고등학교 화학II교과서 내용의 인지요구도 수준 분석 및 활용 방안

Abstract

본 연구의 목적은 제 6차 교육과정의 고등학교 화학 Ⅱ 교과서 내용을 이해하는데 필요한 인지요구도 수준과 화학 Ⅱ 교과서를 배우는 일반계 고등학교 2학년 자연 과정 학생들의 인지 수준과 논리 유형별 형성 정도를 비교 분석하고, 그 결과를 토대로 학생들의 인지요구도 수준보다 상위 수준의 사고를 요구하는 화학 내용을 보다 효과적으로 가르치기 위한 학습 전략의 한 방법으로 CAT 분류틀(Curriculum Analysis Taxonomy)을 이용하는 방안을 제시하고자 한다. 학생들의 인지 수준은 GALT short version(Group Assessment of Logical Thinking) 검사지를 사용하여 조사하였고, 교과서 내용이 요구하는 인지요구도 수준을 분석하기 위해서는 영국의 CSMS (Concept in Secondary Mathematics and Science) 프로그램에 의해 개발된 CAT 의 3가지 분류틀을 사용하였다. 검사 대상은 서울 지역의 일반계 고등학교 2학년 자연 과정 학생들이었으며, 현재 사용되고 있는 16종 중에서 두산 동아와 한샘 출판(주)의 2종의 교과서 내용에 포함되어 있는 개념들을 추출하여 분석하였다. 또한 학생들의 인지 수준과 교과서에 서술된 화학 내용의 인지요구도 수준을 비교하여 학생들이 어려워하는 개념에 대한 수업 방안을 제시하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. CAT 분류틀로 분석한 고등학교 화학 Ⅱ 교과서 내용의 인지요구도 수준은 방대한 양의 질적 분석으로서 교과서 내용의 인지요구도에 대한 총괄 판정보다는 세부적인 판정이 더 의미가 있다. 2. 본 연구에서 임의로 선택한 두산 동아와 한샘 출판(주)의 고등학교 화학 Ⅱ 교과서에서 추출된 총 86개의 화학 개념들은 후기 구체적 조작 수준(2B), 초기 형식적 조작 수준(3A), 후기 형식적 조작 수준(3B)의 인지요구도를 필요로 하는 내용으로 구성되어 있다. 86개의 개념 중 43개의 개념이 2종의 교과서 모두에서 후기 형식적 조작 수준(3B)의 인지요구도를 요구하고, 2종의 교과서 중 1종에서만 후기 형식적 조작 수준(3B)을 요구하는 개념은 15개이다. 3. 2종의 고등학교 화학 Ⅱ 교과서 내용의 각 개념별 인지요구도 수준은 교과서별로 큰 차이가 없이 비슷한 수준으로 서술되어 있음을 알 수 있었다. 4. 본 연구의 조사 대상 학생들의 인지 수준은 지역별, 학교별, 성별에 따라 큰 차이를 보였다. 학생들의 인지 수준 분포의 평균적인 값이 의미가 있는 것이 아니라 수업 대상 학생들의 구체적인 인지 수준 분포가 의미가 있으므로 개개의 학급별인지 수준 검사가 요구된다. 5. 본 연구의 조사한 서울 시내 7개 일반계 고등학교 2학년 자연 과정 학생 681명의 인지 수준은 구체적 조작기 6.2%, 과도기 33.5%, 형식적 조작기 60.3%로, 조사 대상 학생의 대부분이 과도기 및 형식적 조작 수준임을 보여주었다. 조사 대상 학생들의 보존 논리, 비례 논리, 변인 통제 논리, 확률 논리, 상관 논리, 조합 논리의 형성율은 각각 65.3%, 76.8%, 76.9%, 82.1%, 47.7%, 87.7%로 나타났다. 6. 후기 형식적 조작 수준(3B)을 요구하는 '액체의 증기 압력' 개념을 경험-추론적 순환 학습 모형의 학습지도안으로 재구성하여 초기 형식적 조작 수준(3A)으로 낮추었다.;The purpose of this study is to investigate the cognitive demands required for understanding contents in the high school chemistry II textbooks and the levels of cognitive development stages of 2nd grade general high school students in science major. The demanded cognitive levels of 86 topics involved in chemistry contents were analyzed based upon CAT(Curriculum Analysis Taxonomy) I, 11, III from CSMS(Concept in Secondary Mathematics and Science) program in the Great Britain. The levels of cognitive development stages of 2nd grade general high school students in science major were analyzed using GALT Short Version test. Then comparative study between the demanded cognitive levels of those students has been used to develope more effective science class strategy. The results of the study are summarized as follows. First, most of the 86 chemistry topics required late formal operational stage. Secondly, 6.2% of students were at the concrete operational stage and 33.5% of students were at the transitional stage. The rest of them were at the formal operational stage. Finally, a class strategy of vapor pressure based upon the results of this study has been developed to show methods and processes in detail. Also, three suggestions are made to science teachers in high school. First, it is needed to know the levels of cognitive development and formal reasoning ability of their own students. Secondly, the instructional strategy should be matched with the levels of cognitive development and formal reasoning ability of students. Finaly, the mathod and the results of this study will be helpful for improving the instructional strategy matching cognitive domain of students.