과학사를 이용한 멀티미디어 수업이 중학생의 학업성취도와 태도에 주는 영향 : 중학교 2학년‘광합성’단원을 중심으로

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the researcher developed multimedia teaching-learning materials using history of science and applied those to science classes. Then, the researcher investigated the effect of multimedia instruction using history of science on achievement and attitude toward science of middle school students.
The subjects were 142 students in the 2nd grade of a middle school. They were divided into two groups : the multimedia instruction using history of science applied class(experiment group) and the traditional lecture-centered class(control group). Both groups were taught "Photosynthesis" for 3 periods. Before experimental treatment, pre-test was done to the students on their achievement and attitude toward science. After treatment, post-test was done to find changes in achievement and attitude toward science. The results of pre-test and post-test were analyzed by ANCOVA(on analysis of covariance) and two-way ANCOVA by using SPSS statistic program.
The results of this study are as follows.
Multimedia instruction using history of science was more effective in increasing students' achievement than the traditional instruction(p< .05).
Multimedia instruction using history of science was effective in increasing students' achievement especially to male students among the experiment group(p< .05). On the other hand female students had no significant statistical difference(p> .05). To the high, middle and low level student, there was no significant statistical difference(p> .05).
Multimedia instruction using history of science was more effective in improving students' attitude toward science than the traditional instruction(p< .01). Multimedia instruction using history of science was effective in improving students' attitude toward science especially to female students among the experiment group(p< .01). On the other hand male students had no significant statistical difference(p> .05). To the high and middle level students, there was no significant statistical difference(p> .05). But to low level students, the multimedia instruction using history of science was more effective than the traditional instruction on attitude toward science(p< .01).
Analyzing sub-categories of attitude toward science, multimedia instruction using history of science was more effective in improving view of scientists among 4 categories(p< .01).

국문 초록 (Abstract)

