과학탐구실험에서 초등교사의 탐구능력과 선행지식, 인지수준 및 배경변인과의 관계 = The Relationships between Process Skill and Prior Knowledge, Cognitive Level, Personal Variables of Elementary School Teachers in Science Inquiry Experiment.

국문 초록 (Abstract)

과학교육에서 탐구는 과학 교과 내용에서 무엇보다도 중요한 주제이다. 개정 7차 교육과정에서는 자유탐구를 제시하여 초등학교 과학수업에서도 자기 주도적으로 심화된 탐구를 할 기회를 제공하여 종합적인 탐구능력을 기르도록 하고 있다. 또한, 교육은 교사에 의해 이루어지며 교사가 가르치는 과학교과에 대해 갖고 있는 지식은 해당 교과 수업뿐만 아니라 학생들에게도 영향을 미친다. 따라서 이 연구에서는 탐구실험과정에서 보여주는 초등교사의 탐구능력을 분석하여 그들의 탐구수준을 확인하고, 교사들의 탐구능력이 선행지식, 인지수준, 배경변인과 어떻게 관련되는지를 알아보는데 목적을 두었다.
이 연구의 목적을 달성하기 위해 충북 소재 초등 과학교육전공 교육대학원생 25명을 대상으로 탐구능력측정 활동지와 열역학 관련 지식 검사지를 개발하여 사용하였고, SRT Ⅶ을 사용하여 인지수준을 검사하였다. 또한 배경변인인 고등학교 시절의 계열, 대학 심화과정, 교육경력을 알아보았다.
기초적인 열역학 개념이 포함된 탐구실험과정에서 초등교사의 탐구능력을 분석한 결과, 문제인식 및 가설설정 단계에서 관찰에 기초하나 가설을 어떻게 작성하는지 정확히 알지 못하였으며, 실험설계 및 실험절차의 고안단계에서는 일부의 변인을 확인하여 부분적으로 실험을 설계하는 수준으로 분석되었다.
탐구문제 해결에 필요한 선수지식 수준을 검사한 결과, 초등학교 교사는 기화열에 대한 개념은 잘 형성되어 있었으나, 비열개념에 대해 정확하게 알지 못하였고, 열과 온도에 관련된 초등교사의 개념형성정도도 대단히 낮음을 확인할 수 있었다. 선행지식과 탐구능력과의 관계를 알아본 결과, 문제인식 및 가설설정, 실험설계 및 실험절차의 고안에서 모두 높은 상관을 보였다.
인지수준이 형식적 조작 전기 이하인 교사와 후기인 교사 사이의 탐구능력은 문제인식 및 가설설정에서 두 집단이 큰 차이를 나타낸 반면에, 실험설계 및 실험절차의 고안에서는 집단 간에 차이가 거의 없었다. 배경변인에 따른 집단별 탐구능력 평균점수를 비교했을 때, 고등학교 시절의 계열이 자연계인 집단과 인문계인 집단의 차이가 거의 없으나, 대학 심화과정이 과학인 집단과 비과학인 집단은 차이가 있었다. 또한 교육경력이 5년 미만인 교사가 5년 이상인 교사보다 높았다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In science education, inquiry is most important subject. Revised 7th curriculum suggested free inquiry so offered the opportunity of self-leading deepen inquiry and raised integrated process skill. Also, education is carried out by teachers, so teachers’ major knowledge affects classes and students. Thus, in this study, teachers’ process skill in science inquiry experiment were analyzed and examined and with the result, I comprehended the relationships between process skill and prior knowledge, cognitive level, personal variables of elementary school teachers.
To accomplish the purpose of this research, I selected 25 graduate students who major in element science education and used survey report for measuring process skill and knowledge about thermodynamics. Moreover, I examined their cognitive level by using SRT Ⅶ and surveyed departments of high school like liberal arts and science, university particular course, and one’s educational careers as personal variables.
The result of primary school teachers’ process skill in science inquiry experiment included basic thermodynamics notion represented they partially knew how to write hypothesis in stepl of cognizing problem and establishing hypothesis and in step of designing experiment and processing, they only checked a part of variable and designed limited experiments.
The level of prior knowledge was shown well-formed knowledge about evaporation heat, but not the concept of specific heat. and degree of conception forms of heat & temperature was very low. Analyzing the relation of pre-knowledge and process skill, cognizing problem and establishing hypothesis and designing experiment and processing, it was found that the interrelation was considerably meaningful.
Teachers whose cognitive level is below formal pre-operational period and the other teachers, formal post-operational period, revealed differences of abilities’ standard scores remarkably in step of cognizing problem and establishing hypothesis, but there were few gap in step of designing experiment and processing. In comparing factors of personal variables, high school departments affected slightly, but university particular course quite did. Furthermore, teachers who had educational career below 5 years expressed higher score than above 5 years.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 = 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 = 1
• 2. 연구 문제 = 3
• 3. 용어 정의 = 3
• 4. 연구의 제한점 = 4
• II. 이론적 배경 = 6
• 1. 탐구 이론 = 6
• 2. 탐구의 구성요소 = 10
• 3. 선행연구 고찰 = 13
• III. 연구 방법 = 19
• 1. 연구 절차 = 19
• 2. 연구 대상 = 21
• 3. 자료 수집 = 22
• 4. 자료 처리 및 분석 = 25
• IV. 연구 결과 및 논의 = 28
• 1. 초등학교 교사의 탐구능력 수준 = 28
• 2. 초등학교 교사의 열역학 관련 지식 = 31
• 3. 선행지식, 인지수준, 배경변인이 탐구능력과의 관계 = 41
• V. 결론 및 제언 = 48
• 1. 결론 = 48
• 2. 제언 = 49
• 참고문헌 = 50
• ABSTRACT = 54
• 부록 = 56