과학교사 교수내용지식(PCK)의 구조와 형성과정 탐색

Abstract

The purpose of this study were to identify the components of science teachers' pedagogical content knowledge and to develop a theoretical model for their process of constructing PCK. The Strauss and Corbin's(1998) grounded theory was adopted to explore the process and structure of their experiences. Data was collected through in-depth interviews with twenty two secondary school science teachers who have experienced in science teaching for many years. The results of paradigm analysis revealed that constructing PCK was influenced by 87 concepts, 35 sub-categories, and 17 categories. In the paradigm model, the phenomena of constructing PCK were 'raising teachability of subject matter knowledge', 'understanding students', and 'developing teaching repertory'. These phenomena showed 'teachers's effort for successful science teaching'. The causal conditions of constructing PCK were 'emerging intrinsic motivation', 'being externally influenced'. The contextual conditions related to central phenomenon were 'being aware of science teachers' role', 'being interested in science class'. The intervening conditions were 'social atmosphere', 'school culture', 'class surroundings', and 'personal characteristics'. The identified actions/reactions included 'following and acceding', 'finding one's way of teaching', and 'adjusting through teaching practice'. The result of constructing PCK were 'successful science teaching', 'finding one's satisfaction in teaching', and 'remaining'. The process analysis was also conducted ,based on the results of paradigm analysis. The entire process of constructing PCK was divided into four phases over time: (1) awareness of necessity, (2) development, (3) adjustment, and (4) result. The process of constructing PCK was circular and continuous. To represent the process of constructing PCK, the core category was emerged from selective coding. The core category was 'constructing PCK through teaching practice'. Conclusionally, this study suggested a process model of constructing PCK and indicated a new influence factor and components of PCK. A new influence factor was 'knowledge of self' which involves teachers' personal characteristics and background. PCK was consisted of three components: 'subject matter knowledge for teaching', 'knowledge of students' science understanding', 'teaching repertory'. Each components of PCK improved through teachers' preparation and teaching practice. These findings will provide researchers and teacher educators deep understanding about science teachers' knowledge and professional which enable them to develop effective teacher education programs that enhance teachers' PCK and teaching ability.;교수내용지식(pedagogical content knowledge: PCK)의 개념이 소개된 이후 많은 연구자들이 교수내용지식의 구조와 특성을 탐색하였다. 