웹 기반 과학실험 시뮬레이션의 학습성과에 대한 학습몰입과 인지적실재감의 예측력 규명

강명희 ( Myung Hee Kang ),김혜선 ( Hye Sun Kim ),이정민 ( Jeong Min Lee ) 한국교육정보미디어학회(구 한국교육정보방송학회) 2011 교육정보미디어연구 Vol.17 No.1

웹기반 과학실험 시뮬레이션은 현장 학교의 과학실험실 미비와 제 7차 교육과정에서의 과학수업시수 축소에 따라 현실적으로 실행이 어려워진 과학실험을 대체할 수 있는 방안으로 과학교육 분야에서 논의되고 있다. 그러나 과학실험 시뮬레이션의 학습성과와 이에 영향을 주는 변인들에 대한 실증적인 연구결과의 부족은 실험실이 아닌 시뮬레이션으로 과학실험을 대체하는 것에 대한 과학교사들 결정을 지원해주지 못하고 있다. 이에 본 연구는 웹기반 과학실험 시뮬레이션의 학습성과를 분석하고, 이를 예측하는 변인들을 규명해 보고자하였다. 연구대상은 대전광역시에 위치한 A 여자 중학교 1학년 학생 107명(실험집단 53명, 통제집단 54명)이었고, 실헙집단은 Gizmo라는 과학실험 시뮬레이션 프로그램에 5주 동안 참여하였고, 통제집단은 기존 강의식 과학 수업에 참여하였다. 학습성과는 그래프 활용 능력과 학업성취도로 측정하였으며, 예측변인으로는 학습몰입과 인지적실재감을 상정하여 분석하였다. 연구결과 과학실험 시뮬레이션 활용수업은 기존 과학수업에 비해 높은 학습성과를 창출하였고, 학습몰입은 인지적실재감을 매개로 학습성과를 예측하는 것으로 규명되었다. 본 결과는 웹 기반 과학실험 시뮬레이션의 학습성과에 대한 실증적 자료 제공과 더불어 학습몰입과 인지적실재감이 높은 과학실험 시뮬레이션 선정의 중요성을 제안하며, 과학실험 시뮬레이션 설계자와 개발자는 학습몰입과 인지적실재감을 높여줄 수 있는 전략을 개발하여 적용해야 함을 시사한다. In recent times, web-based simulation games have been highlighted as a means of learning in science education. In science education, some of the most important goals of instruction involve helping students develop powerful models so that they can make sense of their experiences. Therefore, this study attempts to show effects of a web-based simulation in a middle school science class. In our research, my colleagues and I use flow and cognitive presence as independent variables, while using graphing skill and academic achievement as dependent variables. We selected 107 students at a girls` middle school located in Daejeon, Korea to participate in the experiment (control group: 54, experimental group: 53). The major findings of this research are as follows: First, there is a significant difference between the traditional lecture group and the web-based simulation group in post-graphing skills (F=13.74, p<.05). Second, as a result of our correlation analysis, there are significant correlations among flow, cognitive presence and learning outcomes (graphing skill and academic achievement). Third, flow has an effect on graphing skills (ß=.44, p<.05) and cognitive presence (ß=.75, p<.05). Cognitive presence acts as a significant variable that has an effect on graphing skills (ß=.51, p<.05), however, flow has no influence on those skills (ß=.06, p>.05). Fourth, cognitive presence partially mediates the relationship between flow and academic achievement. Flow has an effect on academic achievement (ß=.39, p<.05) and cognitive presence (ß= .75, p<.05). Based on these results, hierarchical regression was conducted. As a result, cognitive presence acts as a significant variable that has an effect on academic achievement (ß=.45, p<.05), however, flow has no influence on that achievement (ß=.05, p>.05). Therefore, these results support cognitive presence as a partial mediator of the relationship between flow and academic achievement. In conclusion, this study suggests that web-based simulations should be designed to promote flow and cognitive presence to improve learning achievement in middle school science class students.

