중학생의 과학 학습 환경에 대한 인식과 메타인지와의 상관관계 분석

Abstract

본 연구에서는 과학 수업에서 학생들의 메타인지 능력을 향상시키기 위하여 어떻게 학습 환경을 조성해야 하는지에 대한 기초자료를 제시하고자 중학교 학생들의 과학 학습 환경에 대한 인식과 메타인지 수준을 조사하고, 과학 학습 환경에 대한 인식과 메타인지간의 상관관계를 알아보았다. 본 연구는 경기도에 위치하고 있는 남녀공학 중학교 학생들 총 231명을 대상으로 하였다. 수집된 자료들은 SPSS 12.0 프로그램을 이용하여 중학생의 과학 학습 환경에 대한 인식과 메타인지의 평균 및 표준편차를 구하고, 성별간, 학년간 차이를 비교하기 위해 t-검정(t-test)과 일원변량분석(one-way ANOVA), 이원변량분석(two-way ANOVA)을 실시하였다. 또한 과학 학습 환경에 대한 인식과 메타인지와의 상관관계를 알아보기 위하여 상관 분석(correlation analysis)을 하고, 과학 학습 환경에 대한 인식 수준을 상위 집단, 중위 집단, 하위 집단으로 구분하여 과학 학습 환경 인식 수준에 따라 메타인지에 차이가 있는지를 알아보았다. 본 연구의 결과 및 결론은 다음과 같다. 첫째, 중학생의 과학 학습 환경에 대한 인식은 평균 2.81점으로 비교적 낮은 편이었으며, 남학생이 여학생에 비해 과학 학습 환경에 대하여 긍정적으로 인식하고 있는 것으로 나타났다(p<.01). 그리고 학년이 높아질수록 과학 학습 환경을 부정적으로 인식하고 있었다(p<.05). 둘째, 중학생들의 메타인지 수준은 평균 3.03점으로 나타났으며, 성별간, 학년간에는 유의미한 차이가 없었다(p>.05). 셋째, 과학 학습 환경에 대한 인식과 메타인지 사이에는 .67의 유의미한 상관이 있었다(p<.01). 과학 학습 환경의 하위영역 중에서도 ‘실생활과의 관련성’, ‘탐구’는 메타인지와 .64의 높은 상관을 갖는 것으로 나타났다(p<.01). 따라서 학생들의 메타인지를 향상시키기 위해서는 학생들이 구성주의적 과학 학습 환경에 대하여 긍정적으로 인식할 수 있도록 수업 환경을 조성해주는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 넷째, 과학 학습 환경의 인식 수준에 따른 메타인지 차이를 분석한 결과 ‘실생활과의 관련성’, ‘탐구’, ‘자율적 참여’, ‘학생들간의 상호작용’, ‘교사의 지원’ 영역에 대한 인식 수준이 상위인 집단이 중위 집단보다, 중위 집단이 하위 집단보다 메타인지가 더 높은 것으로 나타났다(p<.01). 따라서 학생들의 메타인지를 향상시키기 위해서 교사는 수업 현장에서 학생들로 하여금 실생활과 관련지어 학습할 수 있도록 돕고, 탐구 활동을 장려하며, 자율적으로 참여하는 분위기를 조성해야 한다. 또 교사와 학생, 학생과 학생간에 상호작용이 활발하게 일어나도록 유도해야 할 것이다. 본 연구를 바탕으로 제언을 하면 다음과 같다. 첫째, 본 연구는 양적 연구를 하였으나, 질적 연구를 통해 학년이 높아짐에 따라 과학 학습 환경에 대하여 부정적으로 인식하게 되는 이유를 분석함으로써 학생들이 계속해서 과학 학습 환경을 긍정적으로 인식할 수 있도록 하는 방안을 강구할 필요가 있다. 둘째, 본 연구는 과학 학습 환경에 대한 인식과 메타인지와의 상관관계를 조사하였다. 후속적으로는 과학 학습 환경 이외에 사회적, 지역적, 물리적 요소 등 다양한 변인들이 학생들의 메타인지에 미치는 영향에 대하여 연구될 필요성이 제기된다. 그렇다면 좀 더 다양한 각도에서 메타인지를 향상시키기 위한 방안이 마련될 수 있을 것이다.;The Purpose of this study was to explore a relationship between students' perceptions on science learning environment and their metacognition. This information could help science teachers seek ways of creating more desirable learning environment for developing metacognition. The study was performed to aim the 285 boys and girls in a middle school at Kyeongki-do. The study finally investigated 231 copies. SPSS Win 12.0 program was used. The study made use of technical statistics, T-test, One-way ANOVA, Two-way ANOVA, Correlation analysis and conducted Scheffe's multiple range test for post-hoc. The students were classified into upper group, middle group and lower group by their perceptions on science learning environment and the differences of metacognition according to the groups were verified. In this study, the term 'science learning environment' was used including the following meanings; 'Personal relevance', 'Science inquiry', 'Autonomous participation', 'Student-student interaction', 'Teacher Support'. The findings were as follows: First, the average of students' perceptions on science learning environment was 2.81. There were meaningful differences according to gender and grade(p<.05 and p<.01, respectively). Boys were more positive than girls. 7th grade students showed more positive response than 9th grade students. Second, the average of middle school students' metacognition was 3.03. There were no significant differences according to gender and grade(p>.05). Third, meaningful relationships statistically were found between students' perceptions on science learning environment and their metacognition(p<.01). The highest level of correlation was reported between 'Personal relevance', 'Sciecne inquiry' and metacognition(p<.01). So in order to enhance students’ metacognition, it’s helpful to construct an science learning environment to which students can positively perceive about that. Fourth, the upper group students who perceived positively about 'Personal relevance', 'Science inquiry', 'Autonomous participation', 'Student-student interaction' and 'Teacher Support' scored higher in metacognition than middle group and lower group students(p<.01). Thus, in order to help the students enhancing their metacognition skill, the teachers need to lead the students to learn the knowledge by associating with their real life experiences and put more weight on the time of science inquiry. Besides, the teachers need to create an environment in which the students can learn autonomously and interact actively during the science class. Based on this research, first, it is expected to perform qualitative analysis about the reason why students' perceptions on science learning environment were more negative in higher grade. Second, this study only investigated the correlation between metacognition and perceptions on learning environment. On top of that the effects of social, regional and physical factors on students' metacognition should be examined.