구성주의 이론에 기초한 유아과학교육 교사 연수 프로그램의 개발과 효과에 관한 연구 = Development of teacher-training program for early childhood teachers' science education, based on the constructivism

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 구성주의 이론에 기초한 유아과학교육 교사 연수 프로그램을 개발하고 그 프로그램의 효과를 검증하는 것으로, 프로그램의 효과는 교사의 과학적 지식의 변화, 과학교수에 대한 반성적 사고의 변화, 그리고 실제 교수 방법의 변화를 통해 검증하고자 하였다.
이를 위해 먼저 유아교육 현장의 교사를 대상으로 실시한 유아과학교육 교사 연수에 대한 요구 조사와 문헌 연구를 토대로 프로그램을 개발하였고, 개발된 프로그램에 유치원 교사 7명이 참여하여 프로그램의 효과를 검증하였다. 연구 방법은 질적 분석 방법과 양적 분석 방법을 병행하여 사용하였으며, 특히 질적 분석을 위해 수집된 자료를 내용 분석과 의미 분석 방법을 통하여 영역을 범주화하고 각 영역의 주제를 찾는 방식으로 접근하였다.
본 연구를 통하여 얻어진 주요 결과를 연구문제별로 나누어 정리하면 다음과 같다.
연구문제 1 구성주의 이론에 기초한 유아과학교육 교사 연수 프로그램은 어떻게 구성되어야 하는가?
본 연구에서 개발한 구성주의 이론에 기초한 유아과학교육 교사 연수 프로그램의 목표는 "첫째, 교사의 과학적 지식을 증진시켜 과학교수 능력을 향상시킨다, 둘째, 교사의 과학교수에 대한 반성적 사고 적용 경험을 통하여 과학교수 능력을 향상시킨다, 셋째, 교사의 과학교수방법을 향상시킨다"로 설정하였다. 프로그램의 내용은 구성주의 관점에서의 유아과학 교육, 교사의 과학적 지식, 교사의 과학 교수 방법, 교사의 개념도 및 작성, 반성적 사고, 반성적 저널쓰기, 수업사례 등을 선정하였다. 그리고 개발된 교사 연수 프로그램의 교수방법은 강의, 토의 및 발표, 분석, 비디오, 수업사례 활용, 워크숍, 반성적 교수 등을 이용하였다.
연구문제 2 구성주의 이론에 기초한 유아과학교육 교사 연수 프로그램에 참여한 교사들은 어떻게 변화되어 가는가?
본 프로그램의 효과를 검증한 평가 결과에 의하면, 교사들이 교사교육 프로그램의 참여를 통하여 과학적 지식, 과학교수에 대한 반성적 사고, 과학교수 방법이 향상되었음이 확인되었다. 본 교사 연수 프로그램에 참여한 교사들의 변화를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
연구문제 2-1 교사의 과학적 지식은 어떻게 변화되어 가며, 변화된 과학적 지식은 과학 교수 실제에 어떠한 영향을 미치는가?
구성주의 이론에 기초한 유아과학교육 교사 연수에 참여한 교사들의 과학적 지식은 질적·양적으로 증가되었으며, 단편적·분리적 지식에서 통합적 지식으로, 그리고 일반적 지식에서 구체적 지식으로 변화되었다.
이러한 교사들의 과학적 지식의 변화는 과학교수 실제에도 영향을 미친 것으로 나타났다. 먼저 교사의 과학적 지식의 구조와 실제 적용간의 관계를 파악한 결과, 단순형 개념도, 준분화형 개념도, 분화형 개념도에 따라 실제 지식의 적용이 각기 다른 특성을 보였으며, 특히 분화형 개념도를 구성한 교사들은 질문이 개방적이며, 유아 주도의 적극적 과학활동이 될 수 있도록 상호작용 하는 모습을 볼 수 있었을 뿐만 아니라 유아들의 반응이 상당히 다양하며, 자신의 의견을 적극적으로 제시하고, 스스로 문제를 해결하려는 시도를 보여 주는 등 과학활동이 자신에게 의미 있는 시간임을 충분히 잘 보여주고 있었다.
