탐구 요소 별 글쓰기와 통합적 문제해결 글쓰기를 강조한 창의적 문제 해결력 지향 과학 수업 전략의 개발 및 효과

Abstract

The purpose of this study was to develop a teaching strategy focused on science writing and to investigate its effects on enhancing students' creative problem solving skills (i.e. creative thinking skills and critical thinking skills). In order to achieve the aims, Study Ⅰ and Study Ⅱ were conducted. Study Ⅰ was a survey research which investigated perception of secondary school teachers on science writing in class. The results indicated that over half of the teachers were aware of necessity of science writing in class. And most of the teachers agreed that science writing was applied to secondary school. However, they hardly implemented science writing in their classes. They reported the absence of specialized teaching strategies and assessment tools for science writing. In study Ⅱ, considering the result of <Study Ⅰ>, a teaching strategy using science writing enhancing creative problem solving skill(REWS model) was designed. The REWS model consisted of four stages: 1) Sensing and Stating of Scientific Problem by Reading(R stage), 2) Exploring Problem(E stage) 3) Explaining by Writing(W stage), 4) Integrated problem-solving(S stage). 135 10th grade of students were assigned to one experimental group and one control group. Students in the experiment group were taught by REWS model. Students in control group were taught by traditional lecture-based instructions. The program was implemented over a semester. The results indicated that the experimental group presented statistically meaningful improvement in creative thinking skills(p<.05). Also critical thinking skills were statistically improved(p<.05). Therefore, this study suggests that science writing can be effective for improvement problem-solving. in scientific creative problem solving skills applying science writing.;학교 현장에서 창의적 문제해결력과 의사소통 능력을 기르기 위한 하나의 도구로서 과학 글쓰기가 주목받고 있다. 과학 글쓰기는 문제 해결을 위해 다양한 생각을 글로 표현해 보고 이를 다른 사람과 토론함으로써 현대 사회에서 요구되는 의사소통 능력과 창의적 문제해결력을 기를 수 있다. 본 연구에서는 과학 글쓰기를 강조한 창의적 문제해결력 지향 수업 모형을 개발하였다. 그리고 이 모형에 따라 고등학교 1학년 정규 ‘과학’ 수업 시간에 활용할 수 있는 34차시의 수업 전략을 개발하여 그 효과를 검증하고자 하였다. 경기도 소재 고등학교 1학년에 재학 중인 135명의 학생들 중 실험반 70명의 학생에게는 본 연구에서 개발한 과학 글쓰기를 활용한 창의적 문제해결력 지향 과학 수업 전략을 사용하였고, 비교반 65명의 학생에게는 기존의 강의식 수업을 실시하였다. 