협동학습을 통한 수준별 학습과제 중심의 수학 수업에 관한 효과 분석

Abstract

제 7차 교육과정에서 수학 교과는 단계형 수준별 교육과정을 국가 수준의 교육과정으로 문서화하였다. 그러나 한국교육과정평가원(2000)에서 제 7차 교육과정에 따른 수준별 교육과정 적용에 대한 중학교 교사들의 의견을 조사한 통계에 의하면 일선 현장의 교사들은 대체적으로 수준별 교육과정에 대해 반대하고 있으며 그 반대 이유로는 교실 및 교사 등 충분치 않은 학교 여건(61.2%)과 우열반 편성에 따른 부작용 심화(21.9%)때문인 것으로 나타났다. 결국 교육개혁이란 국가 주도의 거시적인 제도 개혁보다 다양한 교수·학습 방법을 구안·적용하려는 교사들의 학교 단위, 교실 단위의 미시적 개혁의 움직임이 우선되어야 한다. 그러므로 무엇보다도 학습자의 학습 능력, 흥미, 요구를 충족시켜 줄 수 있는 학습과제 및 자료를 다양하게 제공하여 교수·학습의 효과를 꾀하고 학생들의 학습의욕과 자신감을 심어줄 수 있는 방안이 절실하다. 따라서 본 연구는 수학 공부가 어렵지만 필요하다고 인식하고 있는 학생들에게 스스로 공부하는 습관과 수학 공부에 대한 자신감을 심어주기 위해 수준별 학습과제중심의 협동학습을 설계하여 적용하였을 때의 효과를 분석하는데 그 목적을 두고 다음과 같은 연구문제를 설정하였다. (1) 협동학습을 통한 수준별 학습과제 중심의 수업이 집단 간(상위, 중·상위, 중·하위, 하위) 학업성취도에서 차이가 있는가? (2) 협동학습을 통한 수준별 학습과제 중심의 수업이 계산부분과 응용부분에서 집단 간(상위, 중·상위, 중·하위, 하위)에 차이가 있는가? (3) 협동학습을 통한 수준별 학습과제 중심의 수업이 학생의 정의적 영역에 영향을 미치는가? 이러한 연구 문제를 해결하기 위해 연구 대상으로 서울 양천구 소재 S중학교 1학년 학생 중 5개 학급을 선발하여 진단 평가의 성적을 기준으로 가능한 성적이 고르게 분포되도록 지그재그의 순서로 이질 집단과 동질 집단을 편성하였다. 이는 수학 교과의 특성과 과제 분담을 통한 개별 책무성 및 상호의존성을 고려한 것으로 학급의 학생 수를 고려하여 4명(이질 집단)과 7명(동질 집단)으로 편성하였다. 1차시는 상위 집단, 중·상위 집단, 중·하위 집단, 하위 집단으로 나누어 진 동질 집단에서 개념 설명을 위주로, 2차시는 이질 집단에서 수준별 학습지를 해결하고, 3차시는 부족한 개념이해를 돕고 학습 내용의 정리를 위한 활동지와 게임을, 4차시는 형성평가와 차시예고 및 과제 분담을 한 후 학습일지를 작성하였다. 이러한 과정을 마친 후 다시 새로운 학습 내용을 소단원으로 재구성하여 1차시에서 4차시의 절차를 반복하였다. 연구에 사용된 학습내용은 1단원인 집합과 자연수 단원과 2단원인 정수와 자연수로 2002. 3. 5 ~ 2002. 4. 29 동안 4차시의 예비 수업 실시 기간과 20차시의 본 실험 기간으로 나누어 실시하였으며 협동수업을 효율적으로 운영하기 위해 주당 4시간 중 2시간은 블록 수업으로 운영하였다. 본 연구의 결과 분석을 위해 사전 진단 평가 성적과 사후 형성 평가 성적을 유의수준 5%로 하여 양방향 t-test를 통해 수준별 집단 간의 비교하였고, 설문지 및 면담, 인터뷰, 학생들의 학습일지와 교사의 관찰일지 등을 통해 정의적인 영역에 미치는 영향을 조사하였다. 연구문제에 따른 결과는 다음과 같다. (1) 집단 간의 사전·사후 학업성취도 결과는 상위 집단에게는 영향이 없었던 반면에 중·상위 집단과 중·하위 집단, 하위 집단에게는 유의미한 결과가 나왔다. (2) 많은 사고력을 요구하지 않는 계산부분에서는 하위집단에서만 유의미한 결과를 보였으며 깊은 사고력과 창의력이 요구되는 응용부분에서는 상위 집단에게 영향이 없었던 반면에 중·상위 집단과 중·하위 집단, 하위 집단에게는 유의미한 결과로 분석되었다. (3) 설문지와 면담, 인터뷰, 학생들이 수업을 마치고 작성한 학습일지 그리고 교사의 관찰일지의 검증을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 수준별 학습과제를 해결 해 가는 토의 과정을 통해 서로의 의견을 존중하고 남을 이해하며 협동하는 바람직한 인성 형성에 도움이 되었다. 둘째, 소단원의 학습이 끝난 후 실시하는 형성평가와 게임이나 활동지의 도입은 학습 의욕이 낮은 학생들에게 성취 동기의 강화와 흥미 유발에 큰 효과가 있었다. 셋째, 학생 자신의 눈 높이에 맞춰 서로 가르치고 배우며 상호 협력하여 문제를 해결함으로써 자기 주도적 학습 능력 신장은 물론, 수학 교과에 대한 자신감과 성취감을 길러 주었다. 결론적으로 협동학습을 통한 수준별 학습과제 중심의 수업은 학생들의 능력과 흥미를 충족시켜줄 수 있는 교수-학습 방법이며 자기 주도적 학습 능력 신장과 수학 공부에 대한 자신감을 심어줄 수 있는 교수 전략임을 시사한다.; The purpose of this study is to analyze the effects of task-based learning by level through cooperative activities, which is designed to grow students self-regulated leaning attitude and self-confidence. To achieve the purpose of this study, the problems were established as follows. (1) When task-based learning by level through cooperative activities is performed, is there a significant difference in the academic achievement between the groups(advanced, upper-intermediate, intermediate, lower-intermediate, elementary groups)? (2) Is there a significant difference in the area of calculation and application between the groups? (3) Does task-based learning by level through cooperative activities influence on the students affective domain? As experimental groups, the five classes of