또한 교사의 과학적 지식의 변화로 인한 과학 교수의 변화는 구체적으로 과학활동 계획하기, 과학활동 반성하기, 효과적인 교수법 발견하기, 과학교수활동에 자신감 갖기, 교사의 과학적 지식 평가 및 반성하기, 과학적 지식 및 개념 재구성하기,「연구자로서의 교사」격려하기, 교사의 과학적 지식의 중요성 인식하기 등이 지적되었다.
연구문제 2-2 교사의 과학교수에 대한 반성적 사고는 어떻게 변화되어 가며, 변화된 반성적 사고는 과학교수 실제에 어떠한 영향을 미치는가?
본 연구에서 개발한 교사 연수 프로그램은 교사들의 과학교수에 대한 반성적 사고를 증진시키는데 효과적이었다. 과학교수에 대한 반성적 사고는 교사교육 실시 회수가 증가할수록 뚜렷한 변화를 나타내 일기식/보고서식 저널쓰기에서 초점 맞추기식 저널로 그리고 심층적 저널쓰기로 반성적 사고의 단계가 변화함을 알 수 있다.
한편 교사의 과학교수에 대한 반성적 사고의 변화는 과학교수 실제에 영향을 끼쳤는데 이를 교사교육 실시 회차별로 살펴보면 교사교육 초반에는 주로 교사의 욕심, 시간 쫓기기, 직접적으로 유도하기, 자료 탓하기, 유아의 과학활동 방해하기, 감정적 개입하기, 계획 없는 교수 활동하기, 이론과 실제 괴리감 느끼기, 결과중심의 과학활동 하기와 같은 특성을 나타내었다. 교사교육 중반에는 교사의 욕심에서 벗어나 교수활동에 여유를 갖기 시작하면서 여러 가지 교수 방법의 변화를 시도하였으며, 대표적으로 유아들의 오개념 파악하기, 사전 지식 및 경험 파악하기 등의 시도가 나타났다. 그리고 교사교육 후반에는 다양한 교수방법 적용하기, 다양한 표상활동을 통한 유아의 내면적 사고 과정 관찰하기, 사전 계획에 기초한 과학교수 활동하기, 미래의 교수 활동에 적극적으로 대처하기 등의 특성이 나타났다.
연구문제 2-3 교사의 실제 과학교수방법은 어떻게 변화되었는가?
구성주의 이론에 기초한 유아과학교육 교사 연수 프로그램은 교사들의 과학 교수방법을 변화시키는데 효과적이었다. 본 연수 프로그램에 참여하여 교육받은 집단의 교사들은 비교집단 교사들에 비해 구성주의 이론에 기초한 과학교수 방법을 훨씬 더 많이 사용하는 것으로 나타났다. 교육 집단 교사들은 구성주의 이론에 기초한 과학교수방법의 하위 4범주, 즉 보조자로서의 교사 역할, 구성주의 교수 전략, 과학의 과정활동 및 기술 전략, 유아의 참여도 모두에서 비교집단 보다 큰 차이를 나타내었으며, 이러한 차이는 통계적으로 유의미하였다.
이상과 같은 연구 결과는 구성주의 이론에 기초한 유아과학교육 교사 연수 프로그램이 교사의 과학교수 능력 향상에 효과적이었음을 보여 주는 것이다. 따라서 본 연구는 유아 교사를 위한 과학교육 연수 프로그램의 틀을 새롭게 구성하는데 필요한 바람직한 방향을 시사해준다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study proposed to develop teacher-training programs for early childhood teachers' science education, based on the constructivism, and to verify how effective these programs are. The effectiveness of them were verified through the changes in the teachers' scientific knowledge, the changes in the reflective thinking toward science teaching, and the changes in the actual teaching methods.
To do this, we have developed a program, based on the related publications and the. research of the present demand for teachers' science teaching training, which is targeted on early childhood teachers in the actual education. Seven preschool teachers participated in this program to verify the effectiveness. Both qualitative and quantitative analysis methods are used. We have collected data especially for the qualitative analysis, categorized them, and found out the themes of each area through the content and meaning analysis methods.
The main results of this study are categorized into the following research assignments.
Study 1. What should the teacher-training programs of preschool science education, based on constructivism, be composed of?
