중학교 학생들의 인지수준과 과학 교과 내용의 인지요구도 수준과의 관계 분석

Abstract

The purpose of this study is to investigate the cognitive demands required for understanding chemistry contents in the middle school science text book of grade 2 and the levels of cognitive development of those students. For this purpose, cognitive demands of 13 topics involved in chemistry contents are also the levels of analysed by using CAT(Curriculum Analysis Taxonomy) and also the levels of cognitive development and formal reasoning abilities of the 707 students in seoul area were surveyed using the GALT(Group Assesment of Logical Thinking) test. The results of this study show that 22.1% of chemistry contents required concrete operational thinking ability while 78.9% of them required formal operational stage and only 18.2% had reached to formal operational stage. The rest of them were at transitional stage. By comparing above results, three suggestion are made to science teachers in middle school : First, it is needed to know the levels of cognitive development and formal reasoning ability of students particularly required for learning science. Second, the instructional strategy should be matched with the levels of cognitive development and formal reasoning ability of the students. Third, the method and the results of this study will be helpful for improving the instructional strategy to match with students in cognitive domain.;본 연구의 목적은 제 6차 교육과정의 중학교 2학년 과학교과서에서 화학관련 내용을 이해하는 데 필요한 인지요구도를 분석하고, 중학교 2학년 학생들의 인지 발달 수준과 논리유형별 형성정도를 조사하여 그 내용의 수준이 학생들에게 적합한가를 알아보고, 이를 현장 교사들에게 수업 방안을 구상하는 데 참고자료로 제공하는 것이다. 학생들의 인지 발달 수준 조사를 위해서는 미국 Georgia 대학의 Roadrangka 등이 개발한 GALT(Group Assessment of Logical Thinking) 검사지를 사용하였고, 교과내용의 인지요구도를 분석하는 데는 영국의 CSMS(Concepts in Secondary Mathematics and Science) 프로그램의 연구진에 의해 개발된 CAT(Curriculum Analysis Taxonomy)의 세 가지 분류틀을 사용하였다. 검사 대상은 서울 지역의 5개 중학교 2학년 남학생 361명, 여학생 346명으로 총 707명이였다. 제 6차 교육과정의 중학교 과학 2 교과서 8종중에서 4종을 임의로 선정하여 화학내용에 관련된 13 개 주요 개념을 추출하여 분석하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 인지요구도별 주요 개념의 비율을 보면 후기 구체적 조작 수준(2B) 30.8%, 초기 형식적 조작 수준(3A) 46.2%, 후기 형식적 조작 수준(3B) 23.1%로 전반적인 내용의 수준은 초기 형식적 조작 수준인 것으로 나타났다. 둘째, 중학교 2학년 학생들의 인지 발달 수준 분포는 구체적 조작기 25.2%, 과도기 56.6%, 형식적 조작기 18.2%로 평균적인 인지 발달 수준은 과도기인 것으로 나타났다. 논리유형별 형성정도는 조합논리와 보존논리가 가장 높았고, 상관논리가 가장 낮게 형성되어 있다. 셋째, "화합", "기체 반응의 법칙과 아보가드로의 법칙", "분자", "보일의 법칙과 샤를의 법칙" 등의 인지요구도는 후기 형식적 조작 수준으로 과도기와 구체적 조작기에 있는 많은 중학교 2학년 학생들에게 어려울 것으로 생각된다.