과학 탐구 중심 교수․학습 전략의 효과에 대한 메타분석 = A Meta-Analysis of the Effectiveness of Science Inquiry-Based Teaching and Learning Strategies|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

과학 탐구 중심 교수․학습 전략의 효과에 대한 메타분석 신 승 희 한국교원대학교 대학원 교육과정 및 교육평가 전공 (지도교수 유 진 은) 첨단기술의 급속한 발전으로 변화하는 현대 사회를 살아가는 민주시민에 게는 과학적 소양이라는 핵심 역량이 요구된다. 그렇기에 과학적 소양의 함 양은 과학 교육의 핵심 목표이며, 역량 함양을 위한 방안으로 과학적 탐구 의 중요성은 더욱 강조되었다. 본 연구의 목적은 초․중․고등학교 과학 교육 현장에서 실제로 활용되는 과 학 탐구 중심의 교수․학습 전략이 학생들에게 미치는 교육적 효과를 종합적 으로 이해하는 데 있다. 이를 위해, 탐구 기반의 수업 효과를 체계적으로 분 석하는 메타분석을 실시하였다. 과학 교육에서 탐구의 적용은 매우 중요하 므로 그동안 과학 탐구와 관련된 많은 연구가 진행되어왔다. 그러나 이러한 개별 연구의 결과들은 일관되지 않으므로 본 연구에서는 과학 탐구 교수․학 습 전략의 실제 효과를 종합적이고 체계적으로 분석하고, 과학 탐구 교수․학 습 전략의 효과 크기에 대한 조절변인을 탐색함으로써 관련 연구들을 정리 하고자 한다. 이를 위한 주요 연구 문제는 과학 탐구 중심 교수․학습 전략의 전체 평균 효과크기 및 종속변인별 효과크기와 조절변인(프로그램 유형, 학 교급)에 따른 과학 탐구 중심 교수․학습 전략의 효과 크기를 구하고, 효과크 기가 가진 교육적 의미를 분석하는 것이다. 분석에는 학술연구정보서비스(RISS)에서 검색된 논문 중 PICOS 기준에 따 라 선정한 국내학위논문 61편, 국내학술논문 16편으로 총 77편의 연구가 최 종적으로 포함되었다. 분석 과정에서 독립성 가정을 위해 전체 평균 효과크 기는 개별 연구물을 분석 단위로 하였으며, 하위집단 분석에서는 효과크기 를 분석 단위로 하였다. 전체 평균 효과크기를 산출하기 전에 개별 효과크 기를 검토하여 이상치를 제거하였고, 출판 편향 및 이질성 검증을 절차대로 진행하였다. 77편의 연구에서 총 183개의 개별 효과크기가 나왔으며, 분석에 사용된 효과크기는 Hedgesʼ g이다. 전체 평균 효과크기를 구하는 방식으로는 무선효과모형을 선택하였다. 본 연구의 독립변인은 과학 탐구 중심의 교수․학습 전략이며, 종속변인은 학습성과 영역인 과학 성취, 과학 탐구 능력, 과학적 사고력, 과학 창의성, 과학적 문제해결력, 과학 학습 동기, 과학에 대한 태도, 과학적 태도로 총 8 개이다. 전체 평균 효과크기를 구한 후, 종속변인별 차이 및 하위 조절변인 에 따른 차이를 탐색함으로써 탐구 중심 수업이 학생들에게 어떠한 영향을 미치는지를 분석하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 탐구 중심 교수‧학습 전략의 효과크기는 .622로 중간 수준이었 으며 통계적으로 유의하였다. Cohenʼs U3은 73.29%로 과학 탐구 중심 교수‧ 학습 전략을 사용한 교육활동이 평균적으로 50% 수준에서 73.29% 수준으로 향상되었다는 것을 의미한다. 둘째, 과학 탐구 중심 교수‧학습 전략의 학습성과 영역별 효과크기의 크기 가 큰 변인부터 순서대로 나열하면 과학 학습 동기, 과학적 사고력, 과학적 문제해결력, 과학 창의성, 과학적 태도, 과학 탐구 능력, 과학에 대한 태도, 과학 성취 순으로 나왔다. 학습성과 영역별 효과크기는 모두 통계적으로 유 의하였으며, 특히 과학 학습 동기는 과학 탐구 중심 교수․학습 전략의 교육 활동 결과로 확인한 종속변인 중 효과크기(.865)가 가장 큰 변인이며, 메타 회귀분석 결과에서도 과학 학습 동기는 다른 학습성과와의 차이가 통계적으 로 유의했다. 셋째, 조절변인 중 프로그램 유형에 따른 효과크기는 탐구적 과학글쓰기, 탐구 설계, 자유탐구, STEAM 순으로 효과크기가 컸으며, 모두 중간 수준의 효과크기로 통계적으로 유의하였다. 프로그램 유형별 효과크기의 차이는 통 계적으로 유의하지 않았으며, 이는 특정한 탐구 설계 수업에 상관없이 모든 탐구 중심 교수․학습 전략이 학습성과 영역의 긍정적 향상에 영향을 줄 수 있다는 것으로 해석할 수 있다. 넷째, 조절변인 중 학교급에 따른 효과크기는 중학교, 초등학교, 고등학교 순으로 효과크기가 컸으며, 중간 수준의 효과크기로 통계적으로 유의하였다. 메타회귀분석 결과, 학교급간의 학습성과 영역별 차이에서 고등학교가 다른 학교급과 유의한 차이를 보였다. 이 연구의 목적은 메타분석을 통해 과학 탐구 중심의 교수․학습 전략의 효과에 대해 체계적으로 분석하고 탐구 전략의 효과크기에 대한 조절변인들 을 탐색함으로써 교수․학습 전략으로서 과학 탐구의 중요성과 유용성을 경 험적으로 확인하는 것이다. 그 결과, 과학 탐구 중심의 교수․학습 전략은 중 간 수준의 교육적 효과를 가졌으며, 모든 프로그램 유형이 교육적 효과를 가졌다는 것을 확인하였다. 이는 학교 현장에 효과적으로 과학 탐구 중심의 교육활동을 계획하고 실행할 때, 보다 융통성 있게 학생들의 특성과 상황에 맞는 적절한 수업 설계를 할 수 있다는 가능성을 보여준다. ※ 이 논문은 2026년 2월 한국교원대학교 대학원위원회에 제출된 교육학 석사학위 논문임.

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과학 탐구 중심 교수․학습 전략의 효과에 대한 메타분석 신 승 희 한국교원대학교 대학원 교육과정 및 교육평가 전공 (지도교수 유 진 은) 첨단기술의 급속한 발전으로 변화하는 현대 사...

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