고등학교 화학I 교과서 내용의 인지요구도 수준 분석 및 활용방안

Abstract

본 연구의 목적은 제 6차 교육과정에 의해 개정된 일반계 고등학교 (General High School) 인문·사회과정(Humanities) 학생들을 위한 화학Ⅰ 교과서 내용의 인지요구도 수준을 분석하는데 있다. 그리고 그 결과를 토대로 학습자의 인지 수준과 가르칠 화학Ⅰ 교과서 내용의 인지 요구도 수준이 보다 부합되는 화학 수업 전략을 개발하여 학생들의 화학 학업 성취도의 향상을 도모하는데 있다. 그러므로 보다 효과적인 수업 전략의 한 방법으로 CAT 분류틀(Curriculum Analysis Taxonomy)을 이용하여 현행 화학Ⅰ 교과 내용의 인지요구도 수준을 판정하여 적절한 수업모형에 따라 학습자의 인지수준과 부합하는 수업지도안을 짜는 절차를 제시하고자 한다. 학생들의 인지 수준은 GALT(Group Assessment of Logical Thinking) 검사지를 사용하여 조사하였고, 화학Ⅰ 교과 내용이 요구하는 인지요구도 수준을 분석하기 위해서는 영국의 CSMS(Concept in Secondary Mathematics and Science) 프로그램에 의해 개발된 CAT의 3가지 분류틀을 사용하였다. 검사 대상은 서울 지역의 일반계 고등학교 인문·사회과정의 학생들이며, 현재 사용되고 있는 12종의 화학Ⅰ교과서 중 임의로 3종을 택하여 분석하였다. 또한 학생들의 인지 수준과 교과서에 서술된 교과 내용의 인지요구도 수준을 비교하여 학생들의 인지 수준에 비해 어렵게 서술된 "이온화에너지의 주기성"에 대한 학습 지도안을 개발함에 있어서 본 연구에 의한 분석 자료들을 이용하는 구체적인 방법을 제시하였다. 1. 고등학교 화학Ⅰ 교과 내용에 관한 주요 개념들의 인지요구도 수준은 CAT의 세 가지 분류틀을 이용하여 분석하였는데 3종 교과서의 내용이 요구하는 인지요구도 수준은 교과서별로 큰 차이가 없이 비슷한 수준으로 서술되어 있음을 알 순 있었다. 2. 교과서의 주요 개념들 중 대부분의 개념들은 개념 전체로 볼 때 초기 형식적 조작 수준을 요구하는 것으로 나타났으며, 세 교과서 모두 후기 형식적 조작 수준을 요하는 개념으로는 "원자량과 분자량", "화학반응에서의 양적 관계", "원소의 주기적 성질" 등이다. 그러나 각 개념에 대한 인지요구도 수준은 한 개념 내에서도 서술된 부분에 따라 각각 다르므로 서술되어 있는 내용에 대한 세부판정이 중요하며, 전체판정은 의미가 없는 것으로 본다. 3. 본 연구에서 조사한 일반계 고등학교 2학년 인문·사회과정 학생들의 인지 발달 수준은 평균적으로 형식적 조작 수준의 학생들이 46.3% 이고, 과도기 및 구체적 조작 수준의 학생들이 각각 43.0%, 10.7%로 분석되었다. 그러나 학교별 차이가 크게 나타났다. 4. 학생들의 인지 수준과 교과서 내용의 인지요구도 수준을 비교 분석한 결과를 종합하면 다음과 같다. 첫째, 교과서 내용 중학생들의 인지 수준보다 더 높은 수준으로 서술되어 있는 개념들이 어떤 것인지를 상세하게 알 수 있었다. 둘째, 학습자의 인지 수준과 부합되게 서술된 개념이라도 비교적 어렵게 서술된 부분이 있다는 것과 그것이 어떤 내용들인지 알 수 있었다. 셋째, 각 개념들을 이해하는데 요구되는 논리 유형 또는 인지 수준과 그 내용을 학습하는 학습자들의 인지 수준을 각 개념에 대해 구체적으로 비교할 수 있었다. 네째, 각 개념들의 인지요구도 수준 분석 결과는 학생들의 인지 수준을 고려한 수업전략을 세우는데 구체적인 근거 자료가 될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 예시로 화학Ⅰ 교과내용 분석 결과를 토대로 발견학습 수업모형에 따른 "이온화에너지의 주기성"에 대한 수업지도안을 작성하였다.;The purpose of this study is to develope the more effective chemistry class stratagy through analyzing the demanded cognitive levels of contents in high school chemistry I textbooks and the cognitive levels of students who learn these textbooks. For this purpose, the levels of cognitive development stages of humanities students in general high school grade 2 were analyzed using GALT short version test. The demanded cognitive levels of contents of chemistry I textbooks in high school were analyzed based upon CAT(Curriculum Analysis Taxonomy) I, II, III from CSMS(Concept in Secondary Mathematics and Science) program in England. The results are summarized as follows: First, the concrete operational stages of 2nd year high school humanities students are only 10.7% while the transition and formal operational stages of those students are 43.0% and 46.3%, respectively. Second, 24 topics(concept) of contents in high school chemistry I textbook are selected and analyzed by using CAT I, II, III. Of them, the demanded levels of the late formal operational stages of contents are mainly 'atomic weight and molecular weight', 'stoichiometric relation of chemical reaction', and 'periodic properties of elements'. The rest of chemisty contents demand mostly the early formal operational stages. Third, based upon the results of this study, an effective chemistry class strategy matched with students' cognitive level for 'periodic properties of ionization energy' has been shown in detail as an example.