고등학교 화학 내용에 대한 탐구 지향적 학습 지도안 개발 및 적용

Abstract

An inquiry-oriented lecture program has been developed to teach science process skills as well as chemical concepts for high school students. The tories covered were atomic structure, trends in the periodic table and chemical bonding. To see the effects of newly developed program, nonequivalent control group pretest-posttest multiple treatment design was used. A sample of 194 grade-two students in one high school was divided into two(experimental and comparison) groups. During the five-month period, the experimental group received inquiry-oriented treatment while the comparison group received the more traditional treatment. Prior to treatment, both groups were pretested using the Test of Science Inquiry Skills(TSIS) and the Group Assessment of Logical Thinking(GALT). Posttests followed using the TSIS and the achievement test on understanding chemical concepts. According to the results of this study, student in the formal operational stage showed greater gains in science process skills and understanding chemical concepts than those in the concrete operational stage. Two-way analysis of covariance revealed that the experimental group showed no significant difference in gaining on the learning of science process skills compared with the comparison group. Also the interaction of students' cognitive level and the way of treatment had no significant difference in gaining science inquiry process skills. Two-way analysis of variance revealed that there was no significant difference between two groups in achieving chemical concepts. The interaction of cognitive level and treatment had no significant effect on understanding chemical concepts. In light of the findings of the present study, several suggestions have been made for further research.;우리나라 현행 고등학교 과학 교육 과정에서는 과학의 기본 개념에 대한 체계적 이해와 과학 탐구 능력 신장을 주요 목표로 제시하고 있다. 그러나 현재 사용되고 있는 교과서와 교사용 지도서는 이와 같은 교육 목표를 달성하기에 불충분하다는 것이 과학 교육자들의 지배적인 견해이다. 그러므로 일선 교육 현장의 과학 교사들이 효율적인 탐구 학습을 지도하기 위해서는 교수-학습 프로그램 연구 개발이 절실히 요구된다. 이에 본 연구에서는 고등학교 자연 계열 학생들의 탐구 능력 신장과 화학 교과의 기본 개념에 대한 체계적 이해를 위한 탐구 지향적 교수-학습 프로그램을 개발하고 실제 현장에 적용하여 그 효과를 알아보고자 하였다. 탐구 지향적 교수-학습 프로그램은 선행 연구와 문헌 조사 결과를 바탕으로 고등학교 화학 교과서 내용 중 “원자 구조와 주기율”, “화학 결합” 단원에서 대하여 교육 현장의 실정을 충분히 고려하여 개발하였다. 이 프로그램을 전통적 교수-학습 프로그램과 비교해 보기 위해서 고등학교 자연 계열 남학생 194명을 대상으로 1학기 동안 각각 수업 처치한 후 그 효과를 알아보았다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 탐구 지향적 교수-학습 프로그램은 학생들의 탐구 능력 신장에 효과가 있었지만, 전통적 교수-학습 프로그램에 비하여 통계적으로 의미 있는 차이를 보이지는 않았다. 둘째, 학생들의 인지 수준과 탐구 능력간에는 유의미한 상관 관계가 있었지만 인지 수준별로 탐구 능력이 신장된 정도에는 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 수업 처치 및 인지 수준의 상호 작용이 탐구 능력 신장에 미친 효과도 없는 것으로 나타났다. 셋째, 실험 집단과 비교 집단의 학업 성취도에도 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 넷째, 학생들의 인지 수준과 성취도간에는 유의미한 상관 관계가 있는 것으로 나타났으며, 성취도에 미치는 수업 처치 및 인지 수준의 상호 작용 효과는 없는 것으로 나타났다. 이상의 연구 결과는 일선 교육 현장의 탐구 학습 지도 정착을 위해서는 탐구 학습 내용의 선정과 조직 방법, 탐구적 교수-학습 지도 자료의 개발, 탐구 학습의 평가 도구 개발 등의 다양한 후속 연구가 진행되어야 함을 시사해 준다.