가상실험과 실제실험간 학생들의 과학 관련 태도 및 탐구수행능력 변화 비교 = (A) comparison of changes in students' science-related attitudes & inquiry abilities between cyber-lab and real-experiment

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 컴퓨터를 기반으로 하는 가상실험반과 실험실에서 실험기구 및 자료를 직접 조작하는 실제실험반으로 나눠 탐구실험수업을 실시해 학생들의 과학 관련 태도 및 탐구실험보고서 작성을 통한 탐구수행능력의 변화를 비교 연구한 것이다.
연구 대상은 서울 K고등학교 2학년을 대상으로 하였으며, 연구 대상 단원은 지구과학Ⅰ의 2단원 살아있는 지구, 3단원 신비한 우주로 정하였고, 연구 방법은 동일한 내용의 3가지 실험주제를 두 실험반에서 동시에 실시하였다.
실험 처치는 약 10차시에 걸쳐 이루어졌고, 실험처치 전 과학 관련 태도 검사(TOSRA)를 실시하고, 실험처치 후 같은 주제로 재실시해 과학 관련 태도의 변화 유무를 검사하였다.
실험처치 전 두 집단의 동일성 유무를 조사한 결과 두 집단의 성향은 큰 차이를 보이지 않았다. 실험처치 후 두 집단의 동일성 변화 유무를 사후검사 집단통계량 T-test를 한 결과, 가상실험과 실제실험은 상호 대체할 수 있다는 결론을 도출할 수 있다.
과학 관련 태도의 실험집단별 사전-사후 검사 결과, 가상실험반의 경우 과학적 태도의 수용, 과학 및 과학활동에 대한 흥미 증진, 장래 직업으로서의 과학에 대한 흥미 증진 영역에서 유의미한 값을 보였고, 실제실험반의 경우 장래 직업으로서의 과학에 대한 흥미 증진 영역에서 유의미한 값을 보였다.
실험보고서를 통한 탐구수행능력의 변화를 보면, 무엇보다 실험을 거듭할수록 수업에 관심이 없던 학생들이 자발적으로 참여하고 협동하고 있음을 보여주었다. 또한, 탐구 자료를 수집하고 Data를 변환하는 능력이 향상됨을 알 수 있었다.
실험처치 후 탐구실험수업에 관한 설문조사에서 대부분의 학생들이 과학 수업에 대한 흥미와 관심이 높아짐을 알 수 있고, 강의식 수업과 탐구실험 수업의 적절한 배치를 요구했다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study is purposed to examine the changes in Students' Science-Related Attitudes & Inquiry Abilities between Cyber-Lab Groups utilizing Computers and Real-Experiment Groups handling one's own experimental tools.
21st Century expects us to be a man of wide and cultivated information. So with time, the environment of education demands us to uitilize Computers and Internet. But Is that all to promote students' efficient inquiry ability and attitude towards science? we questioned how match the traditional experimental activities and the cyber-laboratory utilizing computers. This study is the result on this question.
This study had been carried out for about 5 weeks. 11st grade students who chose earth-scienceⅠ made experiments for each of three same test theme. Before and After the experiment, Klopfer's Science-Related Attitude of Students was examined and the score of two groups(Cyber-Lab and Real-Experiment) were compared. These data were analized by using the SPSS/PC+ program. Assessment of the Students' Inquiry Ability had been made through the experiment reports. After the experiment, to know the degree of satisfaction about Inquiry lesson, we examined the students in questionnaire on the experiment lesson.
The results of this study are summarized as follows.
The result, from the existence of homogeneity, showed that there was no significant difference in the propensity between two groups (p>>.05). This means that Two Inquiry Methods (Cyber-Lab and Real-Experiment) can be mutual alternation.
According to the result of the analizing score of the Klopfer's TOSRA, Cyber-Lab Groups showed noteworthy score at the H3(Acceptance of the scientific attitude p=.013), H5(Increase the interest for the science and science activity p=.020), H6(Increase the interest for the science as the future profession p=0.17) and Real-Experiment showed at the H6(p=.017). Especially keeping H6 in mind, The Inquire Learing leads the students to think the science as an active and positive curriculum.
The Students' Inquiry Ability by evaluating the experiment report indicates not only improving the interest in science but also becoming one who is not concerned with science inquiry lesson to be collaborative.
This study bring forth that various inquiry activities in science especially cyber-lab and real-experiment improve student's interest in attitude towards science. The result of this study implies that the two inquiry activities can be alternative, so science learning should be harmonized with each other.
Put forward, we remind students that The Earth-Science Inquiry is continuous with mathematics and information-technique, etc.