경험 귀추적 탐구 수업 전략이 과학2 혼합물의 분리 단원에 미치는 효과

Abstract

The purpose ofthis research is to investigate the effect of empirical abductive learning cycle model on the middle school students' improvement of science achievement, scientific reasoning, and scientific attitude. The participants in this study are199 in 8th grade at a co-educational junior high school in Seoul, Korea. They were randomly assigned to the control group and the treatment group. The treatment group received the instruction of learning cycle approaches.The control group received the traditional text-book oriented form of instruction which included reading, writing. They have been taught about「The separation of mixture」section of middle school Science2 for 12classes periods during the second semester. Evaluation instruments used in pre-test and post-test were science achievement test, class room test of scientific reasoning and science related attitude test. Moreover ANCOVA was done by using SPSS/PC+(version10.0) statistic program. The results of this study are as follows. First, the adj. mean of the treatment group was 9.47 higher than one of the control group and there is asignificant difference (p<.001) between two groups about students` science achievements test by ANCOVA analysis. In high level group, ANCOVA showed that the adj. mean of achievement test for the treatment group was 8.33 higher than the one of the control group and it was the significant difference between two groups about students` science achievements test by ANCOVA(p<.001). And in low level group, ANCOVA showed that the adj. mean of achievement test for the treatment group was 10.84 higher than the one of the control group and it was the significant difference(p<.05 between two groups about students` science achievements test by ANCOVA analysis. Second, the adj. mean of the treatment group was 5.88 higher than one of the control group and it was the significant difference(p<.001) between two groups about students' scientific reasoning test by ANCOVA analysis. In high level group, ANCOVA showed that the adj. mean of achievement test for the treatment group was 5.89 higher than the one of the control group and it was the significant difference between two groups about students' scientific reasoning test by ANCOVA(p<.05). And in low level group, ANCOVA showed that the adj. mean of achievement test for the treatment group was 5.94 higher than the one of the control group and it was the significant difference(p<.05) between two groups about students' scientific reasoning test by ANCOVA analysis. Third, in hypothetical-deductive thinking levelㆍtransitional thinking level group, ANCOVA showed that the adj. mean of achievement test for the treatment group was 5.28 higher than the one of the control group and it was the significant difference(p<.05) between two groups about students' scientific reasoning test by ANCOVA analysis. And in Empirical-inductive thinking level group, ANCOVA showed that the adj .mean of achievement test for the treatment group was 6.58 higher than the one of the control group and it was the significant difference (p<.05)between two groups about students' scientific reasoning test by ANCOVA analysis. Fourth, the adj. mean of the treatment group was 2.63 higher than one of the control group and it was the significant difference (p<.05) between two groups about students` scientific attitude test by ANCOVA analysis. In low level group, ANCOVA showed that the adj. mean of achievement test for the treatment group was 3.51 higher than the one of the control group and it was the significant difference(p<.05 between two groups about students` scientific attitude test by ANCOVA analysis. But in high level group, ANCOVA showed that the adj. mean