로 정의하였고, 각 개인이 새로운 환경에 지속적으로 대응할 필요가 있음을 강조하며, 진로적응력을 성인부터 청소년, 아동에 이르기까지 모두 적용할 수 있음을 언급하였다. 즉, 학교에서 직업 세계로의 전환뿐 아니라 취업 이후에도 변화하는 직업 상황에 적용되는 것으로 살펴볼 수 있다. 이후 Savickas(2005)는 진로적응력을 ‘현재와 미래의 진로발달 과업, 직업 전환, 직업 관련 개인적인 트라우마 등에 대처하기 위한 준비도와 자원’으로 재개념화하였다. 이는 곧 진로적응력이 현재 상황에서의 진로발달과 미래 직업전환에 대한 준비까지도 모두 포괄하는 개념임을 나타낸다. 따라서 진로적응력이 높은 경우 진로와 관련하여 급변하는 불확실한 상황에 처하게 되더라도 그에 대처하고 적응하는 능력이 충분하다고 여겨진다(박은규, 이서정, 2018; Savickas & Porfeli, 2012).

Savickas와 Porfeli(2011)의 연구에서는 청소년의 진로적응력을 측정하기 위해 Citites(1978)의 진로성숙도 척도를 진로구성주의 이론에 맞게 수정하여 진로성숙도 적응력 양식(Career Maturity Inventory: The Adaptability Form)을 개발하였고, 미국의 9∼12학년 학생들을 대상으로 타당화하였다. 이어서 Savickas와 Porfeli(2012)의 연구는 관심(concern), 통제(control), 호기심(curiosity), 자신감(confidence)의 4가지 하위요인으로 구성된 진로적응력 척도(Career Adapt-Ability Scale: CAAS)를 개발하여 13개 국가에서 개념의 구조를 점검하며 타당성을 확보하였다. 이때까지 국내에서는 진로적응력의 개념이 주로 대학생을 대상으로 가장 활발히 연구되어 왔으며, 청소년을 대상으로는 진로적응력을 측정할 수 있는 도구조차 부재하였다. 이에 김국현과 김진숙(2021)은 Savickas와 Porfeli(2011)의 진로성숙도 적응력 양식을 활용하여 한국어로 번안한 후 우리나라 고등학생의 진로적응력을 측정하였다. 이때 진로적응력 척도는 진로에 대한 관심, 진로에 대한 호기심, 진로에 대한 자신감의 세 가지 하위요인으로 구성되며, 중·고등학생을 대상으로 하는 본 연구에서도 이 척도가 활용되었다. 국내에서 career adaptability에 대해 ‘진로적응력’, ‘진로적응성’의 용어가 사용되고 있으나, 본 연구에서는 ‘진로적응력’으로 통일하여 사용하였다.

진로적응력은 주위 환경과의 상호작용 역량이므로 각 국가의 문화와 환경의 특성에 따라 다르게 진행될 수 있다(유지연, 신효정, 2019; Savickas & Porfeli, 2012). 이를 고려하여 본 절에서는 진로적응력에 영향을 미치는 요인에 대해 살펴본 국내 선행연구 결과를 제시하였으며, 진로적응력과 관련하여 국내 중·고등학생을 대상으로 한 연구가 많지 않아 대학생 대상의 연구까지 확대하였다. 또한 진로적응력은 타고나는 것이 아니라 지속적으로 발달하는 능력이며, 각 개인의 심리적·행동적 특성을 비롯하여 주위 환경 특성의 영향을 받아 형성된다는 점(박은규, 이서정, 2018)을 고려하여, 선행연구에서 언급된 관련 변수들을 크게 ‘학생 요인’, ‘환경 요인’으로 구분하여 살펴보았다.

한국청소년정책연구원은 아동 및 청소년기의 신체적, 정신적, 사회적 발달과 변화에 대한 기초자료를 수집함으로써 복합적인 변화양상을 다면적으로 파악하고, 관련 정책 수립 시 근거 제시를 목적으로 수행되고 있다(하형석 외, 2021). 먼저, 1기 패널조사에 해당하는 한국청소년패널조사(Korean Youth Panel Survey, KYPS) 2003은 2003년 기준 중학교 2학년, 2004년 기준으로 초등학교 4학년을 대상으로 표본이 구축되었으며, 2008년에 종료되었다. 2기 패널조사인 한국아동·청소년패널조사(Korean Children and Youth Panel Survey, KCYPS) 2010은 2010년 기준 초등학교 1학년, 초등학교 4학년, 중학교 1학년을 대상으로 표본을 구축하였고, 2016년까지 7년간 추적조사가 진행되었다. 또한 3기 패널조사에 해당하는 KCYPS 2018은 2018년 기준 전국의 초등학교 4학년 2,607명, 중학교 1학년 2,590명을 대상으로 표본을 구축하여 조사를 시작하였다.

