상호작용을 강화한 과학 수업에서 상관 논리의 변화

Abstract

이 연구의 목적은 학생들의 상관 논리 형성정도를 알아보고 CASE 프로그램을 중학교 과학 수업에 연계하여 실시했을 때 상관 논리 형성에 어떠한 영향을 주는지 분석해 보고, 상관 논리 형성을 위한 상호 작용을 촉진시키는 방안을 모색하는데 있다. 학생들의 인지수준을 알아보기 위해서 중학교 2학년 학생 166명에게 GALT 검사지를 사용하였고, 상관 논리 형성 정도와 유형을 분석하기 위하여 상관 논리 검사지를 이용하였다. 상관 논리 형성 수준은 4단계로 나누었고, 상관 논리 검사지를 이용하여 세부적인 유형을 분류할 수 있었다. 중학교 2학년 학생들의 상관 논리 형성 정도는 NR 유형이 가장 많았고, 그 다음으로는 FC 유형이 많은 빈도를 나타내었다. CASE 활동을 하는 동안에 학생들의 수업을 녹음하여 전사하여 분석하였을 때 실제 수업에서의 상호 작용을 살펴보면 상관 논리 형성에 크게 영향을 주는 것은 학습자의 인지 수준과 개념의 이해 정도였다. 형식적 조작 수준 학생들이 학생 상호 작용에서 중요한 역할을 하였다. 형식적 조작 수준의 학생들의 특징은 다음과 같다. 첫째로 문제 이해를 쉽게 하였다. 둘째로 교사나 학생과의 상호 작용을 통해서 자신의 생각을 쉽게 바꾸지 않았다. 셋째로 '반증'개념과 '부정적인 효과'에 대해서 다른 학생들보다 빨리 이해하여 문제를 해결하는 주도적인 역할을 하였다. 넷째로 모둠의 토론을 이끌고 다른 학생들의 메타인지를 자극하는 경향이 있었으나, 오히려 다른 학생들과는 상호 작용을 많이 하지 않고 자기 스스로 사고하여 문제를 해결하는 학생들도 많았다. 학습자가 문제 해결에 성공하는 경우는 상관 논리를 이해하는 데 필요한 '반증'과 '처치가 효과가 있다'는 개념을 이해했을 때였다. 대부분 이 개념은 형식적 조작 수준의 학생들이 이해한 후에 다른 학생들에게 설명하는 방식으로 상호 작용이 진행되었다. 형식적 조작 수준 학생의 경우에 교사와의 상호 작용이나 메타인지 단계에서 스스로 깨닫는 경우가 많았다. 문제 해결에 실패하는 경우는 '처치가 효과가 있다'는 개념을 이해하지 못하거나 '반증'을 이해하지 못했을 때였다. 또한 교사와의 상호작용이나 메타인지 단계에서 학생들이 적극적으로 참여하지 않은 경우에도 실패하였다. 이상의 결과로부터 학생들의 상관 논리 형성을 촉진하기 위한 방안으로 일상적인 상황속에서 '반증'개념을 이해할 수 있도록 해야 하며, 구체적 조작 수준의 학생들에게는 활발한 상호 작용을 할 수 있도록 조를 구성하고, 형식적 조작 수준의 학생들에게는 메타인지를 강화하고 교사와의 상호 작용을 강화해야 한다. 또한 '효과가 있다'와 '처치에 대한 효과'라는 개념 사이의 차이와 '부정적인 효과'와 '확신할 수 없다'라는 개념 사이의 차이를 이해할 수 있도록 교사가 적절히 개입해야 한다. 현재 CASE 프로그램 안에서는 직접적인 상관 관계를 다루는 활동이 1개로 다른 활동에 비해서 적은 수를 차지하므로 CASE 프로그램에서 상관 논리 영역 활동을 늘려서 학생들이 상관 논리에 익숙할 수 있는 기회를 주어야 할 것이다.;The purpose of this study is to analyze the effect of student's cognitive level to form correlational reasoning in middle school science class and to accelerate interaction with student to student and student to teacher. Student's cognitive level was tested by GALT and correlational reasoning formative levels and types were classified by correlational reasoning test. The most popular group was NR(No Relation) and the next was FC(Four Cell) in 2nd grade middle school students. Analyzed verbal interactions while students were doing CASE(Cognitive Acceleration through Sicence Education) activities showed that essential points are student's cognitive level and degree of concept for comprehending correlational reasoning. Formative operational students had important roles in group discussion. The character of formative operational students showed that student can understand the correlational problems quickly, unchanged their preconcept easily, led group discussion for understanding concepts of 'disproving' and 'negative effect' fast. Some formative operational students were active in metacognitive verbal interaction but others were inactive and solve problems by themselves. The case of achievement occurred when they accepted concepts of 'disproving' and 'the treatment had an effect' during the meta cognition stage or they accepted the concepts by themselves during interaction with their teacher. The comprehended formative operational students explained those concepts to other students. The case of failure occurred when they misunderstood 'the treatment had an effect' and 'disproving' or they didn't participate actively during meta cognition stage. Through the above results, several suggestions are made. The 'disproving' concept is easy to be achieved in daily life context. The group for concrete operational students should be constructed for active interaction, and the groups of formative operational students should be required positive meta cognition and active interaction with student to teacher. Teacher intervention is needed for students to distinguish different concepts between 'effect' and 'treatment has effect', and also 'negative effect' and 'no effect'. Students have to get more opportunity to prove their correlational reasoning in thier activities.