컴퓨팅 사고를 적용한 발견실험이 초등학생들의 과학적 모델 생성에 미치는 영향

강은주,김지나 한국초등과학교육학회 2021 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.79 No.-

초등학교에서 실험 활동은 과학 교수학습에서 핵심적인 요소이며, 대부분의 초등학교 실험 수업은 교과서를 이용한 발견실험으로 이루어지는 경우가 많다. 실험을 통해 과학적 개념을 발견하는 것은 실험 결과에서 나타난 규칙성으로부터 모델을 구성하는 것과 같다. 학생들은 실험 수업을 통해 조작적 관찰을 수행하고, 귀납적으로 공통점과 경향성을 발견하게 된다. 이런 측면에서 실험 과정을 구조화하여 내용을 파악하고 점검할 수 있는 컴퓨팅 사고를 적용한 과학 실험은 학생들의 과학적 모델 생성에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것이라고 생각된다. 연구 1에서는 3학년 ‘자석의 이용’ 단원을 분석하여 실험 수업에서의 컴퓨팅 사고 요소를 정의하였으며, 실험 활동을 순서도 표현으로 재구성하여 실험 수업에서의 컴퓨팅 사고의 의미를 탐색하였다. 연구 2에서는 연구1을 바탕으로 ‘자석의 이용’ 단원의 총 5차시 발견실험 수업에 컴퓨팅 사고를 적용하고, 학생들의 과학적 모델 수준 및 유형을 분석하였다. 연구 대상은 실험 방법에 대한 교사의 안내에 따라 실험을 수행한 학생 45명, 실험 방법을 학생 스스로 순서도로 생성한 후 실험을 수행한 학생 66명, 실험 방법이 표현된 순서도를 이용하여 실험을 수행하고 마지막 차시의 실험만 학생 스스로 순서도를 생성한 학생 45명이다. 연구 3에서는 학생들이 생성한 순서도와 과학적 모델 점수의 회귀분석을 통해 학생들이 생성한 순서도가 학생들의 과학적 모델에 미치는 영향을 알아보았다. 그 결과, 초등학교 과학 실험 수업에서 알고리즘과 절차 요소가 학생들이 실행가능한 형태로 제시될 수 있음을 제안할 수 있었다. 또한, 실험 활동에서 학생들이 컴퓨팅 사고의 표현인 순서도를 생성하는 것이 높은 수준의 과학적 모델을 생성할 뿐만 아니라, 비교 표현의 과학적 모델 유형으로 표현하는 데 도움이 됨을 확인할 수 있었다.

