科學敎科에서 科學自己效能感 增進 敎授 · 學習 戰略 開發 및 適用

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 과학 수업에서 과학 학업성취도 향상을 위하여 과학 자기효능감 증진 교수․학습 전략을 활용하는 수업 과정을 개발하였고, 이를 적용하여 나타나는 학습 효과를 알아보고자 하였다.
과학자기효능감에 대한 문헌연구를 통하여 일반적인 학업적 자기효능감을 바탕으로 과학자기효능감을 정하였다. 과학자기효능감은 과학교과에서 학습자가 과학내용을 학습하고 과제 및 실험, 조사 등 과학 학습 활동과 탐구 활동을 수행하기 위해 필요한 행위를 조작하고 실행해 나가는 자신의 과학적 능력에 대한 신념이다. 과학자기효능감을 구성하는 요인은 과학 탐구적 상황에서의 과학자기자신감, 과학 탐구 목표와 관련된 탐구활동에 대한 과학수행자신감, 과학 탐구 활동 수행에 대한 과학성취기대감이다.
중학교 과학교과에서 과학 학업성취도 향상을 위하여 학습자의 과학자기효능감을 증진시킬 수 있는 교수․학습 전략을 활용하는 수업과정을 개발하였다. 이 수업 과정은 메타인지의 자기조절을 활용하여 수업단계를 준비, 참여, 조화, 평가 단계로 구분하고 각 단계마다 자기-질문을 통하여 자신을 점검하게 하였다.
또한, 수업의 단계마다 과학자기효능감을 증진시키기 위한 전략을 과학수업에서 다양한 성취경험과 대리경험을 제공하고, 과학 교사의 긍정적인 언어적 설득과 정서적 대처 훈련으로 학생들의 과학자기효능감을 증진시키도록 개발하였다.
본 연구에서 개발한 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략을 활용한 수업을 중학교 2학년 과정인 ‘자극과 반응’ 단원의 감각기관과 신경계를 8차시 수업에 적용하였다. 수업의 검증을 위해 통제집단은 전통적인 방법으로 ‘자극과 반응’에 대한 수업을 실시하였고, 실험집단은 개발한 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략을 활용한 수업을 같은 단원인 ‘자극과 반응’에 대해 실시하였다. 수업의 검증 방법은 수업 실시 전 사전 학업성취도 과학자기효능감을 측정하여 동일집단임을 확인하고, 수업 적용이 끝난 1주일 후, 사후 학업성취도 검사와 사후 과학자기효능감 및 사후 과학수행 과학자기효능감 검사를 실시하여 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략을 활용한 수업의 학습효과를 분석하였다.
과학자기효능감 증진 교수․학습 전략을 활용한 수업의 학습효과를 분석한 결과는 다음과 같다.
첫째, 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략을 활용한 수업이 학습자들의 학업성취 향상에 긍정적인 효과가 있었다. 즉 전통적인 설명식 수업으로 진행한 통제집단보다 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략을 활용한 수업을 적용한 실험집단의 학업성취도가 통계적으로 유의미하게 높게 나타났다.
둘째, 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략 수업을 활용한 수업이 학습자들의 과학자기효능감 증진에 긍정적인 효과가 있었다. 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략 수업을 활용한 수업을 적용하기 전과 후의 과학자기효능감을 비교하여 분석한 결과 통계적으로 의미가 있었다.
셋째, 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략 수업을 활용한 수업이 학습자들의 과학수행에 대한 과학자기자신감, 과학수행능력, 과학성취기대감 증진에 긍정적인 효과가 있었다. 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략 수업을 적용하기 전과 후에 실시한 과학자기효능감 검사를 분석한 결과 학생들의 과학수행능력에 있어서 통계적으로 유의미한 결과를 나타냈다. 또한 과학수행능력에 대한 과학자기자신감과 과학수행자신감 통계적으로 유의미한 결과를 나타냈다.
이는 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략을 활용한 수업단계와 각 단계에서의 점검단계에서 과학 수업에서 수업 준비, 수업 태도, 학습 내용의 이해 정도 등을 각 단계마다 자기-질문에 표시하여 점검하는 활동이 학생들의 수업 활동에 긍정적인 영향을 주었다고 할 수 있다.
또한 과학자기효능감 증진을 위해 개발한 다양한 학습 자료를 수업의 단계마다 적절하게 활용하여 학생들의 학습동기를 유발하고, 재미있게 수업활동을 전개하여 적극적인 참여를 유도하였고, 모두가 참여할 수 있는 탐구활동과 학습정리 쉽게 풀 수 있는 형성평가 문제 등이 과학자기자신감, 과학수행자신감, 과학성취기대감을 높여 주었고, 과학자기효능감이 증진되어 과학학업성취도도 향상되었다고 할 수 있다.
이상의 결과로 볼 때 중학교 과학교과에서 과학자기효능감 증진 교수 ․학습 전략을 활용한 수업은 학습자의 과학자기효능감 증진과 과학 학업성취도 향상에 효과적인 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

ABSTRACT



Development and Application of Teaching-Learning Strategies for Improving the Science Self-Efficacy in Secondary School Science


Kyu-Young, Cho


Department of Biology Education
Graduate School of Kongju National University
Gongju, Korea


(Supervised by Professor Hyun-Sup, Kim Ph,D)