4차년도는 2018년 당시 초등학교 4학년, 중학교 1학년이었던 학생들이 각각 중학교 1학년, 고등학교 1학년이 되는 시기이다. 이 중에서 4차년도 조사에 참여한 초4 패널의 중학교 1학년 학생들은 원표본 대비 87.3%에 해당하는 2,275명이며, 4차년도 조사에 참여한 중1 패널의 고등학교 1학년 학생들은 원표본 대비 87.5%에 해당하는 2,265명이다. 이 중에서 종속 변수인 진로적응력 측정 문항에 응답하지 않은 사례가 없었으므로 초4 패널의 2,275명과 중1 패널의 2,265명을 모두 최종 분석 대상으로 선정하였다. <표 1>에 제시된 바와 같이, 초4 패널의 중학교 1학년 학생 중에서 50.3%는 남학생, 49.7%는 여학생, 중1 패널의 고등학교 1학년 학생 중에서 53.7%는 남학생, 46.3%는 여학생으로 구성되었다.

본 연구에서 종속 변수는 진로적응력이다. 진로적응력은 KCYPS 2018의 4차년도 자료에 추가된 문항으로, Savickas와 Porfeli(2011)에 의해 개발된 진로성숙도 적응력 양식(Career Maturity Inventory: Adaptability Form)을 타당화한 김국현, 김진숙(2021)의 척도로 사용되었다. 진로적응력은 ‘진로 관심’, ‘진로 호기심’, ‘진로 자신감’의 3개 하위 요인으로 구성되며, 각 문항은 모두 4점 리커트 척도(1=전혀 그렇지 않다, 2=그렇지 않은 편이다, 3=그런 편이다, 4=매우 그렇다)로 측정되었다. 이 연구에서는 진로적응력에 영향을 미치는 요인을 종합적으로 탐색하는 것이 목적이므로, 분석 과정에서 진로적응력을 하위 요인별로 구분하지 않았다. 진로적응력에 해당하는 문항은 ‘나는 내 미래의 직업에 대해 많은 관심을 두지 못하고 있는 것 같다’, ‘나는 내가 원하는 분야의 일을 하기 위해 어떻게 시작해야 할지 모르겠다’와 같이 모두 부정 문항이므로 해석의 용이성을 위해 13개 문항을 역코딩하였다. 따라서 점수가 높을수록 진로적응력 수준이 높음을 의미하며, 역코딩한 문항의 평균을 분석에 활용하였다. 중학교 1학년, 고등학교 1학년 자료에서 신뢰도(Cronbach’s α)가 모두 0.930으로 높게 나타났다.

중학생과 고등학생의 진로적응력에 영향을 미치는 주요 요인을 탐색하기 위해 배경 변수, 개인발달, 발달환경에 대한 변수를 모두 포함하였으며, 총 108개의 설명 변수를 사용하였다. 설명 변수는 크게 학생, 가정 및 학교 요인으로 구분되며, 분석에 투입된 변수 목록은 <표 2>와 같다. 학생 요인은 배경 및 생활환경, 학습 관련 요인, 신체 및 심리적 특성, 비행의 4가지 영역으로 구분된다. 가정 요인은 크게 기본 배경, 부모와 자녀 간 관계의 2가지 영역, 학교 요인은 학교 특성, 학교생활의 2가지 영역으로 구분된다. 이때 성별, 도시규모, 월평균 가구소득, 활동별 연간 참여 횟수 등은 개별 문항을 그대로 분석에 활용하였으며, 이외 문항은 평균값을 활용하였다. 또한 설명 변수를 분석에 활용하기 위해서 다음의 데이터 전처리 과정을 거쳤다. 첫째, 개인 ID, 가구 ID, 학교코드, 코흐트 구분, 문자 입력된 개방형 문항 등 분석에 적절하지 않은 변수를 제외하였다. 둘째, 설명 변수에 존재하는 결측이 임의 결측이 아닌 경우 제외하였다. 예를 들어, 스마트폰 사용 여부에 대한 문항에 스마트폰을 사용하지 않는다고 응답한 경우, 스마트폰 의존도, 스마트폰 사용 목적별 빈도 문항에도 모두 결측으로 나타남에 따라 해당 변수들을 모두 분석에서 제외하였다. 셋째, 학업성취 만족도, 진로 관련 대화 빈도 등과 같이 응답 범주에 ‘해당 없음’, ‘잘 모르겠음’이 포함된 경우 해당 응답을 결측치로 재코딩하였다. 넷째, 결과의 편향을 최소화하기 위해 활동별 참여만족도, 팬덤 활동 빈도 등과 같이 결측률이 20% 이상인 문항을 분석에서 제외하였다. 이외의 결측에 대해서는 분석 과정에서 연속형 변수에 대해 평균, 범주형 변수에 대해 최빈값으로 대체하여 사용하였으며, 이를 위해 R 프로그램의 mice 3.14.0 버전을 사용하였다.

