이 연구에서는 Morin et al. (2016)에서 제시한 다집단 잠재 프로파일 접근법을 다층 모형으로 확장하고, 이를 실제 자료에 적용해보는 데 목적이 있다. 이 연구에서는 과학 수업 방식에 대한 학생들의 인식 유형을 구분하고 국가 간 비교하기 위하여, PISA 2015의 한국, 일본 자료를 활용하였다. 이를 위해 다층 다집단 잠재 프로파일 분석(MMLPA)을 7단계로 나누어 실시하였으며, 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 이 연구에서는 PISA 2015 예시 자료를 활용한 다층 자료 분석 시, 다층 잠재 프로파일이 단수준 잠재 프로파일보다 적합한 것으로 나타났다. 둘째, 두 번째와 세 번째 단계에서는 한국과 일본에서 다층 잠재 프로파일의 형태적 및 구조적 유사성이 충족되었으며 두 국가에서 가장 적합한 모형은 4개 잠재 프로파일로 나타났다. 이후, 4~7단계에서는 잠재 프로파일의 분산 및 분포, 예측변수와의 관계, 평균이 두 국가 간 동일한 지 살펴봄으로써, 잠재 프로파일 특성의 차이가 국가의 맥락에서 해석될 수 있는지를 확인하였다. 이 연구는 학생이 학교에 내재한 다층 자료의 특성을 반영한 잠재 프로파일을 도출하고, 이를 활용하여 국가 간 다층 잠재 프로파일의 특성을 비교할 수 있는 접근을 제안하였다는 점에서 의의가 있다.