변인 통제에 관한 과학 수업에서 학생들의 동기 수준에 따른 언어적 상호작용의 질적 분석

Abstract

본 연구에서는 CASE(Cognitive Acceleration through Science Education) 프로그램을 적용한 중학교 1학년 과학 수업에서 나타나는 언어적 상호작용을 학생들의 동기 수준과 관련하여 분석함으로써 과학 수업에서 일어나는 언어적 상호작용을 바람직한 방향으로 활성화하기 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다. 연구 대상은 서울 소재 남녀공학 중학교의 4개 소집단 16명으로 하였으며, CASE 프로그램에서 변인 통제를 주제로 한 활동 3과 활동 5에 대한 학생들의 언어적 상호작용을 녹음한 후 전사 과정을 거쳐 분석하였다. 언어적 상호작용의 분석은 학생들의 동기 수준에 따라 소집단 리더로서의 역할, 문제 해결 과정에서의 역할을 살펴보고, 각 탐구 과정 단계에서 이러한 역할이 어떠한 영향을 미치는가를 살펴보았다. 연구 결과, 소집단 내에서 리더의 역할을 하는 학생은 학습 동기 중에서 능력에 대한 자아 개념과 자아 효능감이 높았고, 학습 전략에 대한 동기 수준도 관련이 있는 것으로 나타났다. 도움 주기 범주의 언어적 행동은 전략적 측면의 동기 수준이 높은 학생들이 주로 활발하였고, 도움 요청하기 는 동기 수준에 따른 뚜렷한 경향성을 발견할 수 없었다. 메타 인지적인 언어적 상호작용은 학습 전략에 대한 동기 수준이 높은 학생들의 경우 활발하였다. 탐구 과정의 각 단계별로 리더의 역할을 분석해 본 결과 실험 설계, 자료 분석, 결론 도출 단계에서는 리더가 활동을 주도하였다. 그러나 실험 수행 단계에서는 반드시 리더가 언어적 상호작용을 주도하는 것은 아니었다. 문제 인식 단계에서는 도움을 요청하거나 도움을 주는 유형의 언어적 상호작용이 주로 나타났고, 실험 설계 단계에서는 특히 메타 인지적인 언어적 상호작용이 활발함을 알 수 있었다. 실험 설계 단계에서 학생들이 변인 통제를 못하는 경우에는 교사와 학생간의 메타 인지적인 언어적 상호작용이 학생들의 변인 통제 개념의 습득에 도움을 주는 것으로 나타났다. 그리고 변인 통제에 대한 문제 해결 과정에서 학생들이 나타내는 몇 가지 시행착오의 유형을 발견할 수 있었다. 변인 통제에 관한 활동으로 시간 차를 두고 이루어진 활동 3과 활동 5의 언어적 상호작용을 비교한 결과 시간이 지남에도 불구하고 집단 내 리더는 변함이 없었다. 그러나 활동 5에서는 이미 학생들이 변인 통제 개념에 익숙해져서 인지 갈등이 별로 유발되지 않았고, 따라서 학생들의 언어적 상호작용이 상당히 감소함을 알 수 있었다. 이상의 연구 결과를 살펴볼 때 CASE 프로그램의 활동 3과 활동 5를 적용한 수업의 언어적 상호 작용에서 학생의 능력에 대한 자아 개념과 자아 효능감, 전략 등의 동기 수준이 집단 내 리더의 역할과 관련이 있으며 각 탐구 단계에서 언어적 상호작용에 리더가 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있다. 그러므로 중학교 과학 수업에서 소집단 활동을 하는 경우 리더가 뚜렷하게 나타나도록 학생들의 동기 수준을 고려하여 소집단을 구성하여 리더의 역할을 잘 활용할 필요가 있는 것으로 생각된다. ; In this study, the verbal interactions occurred during the CASE(Cognitive Acceleration through Science Education) program activities in the middle school science class have been analyzed regarding with students motivation levels. The subjects were 16 students of 4 small groups in a middle school in Seoul City. Verbal interactions within small group discussions during the activities for controlling variables were audio-taped, transcribed and analyzed. The relationships between the students motivation and the verbal interactions regarding the role of group leader, asking and giving help and metacognitive process were analyzed. Also, how these roles and patterns were appeared in each inquiry stage were analyzed. The results showed that the student with higher motivation tended to be a group leader. The higher self-concept of ability and self-efficacy they had, the better role as a group leader they played. Also, the higher strategies help they play the part of a group leader, too. The students using deep strategies showed more frequent verbal behaviors of giving help category while no significant relations with motivation were found for asking help category. The students using deep strategies were also more active in metacognitive verbal interactions. The results of analyzing verbal interactions in each inquiry step showed that the group leader had strong influences on the group discussions in the steps of designing experiment, analyzing data, and drawing conclusions. But in the performing experiments step, the influences of the leader were not much and other students were also very active in verbal interactions. Asking and giving help verbal interactions were made more frequently in the recognizing problem step while more metacognitive interactions were found during the designing experiment step. Also in designing experiment step, metacognitive verbal interactions between a teacher and students were helpful for constructing the concept of controlling variables. The verbal interactions of the activity 3 and those of the activity 5 were compared. Both activities were for the controlling variables and applied with the time interval. The group leaders were maintained as the same. But the verbal interactions of students were reduced significantly in the activity 5. It means the activity 5 did not draw students cognitive conflicts because they already constructed the concept of controlling variables in the activity 3. Several patterns of mistakes that students made were observed when they met difficulties in controlling variables. They tried to control all independent variables, or they could not distinguish the important independent variables from the unimportant ones. Also they considered that controlled variables affect to the dependent variable. From the above results, it is concluded that students motivation levels are much related to the verbal interaction patterns. This suggests that teachers should consider the students motivation levels in organizing small groups and maximize the role of the group leader in group works.