본 연구는 중·고등학생의 진로적응력에 영향을 미치는 주요 요인을 탐색하기 위해 머신러닝 기법 중 하나인 랜덤 포레스트(random forest)를 활용하였다. 랜덤 포레스트는 다수의 부트스트랩(bootstrap) 표본을 생성하고, 각 표본에 의사결정나무(decision tree) 모형을 적용하여 나온 결과를 종합하는 앙상블 방법(ensemble methods)이다(유진은, 2015). 이때 부트스트랩 표본 생성 시, 그리고 각 마디에서 데이터를 분할하는 설명 변수 선정 시 무선 표집으로 임의성(randomness)을 추가함으로써 각 표본에서 생성된 의사결정나무 간 유사성을 약화시키며, 이는 곧 의사결정나무의 수가 증가하더라도 최종 모형이 과적합하지 않고 예측오차를 감소시킴으로써 보다 안정적인 결과를 도출하는데 기여한다(김나영, 손윤희, 2022; 유진은, 2015; Breiman, 2001).

랜덤 포레스트 분석을 위해 일반적으로 많이 사용하는 7:3의 비율로 전체 자료를 훈련 자료(training data)와 검증 자료(test data)로 구분하였으며, 두 자료의 평균 제곱근 오차(root mean squared error, RMSE)를 비교함으로써 과적합 여부를 점검하였다. 또한 진로적응력을 종속 변수로, 전처리 과정을 거친 108개의 변수를 설명 변수로 설정하였다. 종속 변수가 연속형이므로 Breiman(2001)이 제시한 방법에 따라 의사결정나무의 각 마디에서 36개(전체 설명 변수의 수/3)의 설명 변수를 임의로 선택하며, 의사결정나무의 수는 500개로 설정하였다. 진로적응력에 영향을 미치는 주요 설명 변수를 선정하기 위해 중요도 지수(importance index)를 도출하였다. 이때 중요도 지수로는 순열 특성 중요도(permutation feature importance, PFI)를 활용하였으며(박소영, 정혜원, 2022), 이것은 특정 변수를 분석에서 제외했을 때 예측성과가 얼마나 감소하는지를 나타내는 값이므로, 값이 클수록 특정 변수가 중요한 역할을 한다고 해석할 수 있다. PFI를 기준으로 전체 108개의 설명 변수 중 상위 12개의 변수를 선정하였고, 상위 12개 설명 변수의 응답에 따른 종속 변수의 예측값을 나타내는 부분 의존성 도표(partial dependence plot)를 제시하였다. 이상의 분석을 위해 파이썬(Python)을 사용하였다.

한국아동·청소년패널조사 2018의 초4 패널 4차년도 자료를 활용하여 중학교 1학년 학생의 진로적응력에 영향을 미치는 주요 요인을 탐색한 결과는 다음과 같다. 먼저, PFI를 기준으로 종속 변수인 진로적응력에 영향을 미치는 설명 변수의 상대적 중요도를 [그림 1]에 제시하였으며, 해석의 용이성을 위해 중요도 지수와 설명 변수의 영역별 분류를 <표 4>에 제시하였다. 또한 주요 설명 변수로 도출된 12개의 변수와 진로적응력 간의 관계를 확인할 수 있는 부분 의존성 도표를 부록에 제시하였다. 이때 가로축은 설명 변수의 척도, 세로축은 설명 변수의 변화에 따른 진로적응력의 예측값을 의미하며, 중요도 지수가 높은 설명 변수의 도표부터 차례로 제시하였다.