2015 개정 교육과정의 ‘과학탐구실험’ 실행에 대한 사례연구 -문화역사적 활동이론(CHAT) 측면에서의 이해-

신소연,박철규,이창윤,홍훈기 한국과학교육학회 2018 한국과학교육학회지 Vol.38 No.6

As ‘Science Inquiry Experiment’ is newly introduced in the high school curriculum, where inquiry and experiment oriented education is insufficient, this study aims to analyze teacher’s practice of ‘Science Inquiry Experiment’ in depth and identify contradictions during its process in the perspective of Cultural Historical Activity Theory. The research participant is teacher SHIN who is exclusively responsible for Science Inquiry Experiment. Starting with reflection on the practice of Science Inquiry Experiment class conducted in the first semester, interviews with participants, participatory observation and local materials were used during the 2nd semester's Science Inquiry Experiment class. A descriptive analysis of the teacher SHIN's practice of Science Inquiry Experiment was carried out and the contradictions in the activity system of the teacher SHIN were identified. The result reveals that in the overall practice of teaching Integrated Science and Science Inquiry Experiment, there were contradictions between teacher SHIN’s recognition about cooperation(subject) and shared responsibility with other teachers(division of labor), and between teacher SHIN’s recognition about the subjects(subject) and contrasting contents in teacher training courses(community). In the practice of teaching Science Inquiry Experiment, there were specific contradictions between teacher SHIN’s recognition about the subject(subject) and time of job assignment(rule), between experimental activities(object) and experimental tools(tool), and between purpose of the subject(object) and directions about assessment(rule). These contradictions directly or indirectly influence the practice of teaching Science Inquiry Experiment. There needs to be support for constructing an activity system capable of supporting and promoting teachers’ practice of Science Inquiry Experiment, and we made several suggestions to resolve the problems. 본 연구는 그간 탐구 및 실험중심의 교육이 미비했던 고등학교 현장에 ‘과학탐구실험’이 신설·도입됨에 따라 교사의 과학탐구실험 실행과 그 과정에서 발생하는 모순을 문화역사적 활동이론(CHAT)의 관점으로 심층적으로 분석하였다. 연구참여자는 경기도에서 과학탐 구실험을 전담하고 있는 신교사로, 1학기의 과학탐구실험 수업 운영에 대한 반성을 시작으로 2학기 과학탐구실험 수업 운영과 함께 과학 탐구실험 운영과 관련된 활동체계 요소를 중심으로 참여자에 대한 면담, 수업에 대한 참여관찰, 과학탐구실험 운영과 관련된 현지자료 등을 분석에 사용하였다. CHAT의 6가지 활동체계 요소를 중심으로 신교사의 과학탐구실험 실행에 대한 기술적 분석을 실시하였으며, 신교사의 활동체계 내에서 발생하는 모순을 규명하였다. 신교사의 통합과학과 과학탐구실험 실행 전반에 걸쳐 드러나는 모순은 신교사 (주체)와 동료교사와의 공유된 책무성의 부재(분업) 사이에서, 그리고 신교사(주체)와 상반된 내용의 직무 연수(공동체) 사이에서 발생하였 다. 신교사의 과학탐구실험 실행 과정에서의 특이적 모순은 교과 특성에 대한 인식(주체)과 업무분장 시기(규칙), 탐구실험의 특징(객체) 과 미비한 실험실 환경과 도구준비 과정(도구), 그리고 과학탐구실험의 목표(객체)와 평가 지침(규칙) 사이에서 발생하였다. 이러한 모순은 직·간접적으로 신교사의 과학탐구실험 교수 실천에 영향을 끼쳤으 며, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 교사의 과학탐구실험 수업 실행을 지원하고 촉진할 수 있는 활동체계가 조성되기 위한 지원과 구조적 체제가 마련되어야 할 필요가 있다. 본 연구는 과학탐구실험이 라는 신설 교과를 운영하는 과정에서 교사를 둘러싼 문화적, 구조적 요인들과 활동체계 요소들의 연관 속에서 발생하는 모순에 주목하였 다는 점에서 의의가 있다.

중학교 과학교사의 실험수업 실태 및 인식 조사

박현주 ( Hyun Ju Park ) 경북대학교 과학교육연구소 2013 科學敎育硏究誌 Vol.37 No.1

이 연구는 중학교 과학과 실험수업 실태 및 교사의 실험수업에 대한 인식을 조사한 것이다. 실험 연수에 참여한 중학교 교사 110명을 대상으로 실험수업에 대한 인식을 설문지 방법으로 조사하였다. 중학교 과학교사들은 이론 중심의 강의식 수업을 주로 실시하고, 실험수업은 1학기에 1∼3회의 빈도로 진행하는 것으로 조사되었다. 실험활동은 교과서에 제시된 실험활동의 결과를 확인하는 수준에서 진행하는 것으로 조사되었다. 연구대상에 참여한 교사 대부분은 과학수업지도 능력과 실험수업지도 능력을 평균 이상으로 인식하고 있었다. 실험수업의 장점을 ``과학에 대한 흥미 및 호기심 유발,`` ``과학적 탐구능력 신장,`` ``과학 이해력 향상`` 등으로 인식하고 있었다. 그러나 교사의 ``업무과다,`` ``실험실 여건 요인,`` ``교육 환경 요인`` 등은 과학실험을 저해하는 요인이라고 하였다. 과학교사가 실험을 통하여 학생들의 과학적 태도 형성 및 학습 동기를 유발할 수 있도록 과학교사의 업무 경감, 실험 환경 개선 등에 대한 지속적인 관심과 투자가 요구된다. The purpose of this study was to investigate the middle science teachers`` perceptions on science lessons with experiments. The study conducted a survey for 110 science teachers participating in inservice program. The middle school science teachers taught classes with lectures rather than with experimental activities. They had an experiment one to three times a semester in their lessons. They did an experiment to follow to what the textbook said, or to confirm it, like a cookbook style. The most teachers answered that they had over average ability to teach both lecture and experiment. Through the experiment, they expected students had interests and curiosity on science. Despite the advantages of experiments, there were many constraints to conduct experiments, such as teachers` excessive work, laboratory conditions, education environment, and others. It was demanded on continuous interest and investment in the variation of educational environment so that teachers can experiment more often.

