식물 탐구놀이 프로그램의 개발 및 적용 = Development and application of inquiry play program using plants

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 자연에서의 경험을 통하여 과학에 대한 관심과 흥미를 이끌어내기 위해 식물을 이용한 탐구놀이 프로그램을 개발하고 이를 중학생에게 적용하였을 때 학생들의 과학탐구능력과 과학에 관련된 태도 그리고 흥미에 미치는 효과를 알아보고자 하였다.
식물 탐구놀이 프로그램은 식물을 이용한 놀이를 통해 자연과 친숙해지고 이 과정에서 알고 싶어진 것들을 탐구과정을 거쳐 알아내도록 설계하였다. 특히, 의문점 해결을 위해 SAPAⅡ의 탐구과정 요소를 반영하여 과학탐구능력을 신장할 수 있도록 구성하였다.
연구 대상은 경기도 김포시 소재 G중학교 8학년 과학 탐구반 30명이었으며 격주로 시행되는 클럽활동 시간을 이용하여 총 6차시를 12시간에 걸쳐 실시하였다. 수업 실시 전․후에 동일한 검사지로 과학탐구능력, 과학에 관련된 태도, 흥미 검사를 실시하였고, 사후에 개념 검사지를 통해 프로그램 적용으로 획득한 개념을 조사하였다. 식물 탐구놀이 프로그램을 적용한 이 연구의 결과는 다음과 같다.
첫째, 식물 탐구놀이 프로그램은 ‘식물이 만드는 황금가루를 찾아라’, ‘때리면 붉게 변하는 뿌리를 찾아라’, ‘천연매니큐어를 찾아라’, ‘맛있는 식물을 찾아라’, ‘단풍나무 씨와 민들레 씨를 멀리 날려라’, ‘토종식물을 찾아라’, ‘천연물감을 찾아라’라는 7가지 주제로 개발되었으며 SAPAⅡ의 13가지 탐구과정 요소를 적절히 반영하여 학생들의 과학탐구능력의 향상에 도움이 될 것이라는 교사들의 평가를 받았다.
둘째, 식물 탐구놀이 프로그램 수업을 받은 학생들은 과학탐구능력의 변화에 통계적으로 유의미한 변화가 있었고 특히 ‘실험하기’ 영역에서 큰 향상 효과가 있었다. 셋째, 식물 탐구놀이 프로그램을 적용한 결과 학생들의 과학에 관련된 태도 변화에 통계적으로 유의미한 변화가 있었다. 넷째, 식물 탐구놀이 프로그램 수업을 받은 학생들은 흥미에 있어 통계적으로 유의미한 차이는 보이지 않았으나 흥미의 하위범주인 ‘활동차원’ 중 ‘상호의사교환 학습활동’에서는 통계적으로 유의미한 차이를 보여주었으며, ‘주제차원’, ‘신체적 경험을 통한 학습차원’, ‘인지적 활동을 통한 학습활동’, ‘내적 동기’ 범주에서도 평균 점수가 향상되었다. 다섯째, 개발된 식물 탐구놀이 프로그램 수업을 받은 학생들에게 개념 검사를 실시한 결과 각 프로그램을 통해 하나의 단편적인 지식을 습득하는데 그치지 않고 놀이를 통해 본인이 알고 싶어진 것들을 탐구과정을 통해 밝혔고 여러 가지 지식을 통합하여 결과를 도출해 냈다