The aims of the program are to improve teaching skills by improving the teachers' knowledge about science, to improve science teaching skills through the experience of applying the teachers' reflective thinking toward science teaching, and to improve the teachers' methodologies of science teaching. The contents of the program include preschool science education, teachers' knowledge of science, methods of teachers' science teaching, teachers' conception network and its construction, reflective thinking attitude, writing reflective journals, lesson examples, workshops, and reflective teaching. And the teaching methodologies of teacher training program also include lectures, discussions, presentations, analyses, educational film watching, applications of the model lessons, workshops, and reflective teachings.
Study 2. How does the program affect the participating teachers?
According to the evaluation results, the teachers' scientific knowledge, reflective thinking attitude, and teaching methods are confirmed to be improved. A closer look at the changes of the participating teachers is as follows
Study 2-1. How did the teachers' knowledge of science change? And what is its effect on the actual teaching?
There were both qualitative and quantitative improvements in the participating teacher's scientific knowledge. There was a transition, from the unsystematic to the systematic, from the fragmented to the integrated, and from the general to the specific knowledge.
The changes in teachers' scientific knowledge have affected the actual science teaching. As a result of the study of the relationship between the structure of the teachers' knowledge and the actual application. By finding out the relationship between the teachers knowledge structure and the actual application, we can discover the different characteristics in the actual application of knowledge, according to with one-dimension, semi-dimension, two-dimension conceptual maps. Teachers who had organized and sophisticated conceptual maps were open to the children's questions. They also facilitated interaction in the classroom and provided positive children-centered activities. Children's responses vary; they share their opinions, and willingly perform their tasks. This is proof that they find the activities meaningful.
The changes in teaching methods, caused by the changes of teachers' scientific knowledge, are as follows: planning science activities, reflecting on the activity, searching for more effective teaching methods, taking confidence in the activity, evaluating and reflecting on the teachers' scientific knowledge, reconstructing scientific knowledge and concepts, encouraging「teachers as researchers, realizing the importance of teachers' scientific knowledge.
Study 2-2. How did the reflective thinking attitude on science education change? How did it affect the actual teaching?
The program for teacher training effectively improved the teachers' reflective thinking attitude on science education. The frequency of teacher training made a distinctive changes in reflective thinking. So the stages of reflective thinking changed from the daybook or report approach journals to the focused journals.
How this changes in reflective thinking attitude affect the actual science teaching situation can be seen in the different stages of the program. The characteristics in the initial stage are, lack of time, leading the children directly, blaming the teaching materials, interrupting the children's science class activities, reacting emotionally, teaching without planning ahead, acknowledging a gap between theory and practice, providing results-oriented science activities.
In the middle stage, the teachers tried various teaching methods by taking their time in teaching. For example, they tried to understand the children's misconceptions and previous knowledge and experience.
In the later stage, the characteristics include, applying various teaching methods, observing the children's inner thinking processes through various symbols, science teaching activities based on beforehand plan, active confronting of future teaching activities.
Study 2-3. How did the teaching methods change?
Teacher training programs for early childhood teachers' science education, based on the constructivism, was very effective in changing the teachers' science-teaching methods. Compared to the non-participants, teachers who participated in the program more frequently used science-teaching methods based on structuralism. They also showed statistically significant difference in the following four areas: thee role of the teacher as a helper, teaching strategies of structuralism, interactive verbal strategies, the degree of children's participation.
The above research results show that teacher training programs for early childhood teachers' science education, based on the constructivism, are very effective in improving the teachers' ability of science teaching. Therefore, this study can lead you to the desirable new course of methods required to reorganize the programs of science teaching training for early childhood teachers.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 국문 초록
• I. 서 론 = 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 = 1
• 2. 연구 문제 = 5
• 3. 연구의 제한점 = 5
• II. 이론적 배경 = 6
• 1. 구성주의와 유아과학교육 = 6
• 1) 구성주의 이론의 철학적 관점 = 6
• 2) 유아과학교육의 구성주의적 요소 = 8
• 3) 구성주의 유아과학교육의 교수-학습방법 = 11
• 2. 구성주의 유아과학 교사교육 = 14
• 1) 현대 과학 교사교육의 동향 = 14
• 2) 구성주의 교사교육의 방향 = 21
• 3) 구성주의 과학 교사교육의 구성 요소 = 24
• (1) 과학적 지식 = 24
• (2) 반성적 사고 = 26
• (3) 과학교수방법 = 27
• 4) 구성주의 유아과학 교사교육의 방법 = 24
• III. 연구방법 = 29
• 연구문제 1. 구성주의이론에 기초한 유아과학교육 교사 연수 프로그램은 어떻게 구성되어야 하는가?