초등학생을 위한 통합적 식품과학 실험 프로그램 개발

배기연,김정원 한국실과교육학회 2008 한국실과교육학회지 Vol.21 No.2

The purposes of this study were to develop integrative food science experiments using food which is familiar to elementary students and to help them understand science, practical arts and math through food and promote their interests on science. Developed food science experiments program consisted of 16 lessons in 8 weeks. The contents of the programs were as follows: measuring flours in various conditions, measuring the volume of irregularly shaped bread, sensory evaluation of sugar water, protein extraction from dough, making glue out of milk, evaluation of cooked vegetables in various water conditions, evaluation of cooked eggs in various cooking conditions and making mayonnaise to understand emulsification. This program had been applied to a class of experimental group consisting of 32 6th graders with a control class during fall semester of 2007 using discretionary activity class. In each week, the experimental group was taught on the theory and the experiment on the subject followed by the experiment. And the students' interests in cooking, knowledge about food science and program satisfaction were measured by questionnaires before and after the application of the program. The results were analyzed by using SPSS WIN 12.0 program, and the results were as follows:The food science experiment program enabled the elementary students to gain food science experiences and to improve the knowledge on food science and interests in cooking significantly(p<0.001). Most of the students also responded that their interests on science and scientific observation were increased by the program, which proves the integrative educational effects of the program. Since the experiments using food appeal easily to elementary students, further development of the program for lower grader elementary students is suggested along with the support of better experimental laboratories and tools. 본 연구에서는 초등학생들에게 친숙한 식품을 교육 소재로 활용하여 교과 통합적인 식품과학 실험 프로그램을 개발하고, 현장에 직접 적용해 봄으로써 초등학생들의 식품과학에 대한 경험, 이해 정도 향상 등 프로그램의 유용성을 평가하였다. 식품과학 실험 프로그램의 내용은, 조건을 다르게 하여 밀가루 계량하기, 부정형 모양의 빵 부피재기, 농도가 다른 설탕물의 관능 평가, 밀가루에서 단백질 뽑기, 우유의 카제인을 이용해 접착제 만들기, 조리수의 pH와 염농도에 따른 채소의 질감·색·맛 비교하기, 열처리와 냉각조건을 달리한 삶의 달걀의 맛과 질감 관찰하기, 마요네즈 만들기를 통한 유화의 이해로, 총 8주 16차시 프로그램으로 구성하였다. 서울시 소재 초등학교 6학년 1개 반 32명을 실험군으로, 6학년 다른 1개 반 32명은 대조군으로 선정하고 재량활동 시간을 활용하여 2007년 2학기 동안 프로그램을 실시하였다. 총 적용 기간 8주 동안, 첫째 시간은 실험에 관한 이론 공부를 하였고, 이어서 식품과학 실험 프로그램을 진행하였다. 식품과학 실험 프로그램 실시 전·후 검사지를 통해 초등학생들의 요리에 대한 관심도 및 식품과학 이해 정도, 경험, 프로그램 만족도 등을 측정하였다. 수합된 결과는 SPSS WIN 12.0 프로그램을 이용하여 ‘독립표본 t검증’과 ‘대응표본 t검증’, ‘빈도분석’ 등의 통계 분석을 실시하였다. 그 결과로, 첫째, 식품과학 실험 프로그램의 도입 후, 식품과학 경험과 이해 정도가 유의하게 향상되었다. 식품과학 실험 프로그램 실시 후 실험군의 식품과학 경험 평균이 3.51, 대조군의 평균이 2.30으로 유의한 차이를 보였다(p<0.001). 둘째, 식품과학 실험 프로그램의 실시 후, 실험군의 식품과학 이해 정도 평균이 3.63, 대조군의 평균이 1.96으로 통계적으로도 유의한 차이를 보여(p<0.001) 식품과학 실험 프로그램은 초등학생들의 식품과학 이해 정도 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 셋째, 식품과학 실험 프로그램의 실시 후, 요리에 대한 관심도가 실험군 평균 3.65, 대조군 평균 2.82로 유의한 차이를 보였다(p<0.001). 또한, 본 프로그램을 통해 식품과 요리 뿐 아니라 주변에 대한 관심과 자세한 관찰 등 과학적 흥미가 높아졌다는 학생들의 반응을 통해 개발된 식품과학 실험 프로그램의 통합적 교육효과를 확인할 수 있었다. 앞으로 초등학교 저학년을 위한 통합적 식품과학 실험 프로그램의 개발과 함께 원활한 실험수업 진행을 위한 실험실습실 개선이 요구되었다.

