본 연구는 수능 시험 당일 pm10 농도가 시험 점수에 미치는 영향을 분석한다. 수능 시험 날의 미세먼지 농도는 연도별로 차이를 보이는데 이를 활용해 농도가 높은 해에 시험을 치른 학생의 점수와 농도가 낮은 해에 시험을 치른 학생의 점수를 비교하는 것이다. 이 때 ...
본 연구는 수능 시험 당일 pm10 농도가 시험 점수에 미치는 영향을 분석한다. 수능 시험 날의 미세먼지 농도는 연도별로 차이를 보이는데 이를 활용해 농도가 높은 해에 시험을 치른 학생의 점수와 농도가 낮은 해에 시험을 치른 학생의 점수를 비교하는 것이다. 이 때 추정치의 편의를 제거하기 위해 동일한 학교를 다닌 학생끼리 점수를 비교한다. 즉, 학교 고정효과를 통제하여 2010년 서울시 A학교를 다닌 고3의 시험 점수와 2011년에 동일한 학교를 다닌 고3의 점수를 비교하는 것이다. 같은 학교를 다니는 학생은 부모 소득, 부모 학력 등 가정 배경이 동질적이고 따라서 이들 간 비교는 편의를 유발하지 않는다. 한편, 수능 시험은 11월 둘째 주 목요일로 시험 날짜가 고정되어 있기 때문에 미세먼지 농도를 미리 예측하고 농도가 낮은 날에 시험을 치르는 것이 원천적으로 불가능하다. 미국의 대학입학시험인 SAT는 이런 것이 가능한데, 학업성적이 우수한 학생이 농도가 낮은 날(월)을 시험 날로 선택하면 미세먼지 영향은 과대추정된다.
본 연구는 2009-2015년 데이터를 분석한다. 미세먼지 데이터는 환경부 산하 한국환경공단에서 운영하는 에어코리아 데이터다. 에어코리아는 2000-2015년 전국 93개 시군의 공기 중 유해물질 데이터를 제공하는데 여기에는 pm10은 물론 일산화탄소(CO), 아황산가스(SO2), 일산화질소(NO), 오존(O3)의 정보가 담겨있다. 데이터가 날짜별 시간별로 제공되기 때문에 수능 당일 각 과목의 시험 시간에 미세먼지 농도가 어떠했는지 알 수 있다. Ebenstein et al. (2016)의 경우 시간 단위 미세먼지 농도를 사용하지 않고 일 단위 농도를 사용했는데 이 점에서 본 연구가 진일보한 것이라 할 수 있다. 회귀분석 시 시험 당일 날씨도 통제하는데 날씨 데이터는 기상청 자료개방포털 데이터를 사용한다. 본 데이터에는 각 시군의 기온, 습도, 강수량 등의 날씨 정보가 담겨 있다. 날씨 데이터 역시 날짜별 시간별로 제공되기 때문에 시험 시간 중 날씨를 알 수 있다. 수능 시험 데이터는 교육부 EDSS(에듀 데이터 서비스) 데이터를 활용한다. EDSS는 2009-2015년에 치러진 수능 시험의 개인별 점수를 제공한다. 시험 응시자의 50%인 약 30만 명의 시험 점수가 매년 공개되므로 해당 데이터에는 약 200만 명의 시험 점수가 담겨있다. 시험 점수는 물론 시군구 단위의 학교 위치 정보를 제공하기 때문에 미세먼지 데이터, 날씨 데이터와 결합하는 것이 가능하다. 회귀 분석에 사용된 샘플의 크기가 Ebenstein et al. (2016)는 약 40만 명이나 본 연구는 이보다 훨씬 큰데 이 역시 기존 연구 대비 진일보한 점이다.
본 연구에서 추정하는 회귀식은 아래와 같다. 하첨자 i, s, c, t는 각각 학생, 학교, 시군, 수능 시험 연도다.
A(isct) = β(0) + β(1)PM(ct) + X(ct)B + α(s) + γ(t) + ε(isct) (1)
종속변수 A는 수능 시험 표준점수로 언어, 수리, 외국어 영역 점수가 각각 사용된다. PM은 수능 시험이 치러진 시각의 pm10 농도다. 언어영역은 시험일 오전 9시, 수리, 외국어 영역은 오전 11시, 오후 2시의 미세먼지 농도가 각각 사용된다. 벡터 X는 시험 시각의 기온, 습도, 일산화탄소 등의 기타 유해물질 변수를 포함한다. α, γ, ε는 각각 학교 고정효과, 연도 고정효과, 잔차항이다.
회귀식에서 관심계수는 β1인데 값이 (-)이면 미세먼지 농도가 높아질 때 시험 점수가 하락하고 (+)이면 상승하는 것이다. 학교 고정효과를 통제함으로써 시험 점수는 동일한 학교를 다닌 학생(학교 선후배)끼리 비교한다. 지역이 서로 다른 학생 간 점수를 비교하면 학생들의 점수 차이가 미세먼지 농도 차이로 인한 것인지 부모 소득 등 지역 특성 차이로 인한 것인지 알 수 없다.
본 연구는 미세먼지의 영향이 성별, 학업성적별로 다른지도 분석한다. 또한 시험 당일의 오염정도뿐 아니라 시험 90일 전부터 시험 전날까지의 미세먼지가 미치는 영향도 살펴본다. 미세먼지의 영향이 노출 즉시 나타날 수도 있지만 시간을 두고 서서히 나타날 수도 있기 때문에 이를 분석한다.