비판적 사고를 강조한 과학 글쓰기 REDFREC 모형의 개발과 적용

Abstract

미래사회에서는 과학지식의 이해를 바탕으로 비판적 사고를 통해 합리적인 결론을 내리고 최선의 해결책을 마련할 수 있는 능력이 요구된다. 과학글쓰기는 자신의 입장을 논리적이고 체계적으로 표명하고, 타인과 소통하며, 합리적으로 문제를 해결하는 수단이 된다. 따라서 본 연구에서는 과학글쓰기의 개념을 정립하고, 과학수업에서 활용도가 높은 해명적&#8228;비판적 글쓰기에 대한 맞춤형 과학글쓰기 모형을 개발하였다. 그리고 이를 과학수업에 적용하여 고등학생의 과학적 소양, 비판적 사고 기능, 비판적 사고 성향, 문제해결능력, 과학 탐구능력에 미치는 효과를 검증하고자 하였다. 본 연구의 과학글쓰기 모형은 ‘비판적 사고기능’, ‘비판적 사고 성향’, ‘관련 지식’, ‘비판적 사고의 지적 기준’, ‘비판적 사고의 속성’을 주안점으로 개발하였다. 개발된 과학글쓰기 모형(REDFREC)의 적용은 인문계 고등학교 1학년 4개 반 학생 141명을 대상으로 정규 과학 수업시간에 총 8차시를 실시하였다. 사전-사후 검사 통제집단 설계방법을 사용하여 비교반은 일반적인 과학글쓰기 수업을, 실험반은 REDFREC 모형을 적용하여 수업을 처치하였다. 검사 도구는 유효숙과 최경희의 과학적 소양 검사지, Watsion과 Glaser의 비판적 사고 기능 검사지, Facione와 Facione의 비판적 사고 성향 검사지, Heppner의 문제해결능력 검사지, 권재술과 김범기의 과학 탐구능력 검사지를 사용하였다. 자료 분석은 SPSS 12.0을 사용하여 공변랑분석을 하였다. 본 연구의 결과 및 결론은 다음과 같다. 첫째, 비판적 사고를 강조한 과학글쓰기 모형(REDFREC)을 개발하였다. 이 모형은 ‘따라하기(Replicate)’, ‘초고쓰기(Draft)’, ‘바로잡기(Feedback)’, ‘반성하기(Reflect)’, ‘완성하기(Complete)’의 단계들로 구성되며, 이 과정에서 ‘쓰기틀 활동지'가 중추적인 역할을 한다. ‘따라하기(Re)’ 단계에서 학생들은 쓰기틀의 안내에 따라 글에 쓸 내용을 생성&#8228;조직하고, ‘초고쓰기(D)’ 단계에서 생성한 내용을 바탕으로 개략적인 글을 쓰게 된다. ‘바로잡기(F)’ 단계에서 동료학생 및 교사는 쓰기틀 활동지와 초고를 첨삭한 후, 필자에게 돌려주게 된다. 그 후 ‘반성하기(Re)’ 단계를 통해 학생들은 자신이 피드백 받은 내용을 점검하고 어떻게 수정 보완할 것인지 사고하는 과정을 거치게 되고, ‘완성하기(C)’ 단계에서 초고를 개선하여 재구성함으로써 글을 완성한다. REDFREC 모형의 ‘쓰기틀 활동지’는 ‘유도문제’와 ‘기준질문’로 구성된다. ‘유도문제’는 학생들이 비판적 사고기능을 활용할 수 있도록 돕고, ‘기준질문’은 내용 생성 및 구성 과정에서 비판적 사고의 지적 기준을 적용하여 사고를 걸러내는 여과장치로 쓰인다. 둘째, REDFREC 모형을 적용한 수업은 고등학생의 과학적 소양 함양에 유의미한 효과가 있었다(p<.05). 특히 상위 수준 학생들은 ‘탐구와 문제해결’ 영역에서, 중위 수준 학생들은 ‘자기 점검능력’ 영역에서, 하위 수준 학생들은 ‘탐구와 문제해결’, ‘자기 점검능력’의 영역에서 유의미한 효과를 보였다(p<.05). 셋째, REDFREC 모형을 적용한 수업은 비판적 사고 기능(p<.01)과 비판적 사고 성향(p<.05)에서 유의미한 효과를 보였다. 특히, 상위와 중위 수준 학생들은 ‘추론’, ‘해석’, ‘논증평가’의 영역에서 유의미한 효과를 보였고(p<.01), 하위 수준 학생들은 ‘해석’, ‘논증평가’의 영역에서 유의미한 효과를 보였다(p<.01). 넷째, REDFREC 모형 적용 수업은 문제해결능력에 유의미한 효과를 보였다(p<.01). 상위 수준 학생들은 문제해결능력 전체와 모든 영역에서 유의미한 효과를 보였으며(p<.05), 중위 수준 학생들의 문제해결능력 전체와 ‘문제해결 자신감’, ‘접근회피 성향’의 영역에서 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다(p<.01). 그러나 하위 수준 학생에서는 문제해결능력에 유의미한 효과가 나타나지 않았다. 다섯째, REDFREC 모형 적용 수업은 과학탐구능력 전체에서 유의미한 효과를 보였으며, 특히 ‘추리’와 ‘자료해석’ 영역에서 유의미한 차이를 보였다(p<.05). 그러나 상위와 중위수준 학생들은 유의미한 차이를 나타내지 않았다. 그러나 하위 수준 학생에서는 과학탐구능력 전체에서 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다(p<.01). 따라서 본 연구에서 개발한 REDFREC 모형은 학업성취수준이 상위 수준인 학생 뿐만 아니라 중&#8228;하위 수준의 학생에게 활용가능하고, 과학적 소양, 비판적 사고 기능, 비판적 사고 성향, 문제해결능력, 과학 탐구능력 향상에 효과적으로 활용될 수 있다. 후속 연구에 대해 제언하면 다음과 같다. 첫째, REDFREC 모형은 학업성취수준이 하위 수준인 학생들의 문제해결능력에는 효과적이지 못하였다. 학업성취수준이 하위 수준의 학생들의 문제해결력 함양을 위한 전략 연구가 필요하다. 둘째, REDFREC 모형 적용 수업의 ‘바로잡기(F)’ 단계에서 동료학생과 교사의 첨삭에 활용할 수 있는 평가 기준 및 구성요소에 대한 연구가 필요하다.;In this study, concept of science writing is founded, and the customized model for expository writing and critical writing is developed. The purpose of this study is to find the effect of the developed science writing model on high school students’ scientific literacy, critical thinking skills, critical thinking dispositions, problem solving ability, scientific inquiry ability. For developing of science writing model(REDFREC), the researcher is foused on ‘critical thinking skills’, ‘critical thinking dispositions’, ‘knowledge’, ‘intellectual standards of critical thinking’, ‘properties of critical thinking’. For appling of REDFREC model, 4 classes of high-school 1st grade, composed of 141 students, were chosen. They were