1930년대 은사기념과학관 월간지 『과학관보』에 게재된 실험 분석

이영미,박종석 인문사회 21 2022 인문사회 21 Vol.13 No.4

연구 목적: 이 연구는 1930년대 은사기념과학관 발간 『과학관보』의 실험과 동 과학관에서 실시한 어린이날 행사 실험을 분석하여 1930년대 과학교육 상황을 살펴보았다. 연구 방법: 국립중앙도서관에 소장된 『과학관보』 1호-78호를 분석대상으로 삼았다. 『과학관보』에 게재된 실험의 내용과 수준을 확인하고 『과학관보』의 하위 분야인 월보에 기록된 사실을 토대로 어린이날 행사에 실시된 실험 제목과 참여 인원을 확인하였다. 연구 내용: 『과학관보』의 실험 내용과 수준을 확인하고 어린이날 행사의 실험과 참여 인원으로 과학교육의 실태를 간접적으로 파악하였다. 결론 및 제언: 『과학관보』의 실험은 대부분이 화학, 물리, 공학 분야이었다. 공학실험은 대부분 어려웠다. 지면(誌面)만으로 이해하기 힘든 실험을 어린이날 행사에서 경험하므로 어린이들이 실험에 대한 이해를 높였을 것이고 어린이날 행사를 통해 강연을 듣고 실험을 접한 어린이들 가운데 과학에 대한 호기심 및 과학 지식을 충족시키기 위해 『과학관보』를 구독하였을 것이다. 『과학관보』의 실험은 당시 어린이들의 과학에 대한 관심을 높이는 데 도움이 되었을 것이다. 다만 실제로 실험을 할 수 있을 만큼 실험 준비물이 준비되었는지는 좀 더 자세한 연구가 필요하다.

학교 과학실험의 교육적 의미에 대한 재고찰

한수연 한국교육원리학회 2004 교육원리연구 Vol.9 No.1

학교 과학교육의 개선이 요구될 때마다 빠짐없이 등장하는 주제 가운데 실험의 문제가 있다. 이는 과학에서의 위상만큼이나 학교과학에서도 실험을 비중 있게 다뤄야 한다는 생각을 반영한다. 그러나 표면적인 주장과는 달리, 과학교육에서 실험의 실질적인 가치를 둘러싼 논란은 끊임없이 제기되어 왔다. 이 글에서는 그와 같은 논란이 일게 된 근본적인 원인을 교육에 대한 기능주의적 인 시각에서 찾고, 학교과학실험에 교육적인 의미를 부여할 수 있으려면 우선 교육을 기능적으로 규정짓는 방식에서 벗어나야 한다는 점을 보이고자 하였다. 이를 위해 학교과학실험에 대한 기존 논의들이 실험을 교육 본연의 측면에서 조명하는 것과 얼마나 거리가 있었는지를 확인하는 한편, 실험의 교육적인 특성을 찾고, 그 특성을 학교과학실험에서 살릴 수 있도록 촉구하기 위해 앞으로 의 과학교육 연구에서 주목하고 개진할 부분은 무엇인지를 논의하였다.

