예비유아교사의 유아과학교육을 위한 PBL 교수학습 모형 개발과 적용 = Development and application on problem-based learning model for early childhood science education of preservice teacher

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 예비유아교사의 유아과학교육을 위한 PBL 교수학습 모형을 개발하여 이를 실제적으로 적용해 봄으로써 그에 대한 효과를 검증하는 데 목적이 있다. 이와 같은 연구의 목적을 위해 선정된 연구문제는 다음과 같다.
1. 예비유아교사의 유아과학교육을 위한 PBL 교수학습 모형을 어떻게 개발할 것인가?
2. 예비유아교사의 유아과학교육을 위한 PBL 교수학습 모형 적용의 효과는 어떠한가?
1) 예비유아교사의 유아과학교육을 위한 PBL 교수학습 모형이 학업성취도에 미치는 효과는 어떠한가?
2) 예비유아교사의 유아과학교육을 위한 PBL 교수학습 모형이 과학적 태도에 미치는 효과는 어떠한가?
3) 예비유아교사의 유아과학교육을 위한 PBL 교수학습 모형이 과학교수 효능감에 미치는 효과는 어떠한가?
이상의 연구문제에 따라 다음과 같은 절차로 연구가 진행되었다.
연구문제 1에서는 국내.외 관련 논문과 자료들의 문헌고찰을 토대로 PBL의 효과 및 제 변인들 등을 살펴보고, 연구의 필요성을 구체화하여 교수학습 모형 시안을 구성하였으며, 전문가와의 협의를 통해 적합성 검토 및 수정을 거친 후 예비유아교사의 유아과학교육을 위한 PBL 교수학습 모형을 개발하였다.
연구문제 2에서는 본 실험에 들어가기 전에 모형 적용의 적합성을 알아보기 위해 D대학 유아교육과의 2009년 1학기 유아과학교육 수업시간에 모형을 예비로 적용한 후 수정 보완하였다. 본 실험은 D대학 유아교육과의 2010년 1학기 유아과학교육 수업시간에 실시하였다. D대학은 2년∼3년 과정의 전문대학으로 유아교육과는 3년 과정이며, 1년 3학기제로 운영되고 한 학기는 12주로 진행된다. 적용대상은 유아교육과 3학년 학생으로 실험집단 26명과 통제집단 24명으로 선정하였으며, 실험집단은 유아과학교육을 위한 PBL 교수학습 모형을 적용하였고, 통제집단은 강의식 수업과 전통적 소집단 수업을 실시하였다. 적용 후의 효과를 측정하기 위해 학업성취도검사, 과학적태도검사, 과학교수효능감검사를 사전검사와 사후검사로 실시하였으며 수집된 자료들은 SPSS/WIN(10.0)을 이용하여 통계처리 하였다. 또한 양적 연구를 보충하기 위하여 참여관찰, 개별면담, 집단면담, e-mail과 전화상담, 과학 자서전, 성찰저널쓰기, 문서의 탐색, 연구자 연구일지 등을 통하여 자료를 수집하고 수집된 자료의 내용을 분석하였다.
이상과 같이 진행된 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 예비유아교사의 유아과학교육을 위한 PBL 교수학습 모형은 유아과학교육 교과를 이론과 실제를 포함하여 이론중심수업 절차와 실제중심수업 절차의 유형으로 구분하였다. 모형의 기본 원리는 자기주도학습과 협동학습을 강조하고, 이를 위하여 교수자는 촉진자 또는 안내자의 역할을 하며 학습 형태는 협동학습과 개별학습 형태로 진행된다는 것과 학습자 스스로 관심을 가질 수 있는 문제를 중심으로 다양한 해결안을 도출해 봄으로써 해당 분야의 전문지식과 문제해결 능력, 반성적 사고 능력을 향상시키는 것을 목적으로 하는 PBL 과정을 이해하는 것이다.
본 모형의 이론중심수업 절차는 1)수업 분위기 조성 2)문제 제시 3)잠정적 문제해결 시도 4)자율학습 5)협동학습 및 토의학습 6)토론 결과 발표학습 7)정리 및 평가 단계의 총 7단계로 1, 2, 3, 4차시 수업이 동일한 방식으로 순환적으로 반복되는 것이다.
구체적으로, 교수자는 유아과학교육 수업을 위한 분위기를 조성하고 대집단 강의로 학습목표에 대한 설명을 한 후 문제를 제시하고 문제에 대한 주인의식을 느끼도록 하며 제출할 과제물에 대한 소개를 한다. 다음은 모둠활동으로 협동학습을 위한 역할을 분담하고, 다양한 아이디어를 적극 수용하며, 잠정적인 해결안에 대한 모둠원들의 생각을 종합한다. 잠정적인 해결안에 따른 모둠의 학습목표를 규명하고 각각의 학습목표를 설정하고 분담한다. 그 다음은 개별활동으로 학습 자료를 선택하고, 각각 주어진 과제를 해결한 후, 문제해결을 위한 현재 자신의 상태와 나아갈 방향, 자아성찰 등을 하는 자율학습 시간을 갖는다. 다시 모둠활동으로 모둠별로 모여서 협동학습 및 토의학습을 하는데 같은 모둠원들의 다양한 견해나 관점을 접하며, 개인이 지닌 사고의 영역과 범주를 넘어서 관련 지식에 대한 전문적 지식을 확장하고, 모든 사회 현상과 문제는 하나의 지식과 해결책으로는 설명할 수 없다는 상대주의적 관점을 배운다. 새로 얻은 지식을 활용하여 모둠의 해결책으로 재종합한다. 전달내용을 개별 정리하여 자기 모둠의 견해를 전달하는 과정에서 지식을 공유하고, 토론결과 발표 학습을 통해 보고서 작성 및 발표를 한다. 토론결과 발표 학습이 끝나면 교수자는 문제에 따른 해결책을 정리하고, 예비유아교사들은 동료 평가표, 자기 평가표, 모둠 간 평가표, 성찰저널을 작성하고 제출한다.
본 모형의 실제중심수업 절차는 유아과학교육에 대한 모의수업을 준비하고 시연한 후 평가하는 과정으로 3명이 한 모둠이 된다. 각각의 모둠은 유치원 교육과정(2007)에 제시되어 있는 생활주제를 모둠의 명칭으로 하며, 유치원 재원 유아들의 연령이 만

