중학생의 반성적 사고 단계 및 오답원인 자기평가의 유형 분석

Abstract

미래사회에 맞는 인간상은 단순히 지식을 습득하는 것이 아니라 여러 가지 지식들 중에서 자신에게 필요한 지식을 선택하는 능력과 그 지식을 통합하여 활용할 수 있는 사람을 양성하는 것이다. 반성적 사고는 탐구를 촉진하므로 과학 학습에 필요한 사고력이다. 수많은 지식들 중에서 자신에게 필요한 지식을 선택하여 일상생활이나 상황에 적응하는 반성적 사고가 필요하며, 학습의 주체인 학생에 대한 반성적 사고 연구가 필요하다. 본 연구에서는 중학교 학생들의 반성적 사고 단계를 조사하고, 반성적 사고와 학업성취도, 수업참여도, 문제해결능력과의 상관관계를 알아보고자 한다. 또한 오답원인 활동지를 통해 반성적 사고 단계에 따른 학생들의 오답 유형을 분석하여 과학학습전략 프로그램 개발을 위한 기초 자료를 제공하는데 그 목적을 둔다. 중학교 학생 361명을 대상으로, 반성적 사고 단계 검사지, 수업참여도 검사지, 문제해결능력 검사지를 활용하여 상관관계에 대해서 알아보았다. 1학기 중간고사 후 오답을 선택과정을 반성적 사고를 통해 돌아보고 서술한 뒤, 오답원인을 찾아내는 오답원인 활동지를 작성하였다. 과학과의 문항 유형을 선정 한 뒤, 반성적 사고 단계에 따른 학생들의 오답유형을 살펴보고 패턴화하였다. 본 연구의 결과 및 결론은 다음과 같다. 첫째, 중학교 학생의 반성적 사고 단계는 두 번째 이해단계(110명, 28.1%)와 다섯 번째 비판적 반성단계(97명, 24.7%)의 비율이 높았다. 입시위주의 우리나라 교육현실과 평가방법이 반성적 사고 단계의 발달에 영향을 미친 것으로 생각된다. 또한, 감정적 반성단계가 학년이 낮을수록 증가하는 경향을 볼 수 있다. 둘째, 반성적 사고 단계와 학업성취도와의 상관관계는 전체적으로는 유의미하지 않았으나(p<.05), 단계별 상관관계에서 두 번째 단계인 이해(r=.465)와 다섯 번째 단계인 비판적 반성(r=.403)과는 유의미한 것으로 나타났다(p<.05). 셋째, 반성적 사고 단계와 수업참여도는 통계적으로 유의미한 상관관계가 있는 것으로 나타났다(p<.01). 반성적 사고는 학업성취도 보다는 학습의 과정에 더 많은 관심을 가지게 함으로써 올바른 학습에 대한 태도를 개선시킨 것이라고 볼 수 있다. 수업참여도의 하위영역 중에서는 개방성을 제외한 모든 영역에서 유의미한 결과를 나타냈다(p<.05). 넷째, 반성적 사고 단계와 문제해결능력은 통계적으로 유의미한 상관관계를 나타냈다(p<.05). 이는 반성적 사고 수업 전략은 자신에게 필요한 지식을 선택하는 능력과 지식을 통합하여 일상생활에서의 문제해결을 할 수 있는 능력 배양에 효과적이라 할 수 있다. 다섯째, 문제 해결 단계에 따른 오답 유형 분석 결과, 문제 표상 단계(63.2%), 문제 이해 단계(17.2%), 문제 해결 단계(16.3%), 기타(8.3%)로 나타났다. 문제 표상 단계(63.2%)는 핵심개념 부재와 혼란(43.8%)오류와 통합 개념 오류(19.8%)로 구성되었다, 따라서 학생의 문제 해결 단계에 따라 오류 유형을 고려한 과학 학습 수업 전략을 개발하여야 할 것이다. 여섯째, 과학교과에서 활용하는 문항의 종류에서도 반성적 사고 단계에 따라 오답 유형이 다르게 나타났다. ‘개념 이해와 관련된 문항’에서는 개념습득과 개념혼란의 2가지 오류 유형이 나타났고, ‘자료 변환·해석과 관련된 문항’에서는 문제이해, 자료변환, 관계해석의 3가지 오류 유형이 나타났다. ‘실험을 통한 절차적 과정과 관련된 문항’에서는 문제표상, 관련 개념 연결, 전략 선택의 3가지 오류 유형이 나타났다. 그리고 비판적 사고의 단계에 따라 각 문항별 오류 유형이 다른 것으로 나타났다. 따라서 과학 학습 문항의 학습 도달 목표와 학습자의 비판적 사고의 단계에 따라 오류 유형이 달라지므로 이를 고려한 과학 교수 학습 전략을 개발하여야 할 것이다. 본 연구의 결과를 바탕으로 후속 연구를 제언하면 다음과 같다. 첫째, 본 연구에서는 중학교 학생을 대상으로 하였으나 사고의 폭이 넓은 고등학교 학생을 통합한 연구의 필요성이 있다. 둘째, 본 연구에서는 반성적 사고 단계에 따른 오답유형 분석을 몇 가지 과학 문항을 대상으로 연구를 수행하였으나 반성적 사고 단계를 향상시킬 수 있는 다양한 문항의 개발과 과학 수업에 활용할 수 있는 오답원인 활동지 학습 프로그램의 개발이 필요하다.;The fundamental purpose of education is acquisition of knowledge as well as adopting various knowledge into one's cognitive structure in order for one to apply them in various situations in life. Education in Korea, however, focuses on acquiring knowledge by memorizing everything. However, previous studies only deal with the effective ways to acquire knowledge, not with how students go over their thinking process. Therefore, studies on students' cognition structure development and reflective thinking, which makes them look back on their past knowledge are needed. Therefore, the purpose of this study is to find out the stages of reflective thinking, scholastic achievement, class attendance, and problem solving ability of middle school students. Through self-evaluation, mistakes in learning are also studied based on the students' reflective thinking stages. A total of 401 middle school students were recruited as subjects from boys middle schools in Seoul. To find out the correlation between thinking process and classes, a revised version of reflective thinking level test by Kember, D et al.. (1990), class participation test based on the study by Hyonam Kim et al. (2008), and problem solving ability test by Happener & Peterson (1982) were developed. Cause of wrong answers self-rating