과학사란 자연에 관한 인식의 발전을 취급하는 학문으로서 여러 가지 실증적 사실을 객관적, 통일적으로 설명하려는 이론체계의 진전과정을 분석하고, 또한 과학의 발전에 기여한 사람들의 생애와 그들이 사용했던 지적 방법이나 물질적 수단을 밝히는 것이다(오진곤, 1994). 과학사의 유용성에 대한 인식으로 인하여 1990년대에 들어와서 과학 교육에 HPS 관련 토픽들을 삽입하려는 노력이 활발하게 일어났고, 우리나라에서는 1971년에 송상용이 과학사를 과학교육에 도입해야 함을 주장하였다(양승훈 외, 1996). 과학교육에 과학사의 통합을 주장한 Jenkins는 과학사 교육에 관한 연구 결과를 분석하여 과학사를 가르쳐야 할 이유를 흥미유발, 과학의 인간화, 과학의 본성 인식의 세 가지로 요약하여 제시하였다(류미현, 1999).
본 연구에서는 과학사를 이용하여 멀티미디어 교수-학습 자료를 개발하고 이를 적용한 수업이 중학생의 학업성취도와 과학에 대한 태도에 미치는 영향을 알아보았다.
연구 대상은 중학교 2학년 남ㆍ여 학생 142명으로 통제 집단은 전통적인 강의식 수업을 하였고, 실험 집단은 과학사를 이용한 멀티미디어 자료를 활용한 수업을 실시하였다. 연구 단원은 중학교 2학년 과학 「식물의 구조와 기능」 단원 중 ‘광합성’에 해당하는 부분으로 3차시에 걸쳐 수업 처치를 하였다. 수업 처치 전ㆍ후에 학업성취도 검사와 과학에 대한 태도 검사를 실시하였으며 검사 결과는 SPSS 12.0 통계 프로그램을 사용하여 공변량분석(ANCOVA)을 하였다.
본 연구를 통해 얻어진 결과는 다음과 같다.
과학사를 이용한 멀티미디어 수업은 전통적 수업에 비해 중학생의 학업성취도 향상에 유의미한 효과를 보였다(p< .05). 성별과 성취 수준에 따른 수업 처치의 효과를 분석한 결과 과학사를 이용한 멀티미디어 수업은 전통적인 강의식 수업보다 학업성취도면에서 남학생에게 효과적이었으나(p< .05) 여학생에게는 효과적이지 않았고(p> .05), 성취 수준별 상위, 중위, 하위의 세 집단에서 유의미한 효과는 나타나지 않았다(p> .05).
과학사를 이용한 멀티미디어 수업은 전통적 수업에 비해 중학생의 과학에 대한 태도 향상에 유의미한 효과가 있었다(p< .01). 성별과 성취 수준에 따른 수업 처치의 효과를 분석한 결과 과학사를 이용한 멀티미디어 수업은 과학에 대한 태도 면에서 여학생에게는 효과적이었으나(p< .01) 남학생에게는 효과적이지 않았고(p> .05), 성취 수준이 상위와 중위인 집단에게는 효과적이지 않았으나(p> .05) 하위 집단에게는 유의미한 효과가 있었다(p< .01). 과학에 대한 태도를 과학자에 대한 인식, 과학적 탐구에 대한 태도, 과학적 태도의 적용, 과학 수업의 즐거움의 4개 하위 영역별로 분석한 결과 전통적 수업에 비해 과학사를 이용한 멀티미디어 수업이 과학자에 대한 인식 영역에서 효과적이었다(p< .01).
위 결과로 볼 때 과학사를 이용한 멀티미디어 수업은 전통적인 강의식 수업에 비해 학업성취도와 과학에 대한 태도 향상에 효과적인 수업방법이라고 할 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 논문 개요 = Ⅸ
• Ⅰ. 서론 = 1
• A. 연구의 필요성 및 목적 = 1
• B. 연구 내용 = 3
• C. 연구의 제한점 = 4
• Ⅱ. 이론적 배경 = 6
• A. 과학사와 과학교육 = 6
• 1. 과학사의 도입 = 6
• 2. 과학교육에서 과학사의 적용 효과 = 8
• B. 광합성에 관한 과학사 = 10
• C. 멀티미디어 = 13
• 1. 멀티미디어의 정의 및 특성 = 13
• 2. 멀티미디어의 교육적 활용 = 17
• D. 선행연구 고찰 = 20
• Ⅲ. 연구 방법 및 절차 = 23
• A. 연구 대상 = 23
• B. 연구 설계 = 24
• C. 연구 절차 = 25
• 1. 학습 지도안 및 학습지 작성 = 25
• 2. 멀티미디어 학습 자료 개발 = 27
• 3. 사전 검사 = 29
• 4. 수업 처치 = 29
• 5. 사후 검사 = 30
• 6. 결과 분석 = 30
• D. 검사 도구 = 31
• 1. 학업성취도 검사 도구 = 31
• 2. 과학에 대한 태도 검사 도구 = 32
• Ⅳ. 연구 결과 및 논의 = 33
• A. 실험 집단과 통제 집단의 학업성취도 비교 = 33
• 1. 수업 처치에 따른 집단별 학업성취도의 분석 = 33
• 2. 수업 처치에 따른 성별 학업 성취도 분석 = 35
• 3. 수업 처치에 따른 성취 수준별 학업성취도 분석 = 38
• B. 실험 집단과 통제 집단의 과학에 대한 태도 비교 = 42
• 1. 수업 처치에 따른 집단별 과학에 대한 태도 분석 = 42
• 2. 수업 처치에 따른 성별 과학에 대한 태도 분석 = 44
• 3. 수업 처치에 따른 성취 수준별 과학에 대한 태도 분석 = 47
• 4. 수업 처치에 따른 과학에 대한 태도의 하위 영역별 분석 = 51
• Ⅴ. 결론 및 제언 = 57
• 참고문헌 = 59
• 부록 = 63
• <부록 1> 광합성을 이용한 멀티미디어 수업 학습 지도안 = 63
• <부록 2> 과학사를 이용한 멀티미디어 수업 학생 학습지 = 70
• <부록 3> 과학사를 이용한 멀티미디어 학습 자료 = 75
• <부록 4> 과학사 플래시 애니메이션 자료 = 83
• <부록 5> 학업성취도 검사지 = 95
• <부록 6> 학업성취도 문항의 내용 타당도 분석 = 99
• <부록 7> 과학에 대한 태도 검사지 = 102
• ABSTRACT = 105