the 1st grade were selected from the S middle school located in Yangcheon-gu Seoul. The diagnostic test was performed to distribute the students. Based on the diagnostic test scores, The students were organized into heterogeneous group (of 4 students) and homogeneous group (of 7 students) in the order of zigzag. This was in the consideration of characteristics of mathematics as well as individual responsibility and mutual dependence through task distribution. The first period was focused on the explanation of concepts for homogeneous groups which were divided into advanced, upper- intermediate, intermediate, lower-intermediate, elementary groups. In the second period, the students solved worksheets by level in the heterogeneous group. The third period was focused on the worksheets and games which helped students understand the concepts and summarize the learning contents. In the fourth period, students wrote the learning logs after the process of formative test, notice of the next period, and task distribution. This four-period process was repeated by reorganizing new learning materials into small unit. The learning materials which were used in this study were Unit 1. Set and Natural Number and Unit 2. Positive Number and Natural Number. 4 periods of pre-classes and 20 periods of the experiment were performed during March 5, 2002 ~ April 29, 2002. To test the effects of the experiment, the results of the pre-diagnostic test and the post-formative test of each level were compared by applying t-test at 5% significant level. The effects on the students affective domain were examined by questionnaires, interviews, students learning logs, and teacher s observation logs. The results of the study were as follows. (1) No significant difference was found in the academic achievement of the advanced group. However, the result indicated a significant difference in upper-intermediate, intermediate, lower-intermediate, elementary groups. (2) In the area of calculation which requires less deep thinking, only the elementary group showed a significant difference. In the area of application which requires deep thinking and imagination, the result indicated a significant difference in upper-intermediate, intermediate, lower-intermediate, elementary groups while there was no significant difference in the advanced group. (3) On the basis of questionnaires, interviews, students learning logs, and teacher s observation logs, the following conclusion could be reached. First, students could respect others opinions and cooperate with each other through the discussion and problem solving process by level. Secondly, formative tests, games and worksheets were effective for the students with low motivation on stimulating motivation and interest. Thirdly, students could obtain self-confidence and self-regulated leaning attitude by cooperating with each other on their own level. In conclusion, task-based learning by level through cooperative activities is a teaching-leaning method which can satisfy students ability and interest, and it is also a teaching strategy which can grow students self-regulated learning and self-confidence in mathematics.