• 1. 1차 연구 = 34
• 1) 유아과학교육 교사연수 프로그램 개발을 위한 요구조사 = 34
• (1) 조사 대상 = 35
• (2) 조사 방법 = 36
• (3) 자료 분석 = 36
• 2) 문헌 연구 = 37
• (1) 구성주의 유아과학교육 관련 문헌 검토 = 37
• (2) 제6차 유치원 교육과정 = 38
• (3) 미국과학교육 기준 = 38
• 2. 2차 연구 = 39
• 1) 프로그램(안)의 구성 = 39
• 2) 프로그램(안)의 타당도 검증 = 39
• 3) 프로그램 개발 = 39
• 연구문제2. 구성주의이론에 기초한 유아과학교육 교사 연수 프로그램에 참여한 교사들은 어떻게 변화되어 가는가?
• 1. 연구대상 = 40
• 1) 프로그램 적용 연구대상 = 40
• 2)「과학교수방법」평가를 위한 비교집단 연구대상 = 42
• 2. 교사교육 절차 = 42
• 1) 구성주의 유아과학교육 이론에 대한 연수 = 45
• (1) 교사들이 제기한 이론 = 45
• (2) 교사 교육자가 준비한 이론 = 45
• 2) 과학교수 활동에 대한 연수 = 45
• (1) 개념도 작성 = 45
• (2) 과학활동 계획안 검토 = 47
• (3) 과학교수 활동 준비 = 49
• (4) 과학교수 활동 평가 = 50
• (5) 반성적 저널쓰기 = 52
• (6) 일주일간의 과학교수 활동 토의 = 55
• 3. 프로그램 평가 도구 및 자료 수집 = 55
• 1) 개념도에 의한 교사의 과학적 지식 평가 = 55
• 2) 저널쓰기에 의한 과학교수의 반성적 사고 평가 = 56
• 3) 수업관찰에 의한 과학교수 방법 평가 = 56
• 4. 프로그램 평가 자료 분석 = 58
• 1) 개념도 = 58
• (1) 상위개념 = 59
• (2) 종속개념 = 59
• (3) 위계 = 60
• (4) 밀도 = 60
• 2) 반성적 저널쓰기 = 61
• 3) 과학교수 방법 = 64
• IV. 결과 및 해석 = 65
• 연구문제1 구성주의 이론에 기초한 유아과학교육 교사 연수 프로그램은 어떻게 구성되어야 하는가?
• 1. 요구조사 결과 = 65
• 1) 과학교육 연수 실태 = 65
• 2) 유아과학교육 연수 프로그램에 대한 교사들의 요구 = 69
• (1) 교사연수의 내용 = 69
• (2) 연수 방법 = 73
• (3) 연수 기간 = 75
• 2. 프로그랩(안)의 타당도 검증 결과 = 76
• 3. 구성주의 이론에 기초한 유아과학교육 교사연수 프로그램 개발 = 78
• 1) 프로그램 개발의 원칙 = 78
• 2) 프로그램의 목표 = 78
• 3) 프로그램의 내용 = 79
• 4) 프로그램의 교수방법 = 79
• 5) 프로그램 실시 방법 = 80
• 6) 프로그램의 특징 = 81
• 연구문제 2 구성주의 이론에 기초한 유아과학교육 교사 연수 프로그램에 참여한 교사들은 어떻게 변화되어 가는가?
• 연구문제 2-1 교사의 과학적 지식은 어떻게 변화되어 가며, 변화된 과학적 지식은 과학교수에 어떠한 영향을 미치는가?