그림 1. 상위 12개 주요 설명 변수: 중학교

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첫째, 중요도 지수 상위 12개 변수 안에 학생 관련 변수 9개, 가정 관련 변수 2개, 학교 관련 변수 1개가 도출되었다. 분석에 투입된 전체 설명 변수 중에서 ‘학업무기력’이 중학교 1학년 학생의 진로적응력에 가장 중요한 영향을 미치는 변수로 나타났다. 다음으로 ‘그릿’, ‘협동심’, ‘주의집중’, ‘우울’, ‘학업열의’, ‘자아존중감’, ‘행복감’, ‘공격성’이 주요 변수로 도출되었다. 가정 관련 변수로는 ‘비일관성’, ‘자율성지지’, 학교 관련 변수로는 ‘교사관계’가 중요도 지수 상위 12위 안에 포함되었다. 도출된 12개의 변수 모두 4점 리커트 척도로 측정되었으며, 영역별 평균 단위로 모형에 투입된 변수이다.

둘째, 학습 관련 요인에 해당하는 변수는 총 2개이며, ‘학업무기력’, ‘학업열의’ 변수이다. 학업무기력 변수는 강한 부정(1)일 때 진로적응력에 긍정적으로 기여하는 것으로 나타났으며, 문항응답 수준이 높아짐에 따라 진로적응력 예측값이 점차 감소하였다. 이와 반대로 학업열의 변수는 약한 긍정(3)에서 강한 긍정(4)으로 학생들의 인식이 향상됨에 따라 진로적응력이 크게 증가하였으며, 진로적응력과 정적인 관계에 있는 것으로 확인되었다.

셋째, 신체 및 심리적 특성에 해당하는 변수는 총 7개로, ‘그릿’, ‘협동심’, ‘자아존중감’, ‘행복감’, 이외에 정서문제에 속하는 ‘주의집중’, ‘우울’, ‘공격성’이 포함되었다. 그릿, 협동심, 자아존중감, 행복감 변수는 긍정 문항으로, 진로적응력과 정적인 관계가 확인되었다. 특히, 그릿 변수는 긍정(3, 4) 응답한 경우 진로적응력 예측값이 크게 증가하였으며, 이외 협동심, 자아존중감, 행복감 변수에서는 강한 긍정(4)일 때 진로적응력이 증가하였다. 주의집중, 우울, 공격성 변수는 진로적응력과 부적인 관계에 있는 것으로 나타났다. 구체적으로 살펴보면, 우울과 공격성 변수는 강한 부정(1)일 때 진로적응력에 긍정적으로 기여하는 것으로 나타났으며, 주의집중 변수는 부정(1, 2) 응답한 경우에 진로적응력이 높게 나타났다.

넷째, 부모와 자녀 간 관계 영역에 해당하는 변수는 총 2개이며, ‘비일관성’, ‘자율성지지’가 포함되었다. 부정 문항인 비일관성 변수에 대해 강한 부정(1)으로 응답한 경우 진로적응력 예측값이 높게 나타났으며, 이에 따라 진로적응력과 부적인 관계에 있음을 알 수 있다. 이와 반대로 긍정 문항인 자율성지지 변수는 강한 긍정(4)일 때 진로적응력에 긍정적으로 기여하는 것으로 나타났다.

다섯째, 학교생활 영역에 해당하는 변수는 총 1개로, ‘교사관계’가 포함되었다. 교사와의 우호적인 관계에 대해 학생이 강한 긍정(4)으로 인식하는 경우 진로적응력이 높게 나타났으며, 이에 따라 중학교 1학년 학생의 진로적응력과 정적인 관계에 있는 것을 확인하였다.