결론적으로 이 연구에서 개발한 식물 탐구놀이 프로그램은 학생들의 과학탐구능력과 과학에 관련된 태도를 향상시키는데 효과적이었으며 흥미에도 긍정적인 효과를 미치는 것으로 나타났으므로 이 탐구놀이 프로그램을 잘 활용한다면 중학교 클럽활동 시간 뿐 아니라 초등학교나 중학생들의 야외 체험학습 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was intended to develop the inquiry play program to stimulate the interest in science through experiencing nature and learn the program's effect on scientific inquiry skills, students' interests and attitude toward science when it was applied to the middle school students.
The inquiry play program using plant was designed to familiarize students with nature through the play process using plants. It was also designed to make students learn what they were anxious to know during playing through the inquiry process. It was organized to enhance students' inquiry skills reflecting 13 inquiry skills elements of SAPA Ⅱ in order to solve the doubtful points.
The subjects of study were the 30 students of the Science Inquiry Class of G Middle School in Gimpo, Gyeonggi. The study was carried out 6 times for 12 hours during biweekly CA classes. Tests of students' attitudes toward science, their scientific inquiry skills and interest were carried out with the identical test before and after the class. After the class, the acquired concepts through the application of the program were determined on the questionnaires.
Results of the study were as follows :
First, the plant inquiry play programs were divided into 7 subjects : 'Search the golden powder made by plants' 'Search the roots turning red color when being hit' 'Search the natural manicure' 'Search the delicious plants' 'Search the native plants' 'Search the natural dyes' 'Send the seeds of the maple and the dandelion to a distance'.
Teachers evaluated the programs high in that they can improve the students' scientific inquiry skills reflecting 13 inquiry skills elements of SAPA Ⅱ.
Second, there were statistically significant changes in the students' attitudes toward science after the program was applied. Especially, there were significant improvement in the level of experimentation.
Third, there were statistically significant changes in the scientific inquiry skills of the students attending the program.
Fourth, there weren't statistically significant changes in the interest of the students attending the program. But there were statistically significant changes in ‘mutual-communication learning activities’ in ‘activity level', one of the subcategories of interest. Average scores in the ‘subject level', ‘learning level through the physical experience’, ‘learning activities through cognitive activity’ and ‘internal motivation’ categories were improved.
Fifth, when given the achievement test , students attending the inquiry play program learned what they were anxious to know during playing through the inquiry process, going beyond acquiring fragmentary knowledge. They also drew the conclusion combining various information and organized the theoretically approached subject well.
In conclusion, the inquiry play program designed in this study was effective in improving scientific inquiry skills and students' attitudes toward science and had an positive effect on students' interest. If it is used well, the inquiry play program can be used to make the field study materials for the elementary and middle school students as well as it can be used in CA class.

목차 (Table of Contents)

• 표 목차 = ⅵ
• 그림 목차 = ⅶ
• 논문 요약 = ⅷ
• Ⅰ. 서론 = 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 = 2
• 2. 연구 문제 = 4
• Ⅱ. 이론적 배경 = 5
• 1. 과학 탐구놀이 연구에 대한 고찰 = 5
• 2. 과학탐구능력에 대한 고찰 = 6
• 3. 과학에 관련된 태도에 관한 고찰 = 8
• 4. 과학에 대한 흥미 연구 고찰 = 10
• 5. 과학 놀이에 대한 선행연구 고찰 = 11
• Ⅲ. 연구 방법 = 13
• 1. 연구 절차 = 13
• 2. 식물 탐구놀이 프로그램의 개발 = 14
• 가. 식물 탐구놀이 프로그램의 주제 및 과학탐구요소 선정 = 14
• 나. 식물 탐구놀이 프로그램의 기본틀 = 15
• 3. 식물 탐구놀이 프로그램의 타당도 검증 = 15
• 4. 개발된 식물 탐구놀이 프로그램의 적용 = 16
• 가. 연구 대상 = 16
• 나. 연구 설계 = 16
• 다. 검사 도구 = 17
• 1) 과학탐구능력 검사 = 17
• 2) 과학에 관련된 태도 검사 = 18
• 3) 흥미 검사 = 18
• 4) 개념 검사 = 18
• 마. 자료 수집 및 분석 = 19
• Ⅳ. 결과 및 논의 = 20
• 1. 식물 탐구놀이 프로그램의 주제 선정 = 20
• 2. 식물 탐구놀이 프로그램의 기본틀 개발 = 22
• 3. 식물 탐구놀이 프로그램의 내용 = 23
• 가. 식물 탐구놀이 프로그램의 구성과 내용 = 23
• 나. 개발된 식물 탐구놀이 프로그램의 타당도 평가 결과 = 26
• 1) 식물 탐구놀이 프로그램의 타당도 평가 결과 = 26
• 2) 식물 탐구놀이 프로그램에 대한 교사 평가 결과 = 27
• 3) 식물 탐구놀이 프로그램의 수정 = 30
• 다. 차시별 교수학습지도안 = 31
• 4. 개발된 식물 탐구놀이 프로그램의 적용 결과 = 31
• 가. 과학탐구능력 검사 결과 = 31
• 나. 과학에 관련된 태도 검사 결과 = 34
• 다. 흥미 검사 결과 = 35
• 1) 흥미 검사 결과 = 35
• 2) 흥미 하위 범주별 검사 결과 = 36
• 라. 개념 검사지 분석 = 36
• Ⅴ. 결론 및 제언 = 42
• 참고 문헌 = 44
• ABSTRACT = 48
• 부록 = 51