현재 교수내용지식은 다양한 구인들의 영향에 의해 질적으로 형성되는 통합적 지식의 형태로 이해되어 오고 있으며, 과학교육에서 중요한 교사의 지식 영역으로 자리 잡았다(Abell, 2007; NRC, 1996). 위와 같이 교수내용지식은 과학교사의 전문성을 이해하고 과학 교수 현장의 수준을 향상할 수 있는 중요한 요인으로 부각되고 있다. 따라서 본 연구에서는 중등 과학 교사의 교수내용지식의 구조와 형성과정을 이해하기 위해 스물두명의 중등 과학교사를 대상으로 일대일 심층 면담을 하였다. 면담을 통해 과학교사의 수업 계획과 수업 실행을 중심으로 교사의 전문성 향상을 위한 노력에 대한 교사의 경험을 수집하였다. 연구 방법은 Strauss와 Corbin(1998)이 제안한 근거이론(grounded theory) 단계를 따랐으며, 수업 현장에서 과학 교사의 교수내용지식이 어떻게 나타나며, 교사의 수업 경험이 교수내용지식에 어떻게 영향을 주는지를 탐구하였다. 본 연구에서는 이러한 과정을 통해 과학교사의 교수내용지식의 구조와 형성과정에 대한 이론적 모형을 개발하여 교수내용지식의 적용 가능성을 높이고자 하였다. 개방 코딩 분석과정을 통하여 과학 교사의 교수내용지식과 관련하여 87개의 개념으로부터 35개의 하위 범주와 17개의 범주가 도출되었다. 패러다임에 의한 범주 분석 결과 과학 교사의 교수내용지식 형성 과정의 중심 현상인 ‘성공적인 과학수업을 위한 노력’의 인과적 조건은 ‘내적 동기가 생김’, ‘외적 자극을 받음’이었고, 중심 현상에 영향을 주는 맥락적 조건은 ‘과학교사의 역할 인식’, ‘과학수업의 즐거움’이었다. 중심 현상에 대한 작용/상호작용 전략을 촉진시키거나 억제하는 중재적 조건은 ‘사회 분위기’, ‘학교 문화’, ‘수업 상황’, ‘개인 특성’이며, 작용/상호작용 전략은 ‘받아들이기’, ‘내 수업 방식 찾기’, ‘수업 실행을 통한 조절’이었다. 교수내용지식 형성의 결과는 ‘성공적인 수업’, ‘보람을 느낌’, ‘머무름’이었다. 패러다임에 의한 범주 분석에 기초한 과정 분석을 통해 과학교사의 교수내용지식이 ‘과학교사의 역할인식’과 ‘과학수업의 즐거움’의 맥락에서 형성되며 ‘사회 분위기’, ‘학교 문화’, ‘교실 상황’, ‘개인 특성’의 중재적 조건에 영향을 받으며 ‘필요성 인식’, ‘개발’, ‘조절’, ‘결과’의 4단계로 순환함을 알 수 있었다. ‘필요성 인식’ 단계는 과학교사가 내적동기와 외적 자극에 의해 교수내용지식 개발의 필요성을 인식하는 단계이다. ‘개발’ 단계는 교사의 수업 계획과 준비 과정을 통해 교수내용지식이 형성되어 가는 과정으로, 이 단계에서 교사는 다양한 정보를 수집하고, 연습하며, 앞으로 있을 수업을 구상하는 노력을 한다. 교사는 수업을 구상하는 과정에서 교과지식을 교수 가능성이 높은 ‘교수용 교과지식’으로 변형하고, 학생들에 대한 정보를 수집하며, 수업을 위한 ‘수업 레퍼토리’를 구성한다. ‘조절’ 단계는 ‘개발’ 단계에서 형성된 교수내용지식이 수업 성공 가능성이 높도록 조절되는 과정이다. 과학교사는 중재적 조건들과 상호작용하면서 사회의 요구를 받아들이거나, 자신의 특성에 맞는 교수법을 개발하기도 한다. 또한 실제 수업 경험을 통해 학생들에 대한 정보를 수집하고, 수업 계획을 변경한다. 과학교사는 끊임없이 수업을 구상하고 적용하는 과정을 반복한다. 따라서 ‘개발’과 ‘조절’ 단계는 계속해서 상호작용 하며 순환하는 과정이다. ‘결과’ 단계는 교수내용지식이 형성된 교사의 모습이다. 수업 성공의 가능성이 높은 교수내용지식을 가진 교사는 성공적인 수업을 할 수 있으며, 이로 인해 만족감을 얻게 된다. 어느 정도 교수내용지식이 형성된 교사는 정체됨을 경험하기도 한다. 교수내용지식 형성과정은 순환적인 과정으로 교사의 끊임없는 노력과 열정을 바탕으로 한다. 선택코딩에서 나타난 핵심 범주는 ‘수업 실행을 통한 교수내용지식의 형성’이며, 핵심범주를 중심으로 다른 범주를 통합시키고 정교화하기 위하여 과학 교사의 교수내용지식 형성의 이야기 윤곽을 전개하였다. 이야기 윤곽의 전개를 통해 과학교사의 경험이 교수내용지식 형성과 어떤 관계가 있으며, 어떻게 형성되었는지를 이해할 수 있었다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 과학교사 교수내용지식을 교사의 수업 계획과 실행 능력을 향상할 수 있는 전문적 지식의 관점에서 교수내용지식의 구조와 형성과정 모형을 제안하였다. 교수내용지식은 ‘단위 수업을 위해 교사가 준비한 지식, 자료, 전략의 모음’을 의미하며 ‘교수용 교과지식’과 ‘교과내용에 대한 학생의 이해’, ‘수업 레퍼토리’로 이루어진다. ‘교수용 교과지식’은 교과지식이 수업 상황에서 이용될 수 있는 형태로 변형된 지식을 의미하며 ‘교과내용에 대한 학생의 이해’는 교과내용에 대한 선지식, 오개념, 어려움, 흥미 등에 대한 지식을 포함한다. ‘수업 레퍼토리’는 실제 수업에 사용할 수 있는 형태로 만들어진 자료와 교수 전략으로 이루어진 아이디어의 모음이다. 또한, 본 연구에서는 교수내용지식에 영향을 주는 요인으로 ‘교사 자신에 대한 지식’을 새롭게 발견하였다. 교수내용지식의 형성과정을 통한 교수내용지식의 성장은 수업 구상단계와 실행단계에서 그 양상이 다르게 나타난다. 수업 구상단계에서는 ‘교수용 교과지식’의 성장 폭이 크며, 수업 실행 단계에서는 ‘교과내용에 대한 학생의 이해’의 성장 폭이 크다. 본 연구는 과학교사 교수내용지식을 수업 계획과 실행의 경험을 바탕으로 교수내용지식의 구조와 형성과정을 실질적으로 표현하였다는 점에서 기존 연구와 차별화 된다. 또한 과학교사의 전문성 향상을 위한 다양한 교사 교육 과정 개발과 과학 교사의 지식 기반의 이해를 위한 기초를 제공한다.