뇌기반 진화적 접근법에 따른 RcBr 자유탐구 프로그램의 개발 및 적용 실제 = Development of RcBr Free Inquiry Program According to a Brain-based Evolutionary Approach and its Application

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 뇌기반 진화적 접근법에 기반한 RcBr 자유탐구 프로그램을 개발 및 적용하여 중학생의 과학과 핵심역량, 과학탐구능력, 과학창의성 향상에 미치는 효과를 분석하고자 하였다. RcBr 유전 탐구를 중심으로 구성된 실험집단은 뇌기반 진화적 교수학습 모형에 따른 명시적 절차에 따라 자유탐 구활동을 수행하였고, 비교집단은 교과서를 활용한 자유탐구 절차를 따랐다. 총 10차시에 걸쳐 운영된 프로그램은 탐구 주제 선정, 실험 설계와 수행, 자료 분석 및 해석, 결과 발표와 피드백의 순환 구조로 구성되었으며, 학생 중심의 협동적 탐구 환경을 강조하였다. 효과 검증을 위해 과학과 핵심역량, 과학탐구능력, 과학창의성 검사를 하고, 탐구보고서 분석, 설문지 및 면담을 통해 정성적 자료를 수집하였다. 연구 결과, 실험집단은 비교집단에 비해 세 영역 모두에서 통계적으로 유의미한 향상을 나타냈으며, 특히 과학창의성의 하위 요인 중 독창성과 융합적 사고력에서 큰 폭의 성장이 관찰되었다. 또한, 탐구 과정에서 학생들은 책임감, 협동심, 주도성을 보이며 탐구 주제의 다양성과 방법의 창의성 측면에서도 두드러진 성과를 보였다. 정성적 분석에서도 뇌기반 접근법이 학습 동기 유발과 지속적 문제해결에 긍정적인 영향을 미쳤음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 자유탐구 수업의 질적 향상을 위해 명확한 탐구 절차와 과학적 사고를 촉진하는 교수학습 전략이 필요함을 시사하며, 뇌과학 진화적 접근법이 효과적인 대안이 될 수 있음을 제언한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aimed to develop and apply an RcBr free inquiry program based on the brain-based evolutionary approach and analyze its effects on improving middle school students’ core science competencies, scientific inquiry skills, and scientific creativity. The experimental group, centered on RcBr genetics inquiry, engaged in free inquiry activities following explicit procedures derived from the brain-based evolutionary instructional model, while the control group followed the conventional inquiry procedures based on textbooks and teacher guides. The program implemented over ten sessions, consisted of a cyclic structure including topic selection, experimental design and execution, data analysis and interpretation, result presentation, and feedback, and emphasized a student-centered collaborative inquiry environment. To verify the program’s effectiveness, assessments of core science competencies, scientific inquiry skills, and scientific creativity were conducted, and qualitative data were collected through analysis of inquiry reports, questionnaires, and interviews. The results showed that the experimental group demonstrated statistically significant improvement within all three domains, while only scientific communication showed a significant difference compared to the control group. In particular, among the subfactors of scientific creativity, substantial growth was observed in originality and integrative thinking. Furthermore, during the inquiry process, students in the experimental group exhibited responsibility, collaboration, and autonomy, achieving remarkable outcomes in the diversity of inquiry topics and creativity in inquiry methods. Qualitative analysis also confirmed that the brain-based evolutionary approach had a positive effect on motivation and sustained problem-solving in learning. These results suggest that for the qualitative improvement of free inquiry classes, clear procedures and instructional strategies that promote scientific thinking are necessary, and the brain-based evolutionary approach may serve as an effective alternative.