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to develop Problem-Based Learning (PBL) model for early childhood science education of preservice teachers, apply it practically and verify the effect thereof. Questions to be discussed to conduct this study are as follows:
1. How can PBL model for early childhood science education of preservice teachers be developed?
2. What is the effect of the practical application of PBL model for early childhood science education of preservice teachers?
1) How does PBL model for early childhood science education of preservice teachers have an effect on academic achievement?
2) How does PBL model for early childhood science education of preservice teachers have an influence on scientific attitude?
3) How does PBL model for early childhood science education of preservice teachers have an impact on science teaching efficacy?
With these questions, the study was carried out in accordance with the following procedure.
To answer Question 1, based on the investigation of relevant domestic and overseas dissertations and materials, the effect of PBL and all possible variants thereof were examined to realize the necessity of the present study and design a draft model, and then, PBL model for early childhood science education of preservice teachers was developed via suitability review and revision with educational experts.
For answering Question 2, prior to conducting the present experiment, in order to examine the suitability of PBL model application, PBL model was preliminarily applied to an early childhood science education class held in D university, department of early childhood education, in the first semester of 2009, and then revised and supplemented. The present experiment was performed in an early childhood science education class held in the same university, same department, in the first semester of 2010. D university is a college having a two- or three-year system of education and the department of early childhood education thereof has a three-year system of education where one year consists of three trimesters and one trimester has twelve weeks. Seniors majoring early childhood education in D university participated in the present experiment. The participants were divided into two groups: 26 students of Experimental group and 24 students of Control group. Experimental group was subject to be applied to PBL model for early childhood science education, while Control group was subject to do lecture-based and typical small-group class activities. In order to determine the post-application effect of PBL model, several tests including academic achievement, scientific attitude and science teaching efficacy were carried out both in pre- and post-application of PBL model, respectively. The data collected were analyzed by the statistical program of SPSS/WIN(10.0). In addition, for the purpose of the complement of quantitative information, the data were collected and analyzed by the activities of participation observation, individual and class interviews, interviews through e-mails and telephones, writing a scientific autography and a reflective journal, searching documents, and reviewing research notes etc.
The results of this study can be summarized as below.
First, PBL model for early childhood science education of preservice teachers was divided into two types, i.e., theory-oriented class procedure and practice-oriented class procedure, by reflecting the fact that the early childhood science education class includes theory and practice. The basic principles of this model are to emphasize self-initiated learning and cooperative learning, make a professor function as a facilitator or a guide, have learning conducted by both cooperative learning and individual learning, derive various solutions based on problems that preservice teachers by themselves are able to be interested in, and improve a special knowledge in the art, a problem-solving ability and a reflective-thinking ability.
The theory-oriented class procedure of the present model comprises a total seven steps of 1) creation of class atmosphere 2) presentation of questions 3) trial to tentatively solve the questions 4) individual learning 5) cooperative learning and discussion learning 6) announcement learning of discussion result and 7) summary and evaluation. It is repeated circularly with the same manner in first to four rounds of classes.
Specifically, a professor creates class atmosphere for early childhood science education class, explains the goal of the class to the whole preservice teachers, presents them with questions, makes the preservice teachers feel the sense of responsibility for the questions, and introduces assignments to be submitted. Next, group or team activities are performed. A duty is allotted to each member for cooperative learning and their various ideas are willing to be accepted, and then ideas of group members for tentative solutions are generalized. Subsequently, a group's learning goal is determined depending on the tentative solutions and each member's learning goal is decided and allotted. Individual activities are followed by the group activities. Each member chooses learning materials, solves the problem assigned to herself individually, and spends her own time in contemplating her current status and future strategy for solving the problems. Again, group activities begin. Cooperative learning and discussion learning are done in each group. Each and every member experiences a variety of opinions and viewpoints of members in a same group, expands relevant professional knowledge in the art beyond a personal thought boundary and range, and learns a relativistic viewpoint that all social phenomena and problems cannot be explained with a single solution and knowledge. A group's solution is re-generalized by using newly-gained knowledge. Knowledge is shared in the process of summarizing contents individually to be transferred and transferring her group's opinion to

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구문제 7
• 3. 용어의 정의 8
• 4. 연구방법 11
• Ⅱ. 이론적 배경 14
• 1. PBL의 개념 및 특성 14
• 2. 예비유아교사를 위한 과학 교사교육 34
• 3. 과학교수학습 관련연구 45
• Ⅲ. PBL 교수학습 모형 개발 55
• 1. PBL 교수학습 모형 개발 절차 55
• 2. PBL 교수학습 모형 개발 준비단계 56
• 3. PBL 1차 교수학습 모형 개발단계 71
• 4. PBL 1차 교수학습 모형 예비적용단계 100
• 5. 최종 PBL 교수학습 모형 개발단계 108
• Ⅳ. PBL 교수학습 모형 적용 및 효과 검증 121
• 1. PBL 교수학습 모형 적용 121
• 2. 모형 적용 결과 및 분석 135
• Ⅴ. 논의 및 결론 172
• 1. 요약 및 논의 172
• 2. 결론 및 제언 186
• 참고문헌 188
• 영문초록 212
• 부록 219

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