• 1. 교사의 과학적 지식의 변화 = 86
• 1) 상위개념의 수 = 86
• 2) 종속개념의 수 = 88
• 3) 위계 수준 = 90
• 4) 밀도 = 92
• 2. 과학적 지식의 변화가 과학교수 실제에 미치는 영향 = 94
• 1) 지식의 구조에 따른 지식 적용의 변화 = 94
• (1) 단순형 개념도 = 95
• (2) 준분화형 개념도 = 98
• (3) 분화형 개념도 = 100
• 2) 과학교수의 변화 = 104
• (1) 과학교수 활동 계획하기 = 104
• (2) 과학교수 활동 반성하기 = 105
• (3) 효과적인 교수법 발견하기 : 과학의 과정활동 강조하기 = 106
• (4) 과학교수 활동에 자신감 갖기 = 107
• (5) 교사의 과학적 지식 평가 및 반성하기 = 108
• (6) 과학적 지식의 중요성 인식하기 = 109
• (7) 교사의 과학적 지식 및 개념 재구성하기 = 110
• (8)「연구자로서의 교사」격려하기 = 111
• 연구문제 2-2 교사의 과학교수에 대한 반성적 사고는 어떻게 변화되어 가며 변화된 반성적 사고는 과학교수에 어떠한 영향올 미치는가?
• 1. 과학교수에 대한 반성적 사고의 변화 = 113
• 1) 교사의 반성적 사고단계 및 특성 = 113
• (1) 교사교육 초반 : 일기식·보고서식 저널쓰기 = 115
• (2) 교사교육 중반 : 초점 맞추기식 저널쓰기 = 118
• (3) 교사교육 후반 : 심층적 저널쓰기 = 120
• 2. 반성적 사고의 변화가 과학교수 실제에 미치는 영향 = 122
• 1) 교사교육 초반 = 122
• (1) 과학교수에 대한 반성적 관점 = 123
• ① 교사의 욕심 = 123
• ② 시간 쫓기기 : 재촉하기 = 124
• ③ 직접적으로 유도하기 = 125
• ④ 방해하기 = 126
• ⑤ 감정적 개입하기 : 교사의 권위 드러내기 = 127
• ⑥ 계획없는 교수활동 하기 : 내일로 미루기 = 128
• ⑦ 이론과 실제 괴리감 느끼기 = 128
• (2) 학습자에 대한 반성적 관점 = 129
• ① 과학활동에 대한 소극적 참여 = 130
• ② 틀에 박힌 표상 활동 : 결과중심의 과학 활동 = 130
• (3) 교육환경에 대한 반성적 관점 : 자료 및 환경 탓하기 = 131
• 2) 교사교육 중반 = 133
• (1) 과학교수에 대한 반성적 관점 = 133
• ① 교사의 욕심 벗어나기 : 교수활동에 여유 갖기 = 134
• ② 과학교수 방법의 변화 시도하기 = 135
• (2) 학습자에 대한 반성적 관점 = 138
• ① 유아들의 오개념 파악하기 = 138
• ② 유아들의 사전지식 및 경험 파악하기 = 139
• ③ 유아들의 수준 및 관심 파악하기 = 140
• 3) 교사교육 후반 = 141
• (1) 과학교수에 대한 반성적 관점 = 142
• ① 다양한 교수방법 적용하기 = 142
• ② 유아의 내면적 사고과정 관찰하기 : 다양한 표상활동 = 147
• ③ 사전 교수계획에 기초한 과학교수 활동 = 147
• ④ 이론과 실제 연결시키기 = 148
• ⑤ 지속적인 자기-평가 및 반성하기 = 150
• ⑥ 교수-학습과정 의미 찾기 = 150
• (2) 학습자에 대한 반성적 관점 = 151
• ① 유아들의 변화 느끼기 = 152
• ② 유아의 능력 재발견하기 = 157
• ③ 유아로부터 배우기 = 158
• (3) 교육환경에 대한 교육적 관점 : 동료와의 상호작용에 의한 전문성 발달 = 158
• 연구문제 2-3 교사의 과학교수방법은 어떻게 변화되었는가?
• 1. 과학교수 방법의 변화 = 161
• 1) 보조자로서의 교수역할의 변화 = 161
• 2) 구성주의 교수전략의 변화 = 163
• 3) 과학의 과정활동 및 기술전략의 변화 = 165
• 4) 유아 참여도의 변화 = 167
• 2. 구성주의 관점에 기초한 과학교수방법 사례 = 170
• 1) 보조자로서의 교사역할 = 170
• 2) 구성주의 교수전략 = 173
• 3) 과학의 과정 활동 및 기술전략 = 175
• 4) 유아의 참여도 = 180
• V. 논의 및 결론 = 184
• 1. 요약 및 논의 = 184
• 2. 결론 및 제언 = 192
• 참고문헌 = 195
• 부 록 = 215
• ABSTRACT = 227