학교과학실험에 대한 초등교사들의 인식론적 이해의 탐색

이선경,이규호,신명경 한국교원교육학회 2011 한국교원교육연구 Vol.28 No.2

본 연구는 과학 및 과학 교수학습, 특히 학교과학실험에 대한 초등 교사들의 인식론적 이 해를 탐색하는 것이다. 초등 교사 5명이 연구에 참여하였다. 연구 과정은 5회의 세미나로 진 행되었고, 그 과정에서 참여 교사들은 블랙박스 활동과 과학, 학교과학, 과학실험, 과학교수학 습을 주제로 한 토론에 참여하였다. 자료 수집을 위해 참여 교사들의 활동과 토론은 모두 비 디오 녹화되고 전사되었다. 연구 결과로서, 개방형 토론 과정에서 떠오른 참여 교사들의 인식 론적 논제를 중심으로, 참여 교사들의 네 가지 인식론적 이해를 제시하였다. 네 가지 인식론 적 이해는 ‘과학자 활동과 학교과학실험은 목적과 과정이 다르다’, ‘과학적 탐구는 실험실 안 에서, 초등학교 탐구는 실험실 밖 활동에서 볼 수 있다’, ‘초등학교 과학실험의 목표는 실험 경험을 통해 학생들의 동기유발, 호기심, 민감성을 발달시키는 것이다’, ‘초등학교 과학실험에 는 과학 지식과 탐구의 연결이 없고 조작이 있을 뿐이다. 학생들은 실험에 대해 아무것도 모 르고, 교사는 실험에 대해 다 알고, 학생은 교사가 다 알고 있다는 것을 안다’였다. 연구 결과 를 토대로, 학교과학실험에 관련된 연구 및 교수학습에 관한 논의와 시사점을 제시하였다.

학교 과학실험활동의 역할에 대한 초등학교 교사들의 인식

김자현 ( Kim Ja-hyeun ),김효남 ( Kim Hyo-nam ),양일호 ( Yang Il-ho ) 부산대학교 과학교육연구소 2020 교사교육연구 Vol.59 No.1

이 연구의 목적은 문헌연구를 통해 도출한 학교 과학실험활동의 역할에 대해 초등학교 교사가 가지고 있는 실제 인식을 분석하여 교사의 인식 실태를 파악하는 것이다. 이를 위해 면담지를 개발하고, 초등학교 교사를 대상으로 면담 자료를 수집한 후 분석하였다. 면담은 부산광역시 소재 공립 초등학교에서 2018년도에 과학 교과를 지도하는 교사 9명을 대상으로 진행하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 학교 과학실험활동의 역할 전반에 대한 초등학교 교사의 보편적 인식을 분석한 결과, 초등학교 교사들은 주로 학교 과학실험활동의 역할 중 ‘과학에 대한 태도 증진,’ ‘과학적 탐구 방법 학습’ 역할을 중요하다고 인식하였고, 이에 비해 ‘과학의 본성 이해’ 역할은 이해도가 낮아 중요하지 않다고 인식하였다. 둘째, 실제 실험활동 사례에서의 과학실험활동의 역할에 대한 초등학교 교사의 실천적 인식을 분석한 결과, 초등학교 교사들은 주로 실험활동에 따라 적절한 학교 과학실험활동의 역할을 선택해야 하며, 자신이 선택한 역할을 학생들에게 안내할 필요가 있다고 인식하였다. 또한 사례를 확인하는 과정에서 특정 실험수업 상황에 따라 어떤 역할을 중점으로 두는 것이 의미가 있는지를 구체적으로 인식하였다. 그리고 학교 과학실험활동의 역할을 잘 고려하여 지도하기 위해서는 교사의 소양이 중요함을 인식하였다. 직전과 직후 교사교육을 할 때 과학실험활동의 역할과 그에 대한 교사들의 인식과 같은 새로운 연구결과를 반영하여야 한다. 시대가 변함에 따라 중점적으로 추구하여야 할 과학교육의 목표도 변하고, 이에 따라 교사교육내용과 방법도 달라져야 할 것이다. The purpose of this study was to analyze the actual cognitions of elementary school teachers about the rank of role of science practical work at school derived through literature review. For this purpose, an interview questionnaire was developed and interview data were collected and analyzed for elementary school teachers. The interviews were conducted with nine teachers who taught science in 2018 at public elementary schools in Pusan. The results of the study were as follows. First, elementary school teachers were well aware of two roles, enhancing of attitude toward science and learning of scientific inquiry methods, but were not fully aware of understanding of the nature of science. Second, elementary school teachers usually recognized that they had to choose the appropriate role of science practical work at school in accordance with science practical work, and that they need to guide students to know the chosen role. Specifically, they recognized which role is meaningful according to science practical work situations. In addition, they recognized that teacher's understanding the role of science practical work is important. Teacher education should consider teacher’s recognition about the role of science practical work. According to passing the time science education objectives are changed. Therefore the contents and the methods of teacher education should be refreshed and changed.

