생물 학습에서 비유를 사용한 수업의 효과

Abstract

과학에서 배우는 개념들은 추상적이고 복잡한 것이 많기 때문에 대부분의 학생들이 과학을 배우는 것을 어렵게 여기는 경향이 있다. 비유는 학생들이 이미 알고 있는 내용과 배우고자 하는 내용 사이의 의미 있는 관계를 만들기 때문에 어렵고 추상적인 과학 개념의 학습을 도울 수 있을 것이다(Glynn & Takahashi, 1998). 따라서 과학 교육에서는 효과적인 교수-학습 방법을 제공하기 위하여 비유를 사용한 수업의 학업 성취 효과에 대한 연구가 필요하다. 그러나 우리 나라의 생물 교육에서는 수업에서의 비유의 효과에 대한 연구가 활발하게 진행되지 않고 있으므로, 다양하고 많은 연구가 이루어져야 하겠다. 본 연구에서는 비유를 사용한 수업이 세포의 구조와 기능을 이해하는데 전통적인 수업 방법보다 효과적인지 알아보아 학생들의 학습 효과를 높일 수 있는 교수-학습 방법을 제시하고자 하였다. 6차 교육과정에 따른 중학교 '과학2'와 고등학교 '생물 I ', '생물II'의 「세포의 구조와 기능」 단원에서 어떠한 비유들이 사용되고 있는지 분석하였다. 그리고 세포를 '공장'에 비유한 수업의 효과를 알아보았다. 본 연구는 실험연구로서 사전-사후 검사 통제 집단 설계에 근거하였다. 연구 대상은 서울시에 있는 여자 고등학교 2학년 자연계열 2개 반 학생 99명과 남자 고등학교 2학년 자연계열 4개 반 학생 158명으로 총 257명이었다. 실험집단에게는 비유를 사용하고, 통제집단에게는 전통적 방법으로, 개발된 수업 지도안에 따라 50분 동안 파워포인트를 이용하여 수업이 어루어졌다. 본 연구를 위해 개발된 오지선다형의 10문항으로 이루어진 학업성취도 검사지로 사전·사후검사를 실시하여 비유 수업의 효과를 알아보았다. 그리고 본 연구에서는 학생들의 성별과 논리적 사고력에 따른 비유 수업의 효과를 알아보았다. 학생들의 논리적 사고력을 파악하기 위하여 GALT 축소본 검사지를 이용하였다. 또한 수업 처치 2주 후에 파지 검사를 실시하여 생물 학습에서 비유를 사용하였을 때 학습한 내용을 장기 기억하는데 효과적인지 알아보았다. 비유를 사용한 수업과 전통적 수업의 학업 성취도를 비교해 보고, 학습자의 성별과 논리적 사고력에 따른 비유 수업의 효과를 비교해보기 위해서 공변량 분석을 하였다. 그리고 비유를 사용한 수업과 전통적 수업의 파지 효과를 비교하기 위하여 반복 측정 분석을 하였다. 본 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같다. 첫째, 교과서의 「세포의 구조와 기능」 단원에서 많이 사용되는 비유들은 거의 대부분이 단순히 목표 개념의 모양과 형태를 간단하게 벼유한 것으로 세포의 기능을 이해하는데는 크게 도움이 되지 않는 것이었다. 둘째, 비유를 사용한 수업이 전통적인 수업에 비해서 세포의 구조와 기능 개념 학습에 효과적이었다(p<.O5). 셋째, 성별에 따른 비유 수업의 효과를 알아본 결과, 수업 방법과 성별의 상호작용 효과가 있었다(p<.O5). 여학생보다는 남학생에게 비유를 사용한 수업이 전통적 수업보다 개념 이해에 효과적이라는 것을 알 수 있었다. 넷째, 논리적 사고력 수준에 따른 비유 수업의 효과를 알아본 결과, 수업 방법과 학생의 논리적 사고력 사이의 상호작용 효과는 없었다(p>.O5). 다섯째, 수업 방법과 성별, 논리적 사고력 사이에는 상호작용 효과가 없는 것으로 나타났다(p>.O5). 여섯째, 비유를 사용한 수업이 전통적인 수업과 파지 효과에서 유의미한 차이가 없었다(p>.O5).;In science learning, students should learn a number of abstract and complex concepts. Instructional analogies provide a bridge between new information and pre-exist knowledge. Therefore, they can help students understand the abstract science concepts meaningfully. They may be powerfully tools for science learning in school. The purpose of this study was to investigate the effectiveness of analogies in learning biology concepts. The analogies in 「the structures and the functions of the cell」chapter of biology textbooks were analysed. To examine the effectiveness of analogies Pretest-Posttest Control Group Design was used. The analogy used in this study was "the cell is like a factory" The participants in this study were 257 second grade high school students. A multiple-choice achievement test was developed. Student reasoning ability were identified by the short version GALT(Group Assessment Logical Thinking). 'ANCOVA' and 'repeated measures' used to analyse the results. The results of this study are as follows 1. Small number of analogies were used in almost all kinds of biology textbook. Most of them were simple and structural. Therefore, they were helpful to memorize simply shapes and structures. 2. Instruction using analogies was more effective than instruction without analogies in learning the functions of the cell parts(p<.05). 3. The interaction effect of teaching approach and gender was significant(p<.05). Instruction by using analogies was more effective than instruction without analogies for boys than girls. 4. The interaction effect of teaching approach and reasoning ability was not significant(p>.05). 5. The interaction effect of teaching approach, gender and reasoning ability was not significant(p>.05) 6. Instruction using analogies was not more effective than instruction without analogeis in promoting long term retention of learning the functions of the cell parts (p>.05).