과학수업모형을 이용한 생물학습지도자료의 개발과 현장적용 연구

Abstract

The Purpose of this study is to develop biology teaching materials from selected seven different teaching models(STS Teaching Model, Advanced Organizer Teaching Model, Learning Cycle Model, Generative Learning Model, Cognitive Conflict Teaching Model, Discovery Teaching Model and Hypothesis-Testing Model) and to examine the effect of this teaching strategy on the level of science achievement when apply to the class. This study performed nonequivalent group pretest-posttest as an experimental study. The selected subjects were divided into two groups, experimental and control groups. The newly developed biology teaching materials were applied to experimental group, and traditional lecture-centered class was taken in control group. The results of this study are as follows : 1. The study shows that each developed teaching material from STS Teaching Model and Generative Learning Model didn't improve the level of student's achievement(p>.05), whereas Advanced Organizer Teaching Model, Learning Cycle Model, Cognitive Conflict Teaching Model, Discovery Teaching Model and Hypothesis-Testing Model did improve the level of student's achievement(p<.05). 2. In case of STS Teaching Model, Generative Learning Model, Advanced Organizer Teaching Model and Learning Cycle Model, which subjects were composed of both sexes, there was no difference in the level of students achievement between the different sexes(p>.05). 3. In case STS Teaching Model, Generative Learning Model, Advanced Organizer Teaching Model and Learning Cycle Model, were applied to the two groups of different sexes, Learning Cycle Model and Advanced Organizer Teaching Model helped the students in both groups improve the level of their achievement(p<.05), whereas STS Teaching Model and Generative Learning Model did not.;지금까지 여러 가지 과학수업모형 또는 과학수업에 이용 가능한 수업모형들이 많은 교육학자들(권재술, 1989; 김영민, 1991; Kauchak & Eggen, 1980; Cosgrove & Osborne, 1985; Yager, 1990)에 의해 제시되었으며, 그 수업모형들의 현장적용에 관한 연구 또한 관심의 대상이 되어 왔다. 그러나, 이러한 현장적용연구는 일부 과학수업모형에 국한되어 이루어 졌으며, 지속적인 현장 적용연구가 이루어졌다고 해도 특정 교과목에 치우쳐 연구된 경우가 많았다. 특히, 국내에서 지금까지 생물 교과에 적용된 수업모형은 극히 일부로 제한되어 있어 생물교과에서 다양한 수업모형들에 대한 보다 폭넓은 연구가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 7가지의 수업모형(STS 수업모형, 순환학습 수업모형, 발생학습 수업모형, 인지갈등 수업모형, 발견학습 수업모형, 선행조직자 수업모형, 가설검증 수업모형)을 선정하여 생물학습지도자료를 개발하고 수업에 적용하여 그 효과를 알아봄으로써, 과학교육 목표 달성을 위한 새로운 접근 방식을 제시하고자 한다. 본 연구는 실험연구로써 이질집단 사전-사후검사를 하였다. 이를 위해 연구 대상으로 STS 수업모형, 발생학습 수업모형 및 인지갈등 수업모형은 각각 165명, 153명, 182명의 고등학교 1학년 학생들을 표집하였고, 선행조직자 수업 모형은 167명의 중학교 3학년 학생들을, 순환학습 수업모형과 가설검증 수업모형은 각각 173명, 154명의 중학교 2학년 학생들을, 마지막으로 발견학습 수업모형은 153명의 중학교 1학년 학생들을 표집하였다. 그 후에 각 수업모형의 연구대상 학생들을 실험집단과 통제집단으로 나누어 실험집단에는 새로 개발된 수업자료를 이용한 수업을, 통제집단에는 전통적인 강의중심의 수업을 하여 각 수업모형을 적용한 수업이 학생들의 과학지식성취도에 미치는 영향에 대해 알아보았으며, 연구대상에 남녀 학생들이 모두 포함된 수업모형인 STS 수업모형, 순환학습 수업모형, 발생학습 수업모형, 선행조직자 수업모형의 경우에는 성별에 따른 적용 효과도 알아 보았다. 각 수업모형의 현장적용은 독립적으로 실시된 것으로써 수업모형간의 비교는 하지 않았다. 과학지식성취도 검사도구는 차시별 학습내용을 고려하여 추출된 문항으로 과학교사와 교육대학원생들의 타당도 검사를 거쳐 사용하였다. 수업처치가 실험집단과 통제집단에 유의미한 차이를 나타내는지를 알아보기 위해 두 집단의 사전검사를 통제시키는 공변량 분석을 하였다. 검사 결과는 SAS 통계 프로그램을 사용하여 분석하였다. 본 연구의 결과를 종합하여 내린 결론은 다음과 같다. 1. STS 수업모형을 적용한 수업은 학생들의 과학지식성취도를 향상시키는데 전통적인 수업보다 유의미한 효과가 없었다(p>.05). 2. 발생학습 수업모형을 적용한 수업은 학생들의 과학지식성취도를 향상시키는데 전통적인 수업보다 유의미한 효과가 없었다(p>.05). 3. 순환학습 수업모형, 인지갈등 수업모형, 발견학습 수업모형, 선행조직자 수업모형, 가설검증 수업모형을 적용한 수업은 학생들의 과학지식성취도를 향상시키는데 전통적인 수업보다 효과적이었다(p<.05). 4. 연구대상에 남녀 학생들이 모두 포함된 수업모형인 STS 수업모형, 순환학습 수업모형, 발생학습 수업모형, 선행조직자 수업모형의 경우, 남학생집단과 여학생집단간에 수업 후 과학지식성취도를 비교한 결과, 성별에 따른 사후지식성취도에 있어서 통계적으로 유의미한 차이는 없는 것으로 나타났다(p>.05). 그리고 남녀별로 구분하여 각 수업모형을 적용한 수업을 한 후에 과학지식성취도를 알아본 결과, 순환학습 수업모형과 선행조직자 수업모형을 적용한 수업은 전통적인 수업보다 여학생집단과 남학생집단 내에서 모두 과학지식성취도를 향상시키는데 효과가 있는 것으로 나타났다(p<.05). 그러나 STS 수업모형과 발생학습 수업모형을 적용한 수업은 전통적인 수업보다 여학생집단과 남학생집단 내에서 모두 과학지식성취도의 향상에 유의미한 효과는 없었다(p>.05).