The purpose of this study is to develop teaching-learning strategies for improving the science self-efficacy of secondary school science and to examine the learning effects of its application in science education.
The science self-efficacy is an idea regarding one’s own scientific ability that students may study scientific contents, and conduct various experiments. There are three components of science self-efficacy: self-confidence in science, performance-confidence of science, and achievement-expectation of science. The teaching and learning strategies were developed in order to improve science self-efficacy for scientific achievement of students in secondary school science.
In the classroom, the steps consist of preparing, engaging, orchestrating and evaluating, where in the students check their accomplishment by themselves through self-questions at each step based on the theory of being self-regulatory in meta-cognition. Also, performance accomplishment, vicarious experience, verbal persuasion, and emotional arousal were used at each step to improve the science self-efficacy as strategies.
These strategies were applied to the 'stimulation and response' unit of secondary school science textbook. Subjects were 111 students in eighth grade. They were divided into two groups, although one was a control group that was taught by traditional ways, the other was an experimental group that was taught by using strategies for improving the science self-efficacy.
There were several effects of teaching and learning strategies in order to improve science self-efficacy. First, the mean score of achievement of the experimental group was 33.46 compared with the control group, 29.93, which was significant difference (p<.05). The result showed that strategies for improving the science self-efficacy have a positive influence on students’ academic accomplishment.
On top of that, when students of the experimental group in another survey took the class with and without using strategies for improving the science self-efficacy, the scores of each case were 3.11 and 3.37, respectively. There were significant differences between the mean scores (p<.05). This indicates a positive effect on students’ improvement of science self-efficacy. In addition, the students’ self-confidence in science, performance ability of science, and the expectation-achievement of science were facilitated in the instruction that strategies for improving the science self-efficacy were applied to.
In conclusion, strategies for improving the science self-efficacy were effective with respect to improvement of science self-efficacy and scientific achievement of students.
As deficiencies were noticed while applying these strategies, they needed to be continually modified and supplemented.

목차 (Table of Contents)

• <목 차>
• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구 목적 4
• 3. 연구 문제 4
• 4. 용어의 정의 5
• Ⅱ. 이론적 배경 7
• 1. 자기효능감 7
• 2. 과학자기효능감 14
• 3. 과학자기효능감 증진 전략 20
• 4. 과학수업에서 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략 활용 40
• Ⅲ. 연구 방법 50
• 1. 연구 절차 50
• 2. 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략 개발 52
• 1) 개발절차 52
• 2) 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략의 개발 53
• 3) 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략 활용을 위한 수업 과정 55
• 3. 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략의 적용58
• 1) 연구 내용 58
• 2) 연구대상 58
• 3) 연구의 설계 59
• 4) 수업 처치 60
• 5) 검사도구 63
• 6) 면담 조사 66
• 7) 연구 결과 분석 67
• Ⅳ. 연구결과 및 논의 69
• 1. 과학교과에서 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략 수업의 개발 69
• 1) 수업의 특징 70
• 2) 단계별 학습활동 73
• 3) 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략을 활용하는 수업의 단계 82
• 2. 과학수업에서 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략의 적용 93
• 1) 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략 활용 수업이 학업성취도에 미치는 영향 93
• 2) 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략을 활용한 수업의 효과 105
• 3) 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략을 활용한 수업이 과학수행능력에 미치는 영향 120
• 3. 과학자기효능감 증진 교수․학습 전략의 수업에 대한 면담 조사 131
• 1) 준비단계 131
• 2) 참여단계 136
• 3) 조화단계 137
• 4) 평가단계 143
• 5) 점검 146
• 6) 수업 149
• Ⅴ. 결론 및 제언 153
• 참고문헌157
• ABSTRACT 169
• 부 록 173
• 감사의 글 253

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80. 학습자의 학업적 자기효능감 수준에 따라 설명식수업과탐구식수업이 학업성취에 미치는 효과, 전영미, 한국교원대학교 대학원, , 2004

81. ARCS 전략을 적용한 초등학교 과학 수업이 과학적 태도 자기효능감 및 학업성취도에 미치는 영향, 김진수, 부산교육대학교 교육대학원, , 2006

82. 초인지 전략 수업 모형의 탐색 및 교과 분석 -고등학교물리 교육과의 역학개념 학습을 중심으로-, 심재학, 고려대학교, , 1994

83. 중학교 생물수업에서 문제 중심학습이 메타인지수준에따라 문제해결과정 및 자기효능감에 미치는 효과, 조미경, 한국교원대학교 교육대학원, , 2008

84. 인지와 메타인지 전략교수가 경도장애학생의 수학 문장제 문제해결 수행능력·태도·귀인에 미치는 영향, 김현진, 이화여자대학교 대학원, , 2007

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88. 멀티미디어를 활용한 수준별 수업이 중학생의 과학 학업성취도와 태도에 미치는 영향 : 중학교 1학년 '생물의 구성' 단원을 중심으로, 최지아, 이화여자대학교 교육대학원, , 2005

89. 멀티미디어를 활용한 수준별 수업이 중학생의 과학 학업성취도와 태도에 미치는 영향 -중학교 2학년 ‘광합성과 호흡’ 단원을 중심으로-, 정지나, 이화여자대학교 교육대학원, , 2002