2015 개정 교육과정의 「과학탐구실험」이 고등학생의 과학 및 일반 핵심역량에 미치는 효과: 교수학습 방법을 중심으로

이경건,김유정,장원형,이재용,홍훈기 한국교육과정평가원 2020 교육과정평가연구 Vol.23 No.3

본 연구에서는 2015 개정 교육과정의 「과학탐구실험」이 고등학생들의 과학 및 일반 핵심역량에 미치는 효과를 조사하였으며, 이를 「통합과학」의 효과와 구별해내기 위하여 「과학탐구실험」의 교수학습 방법에 초점을 두었다. 연구 방법으로서는 사전-사후 검사를 활용하였다. 검사는 2019년 2학기 이수 전과 후에 이루어졌으며, 전국 5개 시도의 9개 고등학교 1학년 학생 489명과 과학 교사 13명이 참여하였다. 조사 도구로서는 학생을 대상으로 한 과학 및 일반 핵심역량 총 11개 항목의 검사지, 그리고 교사를 대상으로 한 반구조화 설문지를 활용하였다. 연구 결과 사전-사후 검사에서 학생들의 과학 핵심역량 점수는 5개 항목 모두와 총점이 유의미하게 증가하였으며, 일반 핵심역량 점수는 5개 중 2개 항목만이 유의미하게 증가하였다. 회귀분석 결과 ‘실험 실습’ 및 ‘기타’ 방법은 과학 및 일반 핵심역량에 유의미하게 긍정적인 효과를 나타내었고, ‘실험 시연’은 과학 및 일반 핵심역량에, ‘비실험 활동’은 과학 핵심역량에 유의미하게 부정적인 효과를 나타내었다. 이러한 효과가 나타난 원인은 각 교수학습 방법들이 학생들의 실제적 참여를 유발하느냐의 여부에 달려 있는 것으로 생각된다. 또한 연구 참여 학교들의 교수학습 방법의 분포를 살펴볼 때, 회차가 많은 편인 ‘실험 실습’을 중심으로 고등학생 핵심역량이 증가하였다는 예측이 가능하였다. 이와 함께 교사 개방형 설문을 참조한 결과, 「과학탐구실험」을 실험 실습 위주로 운영하되 평가방식 개선, 블록타임제 운영, 「통합과학」 교과와의 연계 등의 지원이 이루어진다면 학생들의 핵심역량 함양을 더욱 효율화할 수 있을 것으로 판단된다. This study investigated the effect of 「Science Inquiry Experiment」 of 2015 Revised National Curriculum towards high school students’ science and general core competencies. To discern its own effect from that of 「Integrated Science」, researchers focused on the teaching & learning methods within the classes. We utilized pre- and post-test design between the end of 1st and 2nd semesters. Research data were from 489 high school 1st grader students from 5 regions of South Korea, using questionnaires about 5 science and 6 general core competencies. As a result, all the 5 science core competencies and total science competency score were increased significantly, but only 2 general core competencies were increased significantly and total general core competency score did not. In the regression analysis, among teaching & learning methods ‘hands-on’ and ‘others’ showed significant positive effect on science and general core competencies. And significant negative effect were shown in ‘non-lab activity’ for science core competency, and ‘minds-on’ for science and general core competencies. It is probably because those teaching & learning methods were different in the extent of guiding students to actively engage in the classes. Thus, the subject can foster students’ core competencies when introducing enough hands-on sessions. Referring to the teacher survey, researchers suggested that the subjectivity of science teachers should be emphasized and supported to help their practice in the 「Science Inquiry Experiment」classes. And ultimately, to help 교육과정평가연구 제23권 제3호 (2020) 50 students foster core competencies which are required in the future society, hands-on experiment centered science subject should remain in the next national curriculums.