test, which was developed based on the studies by Hyojin Kim (2010) and Jinyoung Jung (2012), was tested based on the midterm exam in the first semester of year 2012 in order to find out the errors according to reflective thinking level. Study results were analyzed by SPSS 18.0, using descriptive statistics, frequency analysis, and correlation Analysis. The results of this study are as follows; First, the rates of understanding and critical reflection, which are the second stage and fifth stage in reflective thinking, were high in middle school students; in all grades. This phenomenon was more noticeable in the higher grades. This result differs from the results of Piaget's study (1977) which said that the thinking stage and cognition structure develop as people age, but coincides with the studies that said that middle school students' cognition level and thinking stages stay in certain level (Jongrok Lee, Sunmin Ahn, 1990). Second, the results of lower stages in reflective thinking were all significantly meaningful (p<.01). According to the average scores of scholastic achievement, understanding stage, which is the second stage (r=.465) and critical reflection, the fifth stage (r=.403) resulted in high scores. This result coincides with that of the previous studies which reported that reflective thinking stage is proportional to scholastic achievement. Third, when the reflective thinking stage was high, the class participation level was high (r=.202), and the result was statistically significant (p<.01). All parts had significant results depending on the lower stages in class participation level (p<.01). Due to the need and contents of education, students' creativity decreased as their class grade increased, and voluntary activity tended to increase. This result coincides with the previous study that said that students' thinking process changes as their class grade increases (Youngshin Kim et al. 2001). Fourth, as the reflective thinking stage increased, the problem solving ability also increased, and this was statistically significant (p<.05). In each class grade, self-controlling ability was decreasing, and students gave up on the problems. As the grade gets higher, students voluntarily participate more in class; they don't avoid problems but try to solve them. Last, the types of self-rating wrong-answer causes were different in each stage of reflective thinking. Among the problem presentation stage, errors occurred in the order of conceptual analysis part (43.8%), problem interpretation part (19.8%), problem understanding part (17.2%), problem solving part (16.3%), others due to marking error (8.3%). According to reflective thinking stages, the habitual behavior stage can be classified as problem recognition error type, understanding stage as concept understanding error type, emotional reflection stage as solution method selection error type, general reflective stage as problem solving method error type, and critical reflective stage as strategy selection method error type. This means that middle school students need classes that teach key concept acquisition. According to the results above, this study found out that the level of reflective thinking is related to number of factors in academic teaching. The results of this study can be used as a reference in the studies that are based on school ranking, student gender, and program development for self-rating wrong-answer causes in the future.