of achievement test for the treatment group was 3.51 higher than the one of the control group and there is no significant difference(p>.05) between two groups about students` scientific attitude test by ANCOVA analysis. According to the analysis, it is found that students of the treatment group received the instruction of learning cycle approaches showed positive changes in achievement, scientific reasoning, and scientific attitude. In high level group, it is found that students of the treatment group received the instruction of learning cycle approaches showed positive changes in achievement, scientific reasoning to the exculsion of scientific attitude. And in low level group, it is found that students of the treatment group received the instruction of learning cycle approaches showed much more positive changes in achievement, scientific reasoning, and scientific attitude. In hypothetical-deductive thinking levelㆍtransitional thinking level group and in Empirical-inductive thinking level group, it is found that students of the treatment group received the instruction of learning cycle approaches showed positive changes in achievement, scientific reasoning to the exculsion of scientific attitude. And the low level group showed much more positive changes positively in achievement, scientific reasoning, and scientific attitude. Therefore, empirical abductive learning cycle model applied to school education is regarded to enhance the learning effect of students.;본 연구는 중학교 2학년 「혼합물의 분리」단원에 대하여 경험 귀추적 순환 학습 전략을 개발한 후에 현장에 적용하여 학생들의 과학 학업 성취도, 과학적 사고력, 과학에 관련된 태도에 대한 탐구 수업 전략의 효과를 알아보고자 하는데 목적이 있다. 연구의 대상은 서울 소재 남녀 공학 중학교 2학년 6개의 학급 199명으로 경험 귀추적 탐구 실험을 활용한 순환 학습 수업 모형을 도입한 집단을 실험 집단으로, 전통적인 강의식 수업 모형인 연역적인 수업 방법으로 수업을 진행한 집단을 통제 집단으로 나누어 실험을 설계하였다. 과학 학업 성취도, 과학적 사고력, 과학에 관련된 태도 검사지를 사용하여 사전 검사 실시 후 실험 집단과 통제 집단에 각각 중학교 2학년「혼합물의 분리」단원을 내용으로 12차시에 해당하는 순환 학습 전략에 의한 탐구 수업 방법과 전통적인 연역적인 강의식 수업 방법으로 수업 처치를 하였다. 수업 처치 후 사전 검사지와 동일한 검사지를 사용하여 사후 검사를 실시하였다. 본 연구의 모든 검사 결과는 SPSS/PC+(version 10.0)을 사용하여 사전 검사 결과를 공변인으로 하는 공변량 분석(ANCOVA)을 통해 자료를 분석하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 학업 성취도 변화에 있어서 실험 집단의 교정 평균이 통제 집단의 교정 평균보다 9.47점 높게 나타내며 통계적으로는 유의미한 차이를 나타냈다(p<.001). 성취 수준이 평균 점수 이상의 상위인 학생들은 과학 학업 성취도 변화에 있어서 실험 집단의 교정 평균이 통제 집단의 교정 평균보다 8.33점 높게 나타내며 통계적으로 유의미한 차이를 나타냈다(p<.001). 또한 성취 수준이 성취 수준이 평균 점수 이하의 하위인 학생들은 실험 집단의 교정 평균이 통제 집단의 교정 평균보다 10.84점 높게 나타내며 공변량 분석 결과 통계적으로 유의미한 차이를 나타냈다(p<.05). 둘째, 과학적 사고력 변화에 있어서 실험 집단의 교정 평균이 통제 집단의 교정 평균보다 5.88점 높게 나타내며 통계적으로 유의미한 차이를 나타냈다(p<.001). 성취 수준이 성취 수준이 평균 점수 이상의 상위인 학생들은 과학적 사고력 변화에 있어서 실험 집단의 교정 평균이 통제 집단의 교정 평균보다 5.89점 높게 나타내며 통계적으로 유의미한 차이를 나타냈다(p<.05). 또한 성취 수준이 성취 수준이 평균 점수 이하의 하위인 학생들은 과학적 사고력 변화에 있어서 실험 집단의 교정 평균이 통제 집단의 교정 평균보다 5.94점 높게 나타내며 통계적으로 유의미한 차이를 나타냈다(p<.05). 셋째, 가설 연역적·과도기적 사고 수준인 학생들은 과학적 사고력 변화에 있어서 실험 집단의 교정 평균이 통제 집단의 교정 평균보다 5.28점 높게 나타내며 통계적으로도 유의미한 차이를 나타냈다(p<.05). 또한 경험 귀납적 사고 수준인 학생들은 과학적 사고력 변화에 있어서 실험 집단의 교정 평균이 통제 집단의 교정 평균보다 6.58점 높게 나타내며 통계적으로도 유의미한 차이를 나타냈다(p<.05). 넷째, 과학에 대한 태도 변화에 있어서 실험 집단의 교정 평균이 통제 집단의 교정 평균보다 2.63점 높게 나타내며 통계적으로는 유의미한 차이를 나타냈다(p<.05). 성취 수준이 평균 점수 이하의 하위 그룹에서는 실험 집단의 교정 평균이 통제 집단의 교정 평균보다 3.51점 높게 나타내며 공변량 분석 결과 통계적으로도 유의미한 차이를 나타냈다(p<.05). 그러나 성취 수준이 평균 점수 이상의 상위인 학생들은 과학에 대한 태도 변화에 있어서 실험 집단의 교정 평균이 통제 집단의 교정 평균보다 1.93점 높게 나타냈으나 통계적으로는 유의미한 차이를 나타내지 않았다(p>.05). 이와 같이 전체 실험 집단 학생들의 경우 순환 학습 수업 전략을 적용한 수업이 과학 학업 성취도, 과학적 사고력, 과학에 대한 태도의 모든 면에서 긍정적인 영향을 주고 있다. 성취 수준이 상위인 실험 집단 학생들의 경우 과학에 대한 태도를 제외한 과학 학업 성취도, 과학적 사고력에 긍정적인 영향을 주고 있다. 또한 성취 수준이 하위인 실험 집단 학생들의 경우 역시 순환 학습 수업 전략을 적용한 수업이 과학 학업 성취도, 과학적 사고력, 과학에 대한 태도의 모든 면에서 긍정적인 영향을 주고 있다. 인지 수준으로 분류해 볼 때, 가설 연역적·과도기적 사고 수준과 경험 귀납적 사고 수준인 실험 집단 학생들 모두 순환 학습 수업 전략을 적용한 수업이 과학 학업 성취도, 과학적 사고력, 과학에 대한 태도의 모든 면에서 긍정적인 영향을 주고 있다.