학생들의 창의적 사고력과 비판적 사고력을 알아보기 위하여 사전과 사후에 이미 개발된 고등학생용 창의적 문제해결력 검사지를 사용하였다. 먼저 본 연구에서는 중・고등학교 현장 교사들을 대상으로 과학 글쓰기에 대한 인식을 알아보기 위한 설문 조사를 실시하였다(연구 Ⅰ). 이 설문 조사를 통해 얻은 시사점을 바탕으로 ‘탐구 요소별 글쓰기와 통합적 문제해결 글쓰기를 강조한 창의적 문제해결력 지향 과학 수업 모형’을 개발하였다. 그리고 이 모형에 따라 개발한 수업 전략이 학생들의 창의적 사고와 비판적 사고력, 창의적 인성, 과학 글쓰기 수업에 대한 인식에 미치는 영향을 알아보았다(연구Ⅱ). <연구 Ⅰ>의 결과를 보면 다음과 같다. 중, 고등학교 교사들은 정규 수업 시간에 과학 글쓰기가 필요하다고 생각하느냐는 설문에서 그렇다, 매우 그렇다고 답한 비율이 50% 이상이다. 과학 글쓰기의 필요성에 대해 대해서는 절반 이상의 교사들이 그렇다고 답했지만 실제로 정규 수업 시간에 이유나 근거를 쓰는 정도의 짧은 과학 글쓰기를 포함하여 한 학기 동안 과학 글쓰기를 실시한 횟수는 대부분 1~3회 정도였다. 7차 과학과 교육 과정에서 제시하는 탐구 요소 중 과학 글쓰기를 하기에 적절한 탐구 요소를 묻는 질문에서는 20%를 넘는 교사들이 예상, 추리, 문제 인식, 가설 설정, 자료 해석, 결론 도출에서 과학 글쓰기를 하기에 적절하다고 응답하였다. 또한 과학 글쓰기를 언제 시행할 수 있느냐에 대한 설문 조사에서 과학 글쓰기는 중, 고등학교 전 학년에 걸쳐서 할 수 있다고 생각하는 교사가 제일 많았다. 이러한 결과는 정규 수업 시간에 과학 글쓰기를 강조한 창의적 문제해결력 지향 수업 모형 및 전략을 개발하는 <연구 Ⅱ>의 필요성을 뒷받침해주었다. <연구 Ⅱ>에서는 7차 과학과 교육 과정에서 제시한 기초 탐구 사고력과 통합적 탐구 사고력의 탐구 요소 별로 수업 시간에 활용할 수 있는 과학 글쓰기 유형을 제시하고, 이를 활용하여 과학 글쓰기를 강조한 수업 모형을 개발하였고 이를 바탕으로 34차시의 수업 전략을 구성하여 고등학교 1학년 학생들에게 투입하였다. <연구 Ⅱ>의 결과를 보면 다음과 같다. 첫째, 실험반과 비교반의 창의적 사고력 점수 차이가 통계적으로 유의미하였다(p<.05). 창의성을 협의의 정의인 발산적 사고력으로 한정하고 창의성 항목인 유창성, 융통성, 독창성에 관련된 창의적 사고력을 각각 분석해보면 유창성과 융통성에서 실험반과 비교반 학생들의 점수 차이가 통계적으로 유의미하였고(p<.05), 독창성에서는 실험반과 비교반 학생들의 점수 차이가 통계적으로 유의미하지 않았다(p<.05). 과학 글쓰기를 강조한 창의적 문제해결력 지향 수업 전략은 창의적 사고력 중 특히 유창성과 융통성 향상에 긍정적인 영향을 준다는 것을 알 수 있다. 둘째, 실험반과 비교반의 비판적 사고력 점수 차이가 통계적으로 유의미하였다(p<.05). 창의적 문제해결력 검사지에서 탐구 사고 요소 중 예상, 가설 설정, 변인 통제, 자료 해석, 결론 도출에 관련된 문항을 이용하여 비판적 사고력을 측정하였다. 그 결과 변인 통제를 제외하고 예상, 가설 설정, 자료 해석, 결론 도출 항목에서 비판적 사고력이 유의미하게 향상되었다. 과학 글쓰기를 강조한 창의적 문제해결력 지향 수업 전략은 학생들의 비판적 사고력 향상에 긍정적인 영향을 준다는 것을 알 수 있다. 마지막으로 과학 글쓰기를 활용한 창의적 문제해결력 지향 과학 수업을 34차시 동안 한 후 설문지 조사를 통하여 실험반 학생들의 과학 글쓰기 수업에 대한 인식을 살펴보았다. 과학 글쓰기를 활용한 창의적 문제해결력 수업에서 가장 좋았던 점, 힘들었던 점, 수업을 통해 신장될 것으로 예상되는 탐구 요소에 대한 설문 조사 결과 학생들은 본 수업을 통해 사고력을 확장시키고, 개념을 확실하게 이해하게 되었고, 수업이 재미있었으며 토론을 통해 협동심과 자심감이 상승하였다는 의견이 많았다. 힘들었던 점은 과학 글쓰기로 인해 수업 진도가 늦어져 보강을 해야 할 때도 있는 등 시간이 부족했다는 의견이 가장 많았고, 수업 시간마다 과학 글쓰기를 해야 한다는 것이 부담스럽다는 의견도 있었다. 신장될 것으로 예상되는 탐구 요소로는 예상, 추리, 가설 설정, 자료 해석, 결론 도출 등이라고 응답하였다. 설문 결과 학생들은 시간이 부족하고 과학 글쓰기에 부담이 있지만 과학 글쓰기를 활용한 창의적 문제해결력 수업에 대하여 재미있고 과학적 사고력이 향상될 것이라고 생각하는 등 긍정적인 태도를 가지고 있다는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 창의적 사고력과 비판적 사고력, 즉 창의적 문제해결력을 신장하기 위하여 과학 글쓰기가 하나의 도구로서 활용될 수 있다는 것을 알 수 있었다.