divided into two groups; experimental group with using REDFREC and controlled group without using REDFREC. A pre-test was done before the treatment and a post-test was done after the treatment to find effects in their critical thinking skills, critical thinking dispositions, problem solving ability, scientific inquiry ability. The scores of pre-test and post test were estimated by ANCOVA using SPSS version 12.0. The results of thins study are as follows. First, the REDFREC model which emphasizes critical thinking is developed. This model is composed of steps such as ‘Replicate’, ‘Draft’, ‘Feedback’, ‘Reflect’, ‘Complete’, and the ‘writing template work-sheet' is important in thease steps. ‘Replicate(Re)’ step helps the students to generate the contents and organize the structure by the ‘writing template’. ‘Draft(D)’ step helps to write a rough draft based on generated contents. ‘Feedback(F)’ step helps the peer students of teacher to correct and feedback ‘writing template work-sheet’ and ‘Draft’. Then ‘Reflect(Re)’ step helps the students as writer to reflect and monitor ‘writing template work-sheet’ and ‘Draft’. ‘Complete(C)’ step helps the students to complete writing by upgrading of draft and reconstruction. REDFREC’s ‘writing template work-sheet’ contains ‘lead items’ and ‘standard questions’. ‘Lead items’ help the students to use critical thinking skills, ‘standard questions’ helps the students to apply intellectual standards of critical thinking for generation and construction of contents. Second, the experimental group with using REDFREC was more significantly effective in the students’ scientific literacy than the controlled group(p<.05). Especially, the result of high-level students shows significant effects in ‘inquiry and problem solving’ dimension. The result of middle-level students shows significant effects in ‘metacognition’ dimension, and The result of low-level students shows significant effects in ‘inquiry and problem solving’, ‘metacognition’ dimensions(p<.05). Third, REDFREC the experimental group with using REDFREC was more significantly effective in the students’ critical thinking skills(p<.01) and critical thinking dispositions(p<.05). Especially, the results of high-level and middle-level students show significant effects in ‘inference’, ‘interpretation’, ‘evaluation of arguments’ dimensions(p<.01). The result of low-level shows significant effects in ‘interpretation’, ‘evaluation of arguments’ dimensions(p<.01). Fourth, REDFREC the experimental group with using REDFREC was more significantly effective in the students’ problem solving ability(p<.01). The results of high-level and middle-level students show significant effects in the whole(p<.05). But The result of low-level students never show significant effects. Fifth, REDFREC the experimental group with using REDFREC was more significantly effective in the students’ scientific inquiry ability(p<.05). The results of high-level and middle-level students never show significant effects, but the result of low-level students show significant effects(p<.01). In conclusion, REDFREC model focused on critical thinking can use for all students regardless of academic achievement level, and can be effective for improvement scientific literacy, critical thinking skills, critical thinking dispositions, problem solving ability, scientific inquiry ability.