한국아동·청소년패널조사 2018의 중1 패널 4차년도 자료를 활용하여 고등학교 1학년 학생들의 진로적응력에 영향을 미치는 주요 요인을 탐색한 결과는 다음과 같다. 먼저, 본 연구에서 중요도 지수로 사용한 PFI를 기준으로 전체 108개의 설명 변수 중에서 상위 12개의 변수를 [그림 2]에 제시하였으며, 해석의 용이성을 위해 중요도 지수와 설명 변수의 영역별 분류를 <표 5>에 제시하였다. 또한 주요 설명 변수로 도출된 12개의 변수와 진로적응력 간의 관계를 확인할 수 있는 부분 의존성 도표를 부록에 제시하였다. 이때 가로축은 설명 변수의 척도, 세로축은 설명 변수의 변화에 따른 진로적응력의 예측값을 의미하며, 중요도 지수가 높은 설명 변수의 도표부터 차례로 제시하였다.

그림 2. 상위 12개 주요 설명 변수: 고등학교

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첫째, 중요도 지수 상위 12개 변수 안에 학생 관련 변수 9개, 학교 관련 변수 3개가 도출되었다. 즉, 가정 관련 변수는 상위 12개 변수 안에 포함되는 변수가 없는 것으로 확인되었으며, 분석에 투입된 전체 설명 변수 중에서 ‘학업무기력’이 고등학교 1학년 학생의 진로적응력에 가장 중요한 영향을 미치는 변수로 나타났다. 다음으로 ‘주의집중’, ‘그릿’, ‘우울’, ‘자아존중감’, ‘사회적위축’, ‘학업열의’, ‘연간참여횟수(진로직업 활동)’, ‘신체증상’이 주요 변수로 도출되었다. 학교 관련 변수 중에서는 ‘친구관계’, ‘교사관계’, ‘학교생활 만족도’가 포함되었다. 도출된 12개의 변수 중에서 ‘연간참여횟수(진로직업 활동)’, ‘학교생활 만족도’는 개별 문항 단위로 모형에 투입되었다.

둘째, 학습 관련 요인에 해당하는 변수는 총 2개로, ‘학업무기력’, ‘학업열의’ 변수이다. 학업무기력 변수는 부정(1, 2) 응답인 경우에 진로적응력에 긍정적으로 기여하는 것으로 나타났다. 이와 반대로 학업열의 변수는 약한 부정(2)에서 약한 긍정(3)으로 학생들의 인식이 향상됨에 따라 진로적응력 예측값이 크게 증가하였으며, 진로적응력과 정적인 관계에 있는 것으로 나타났다.

셋째, 신체 및 심리적 특성에 해당하는 변수는 총 6개로, ‘그릿’, ‘자아존중감’, 이외에 정서문제에 속하는 ‘주의집중’, ‘우울’, ‘사회적위축’, ‘신체증상’이 포함되었다. 그릿과 자아존중감 변수는 긍정 문항이며, 진로적응력과 정적인 관계에 있는 것으로 나타났다. 특히, 그릿 변수는 약한 부정(2)에서 약한 긍정(3)으로 향상됨에 따라 진로적응력이 크게 증가하였으며, 자아존중감 변수는 강한 긍정(4)인 경우 진로적응력 예측값이 높게 나타났다. 주의집중, 우울, 사회적위축, 신체증상 변수는 진로적응력과 부적인 관계에 있는 것으로 확인되었다. 구체적으로 살펴보면, 우울, 사회적위축, 신체증상 변수는 강한 부정(1)일 때 진로적응력이 높았고, 주의집중 변수는 부정(1, 2) 응답한 경우 진로적응력이 높게 나타났다.

넷째, 배경 및 생활환경 영역에 해당하는 변수는 총 1개로, ‘연간참여횟수(진로직업 활동)’이다. 직업 체험, 진로 탐색 등 진로직업 관련 활동에 전혀 참여하지 않은 경우(1) 진로적응력이 매우 낮았으나, 참여 횟수가 증가함에 따라 진로적응력 예측값이 점차 높아지는 것으로 확인되었다.

다섯째, 학교생활 영역에 해당하는 변수는 총 3개로, ‘친구관계’, ‘교사관계’, ‘학교생활 만족도’이다. 친구 및 교사와의 관계에 대해 강한 부정(1)인 경우 진로적응력 예측값이 매우 낮았으나, 문항응답 수준이 높아짐에 따라 진로적응력 예측값이 점차 증가하였다. 학교생활 만족도에 긍정(4, 5) 응답한 경우 진로적응력이 높게 나타났다. 이에 따라 학교생활 영역에 포함된 세 변수 모두 진로적응력과 정적 관계에 있음을 확인하였다.