중학교 학생들의 인지 수준과 과학교과 내용과의 관계연구 : 제5차 교육과정 중 2학년 화학 영역을 중심으로 = (A) Study on the Comparison of the Cognitive Level of Middle School Students and the Contents of their Science Textbook

국문 초록 (Abstract)

중학교 학생들이 과학을 어려워하고 성취도가 낮은 원인 중의 하나는 학생들의 인지 수준보다 교과서가 요구하는 사고력 수준이 높기 때문일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 중학생들의 인지 수준을 조사하고 이들이 배우는 중학교 2학년 과학 교과서 중 화학영역이 요구하는 사고력 수준을 분석하여 이 두 수준간의 부합 여부를 알아보고 이에 따른 문제점과 개선 방향을 제시하고자 한다.
학생들의 인지 수준 검사는 서울시 중학교 1,2,3학년을 대상으로 미국 Georgia대학에서 개발한 GALT(Group Assessment of Logical Thinking) 검사지를 사용하여 실시하였고 교과서가 요구하는 사고력 수준은 영국 CSMS(Concepts in Secondary Mathematics and Science) Program에 의해 개발된 CAT(Curriculum Analysis Taxonomy)를 이용하여 분석하였다.
연구결과는 다음과 같다.
첫째, Piaget의 이론과는 달리 중학교 학생들의 인지 수준은 형식적 조작단계에 도달한 학생의 비율이 매우 낮고 개인차도 심하다. 그러나 학년에 따라 구체적 조작기에서 형식적 조작기로 인지수준이 상당히 이행됨을 보인다.
둘째, 논리 유형별 형성 정도는 보존, 비례, 확률 논리의 형성률이 높고, 상관논리의 형성률이 가장 낮다. 특히 확률논리는 학년에 EK라 형성률이 가장 큰 증가를 보인다.
셋째, 중학교 2학년 과학교과서 분석 결과, 교과서가 요구하는 사고력 수준은 구체적 조작 사고를 요하는 개념이 30­40%, 형식적 조작 사고를 요하는 개념이 60­70%로, 형식적 조작사고를 요하는 개념이 많다.
넷째, 위의 사실을 종합해 볼 때, 현행 중학교 2학년 과학교과서중 화학영역은 55.8%의 학생들이 교과서의 90% 이상을 이해할 수 있는 수준이다.
연구 결과에 따르면, 우리나라 중학교 학생들의 인지수준은 Piaget의 이론에서 예상할 수 있는 바와는 다르며 또한 개인차도 심하다. 따라서, 보다 높은 학습효과를 기대하기 위해서 교사는 수업 전에 대상 학생들의 인지 수준을 파악하여야 하며, 학생들의 인지수준을 반영한 수업을 실시하기 위하여 특정 학습 개념에 대해 보다 쉽게 접근할 수 있는 방안에 대한 끊임없는 연구와 노력이 필요하다 하겠다. 또한 중학생들은 학년에 따라 인지수준이 상당한 발전을 보인다는 것을 고려할 때 단순한 지식의 이해나 전달만이 아닌 과학적 사고력 구성 요소 자체를 훈련할 수 있는 수업 모형이 개발되어야 할 필요가 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

One of the reason why some students feel Science class hard and accordingly academic achievement is relatively low Hay be the difference between the cognitive lelvel of students and the required conceptual level of the textbook. The purpose of the study, therefore, is to find out if there is any difference between the cognitive level of the students who are attending secondary schools in Seoul and the conceptual level that Chemistry part of the Science textbook demands and finally provide a recommendation to solve the current problem caused by the difference, if any.
For the above purpose, the random sampling was made from the 1st, 2nd and 3rd grade middle school students in Seoul and GALT(Group Assessment of Logical Thinking) test sheet was used in order to test their cognitive level. In addition, CAT(Curriculum Analysis Taxonomy) developed by CSMS(Concepts in Secondary Mathematics and Science) Program was utilized for the analysis of the required conceptual level by the contents of the textbook the sampled students are using.
The results of the study are summarized as follows:
First, differently from the Piaget's theory, the study shows that the percentage of the middle school students who are in formal operational stage of their cognitive level is quite low. In case of 2nd grade stdents of the secondary school, most of them are in trasitional stage.
Second, the analysis on the textbook for 2nd grade middle school students shows that in terms of the conceptual level the current textbook consists of 30% to 40% of concepts requiring concrete operational thinking and 60% to 70% concepts demanding formal operational thinking, which is indicating more concepts requiring formal operational thinking.
Third, the above two findings indicate that the current textbook for 2nd grade middle school students has such conceptual level that 55.8% of the students can understad more than 90% of the contents applied in the textbook.
In conclusion, the cognitive level of the secondary school students in Seoul is different from the implication of Piaget's theory and furthermore personal difference by individial is bigger than in the theory. It is, therefore, desirable for teachers to study the cognitive level of the students before the class to expect better learning effects. Based on the results from the study, teachers should continue to make efforts to develop the best alternative to teach their students in an effective manner as well.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = ⅲ
• 논문개요 = ⅵ
• Ⅰ. 서론 = 1
• A. 연구의 필요성 및 목적 = 1
• B. 선행연구에 관한 고찰 = 2
• C. 연구절차 = 4
• D. 연구의 제한점 = 5
• Ⅲ. 이론적 배경 = 6
• A. Piaget의 인지 발달 단계 이론 = 6
• B. 과학적 사고 유형 = 7
• C. 교과내용 분석틀 = 9
• Ⅲ. 연구 내용 및 방법 = 28
• A. 논리적 사고력 검사 = 28
• B. 교과내용의 분석 = 33
• Ⅳ. 연구 결과 및 고찰 = 36
• A. 논리적 사고력 검사 = 36
• B. 교과 내용의 분석 = 46
• C. 학생들의 인지수준과 교과서가 요구하는 사고력 수준과의 관계 = 60
• D. 연구 결과에 따른 수업방안 = 66
• Ⅴ. 결론 및 제언 = 74
• 참고문헌 = 77
• 부록 = 81
• ABSTRACT = 99