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열과 우리 생활 그리고 분자 운동과 상태 변화의 평가 문항 인지 요구도 수준 분석 - 2009 개정 과학①

Title
열과 우리 생활 그리고 분자 운동과 상태 변화의 평가 문항 인지 요구도 수준 분석 - 2009 개정 과학①
Other Titles
An Analysis of Cognitive Demands Level of Chemical Contents in the First Grade of Middle School Science Textbook according to 2009 Educational Curriculum Revision
Authors
정경화
Issue Date
2014
Department/Major
대학원 과학교육학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Advisors
강순희
Abstract
The purpose of this study is to analyze the level of cognitive demand degree for evaluation questions about the section of chemical subjects in the science text book of the first grade of middle school according to the reviesed curriculum at 2009. The Classroom test of scientific reasoning, by Lawson, has been employed too measure the cognitive development levels of 7th grade students; The Question Analysis, by Lawson, has been applied in order to analyse the cognitive demands level of nine different science 1 text books. As examining the number of evaluation questions in the section of ‘Thermal Energy around Us’ and ‘Molecular motion and Changes of State’ for nine kinds of textbooks respectively, ‘Hypothetical-Deductive Thinking Pattern (HD) comes to maximum 78.6% in the final questions. The results of level of cognitive demand degree according to the Classroom test of scientific reasoning by Lawson showed that only 7.3% of students reached ‘Hypothetical-Deductive Thinking Pattern, whereas most students have difficulties in understanding and solving the problems by themselves. Therefore, teachers should recognize some differences between the level of cognitive demand degree of evaluated questions which are suggested in the textbook and the actual cognitive level of the students. The proper selection and reorganization of the evaluated questions, according to the actual cognitive level of the students, must be considered. The total number of evaluation questions varied from 46 to 107 at the largest, and the final questions were higher than the main questions. There were several textbooks with large number of questions composed by only the ‘fill in the blank’ questions. Some textbooks had small number of questions, however, required variable thinking patterns. To choose the proper textbook, teachers should not compare the number of questions, but evaluate the level of cognitive level of students and assess the level of cognitive demand degree for solving the problem.;본 연구는 2009년 개정 과학과 교육 과정의 과학① 교과서에서 화학 관련 영역인 ‘분자 운동과 상태 변화’ 와 내용상 연계되어 있는 ‘열과 우리 생활’ 단원을 선정하여 해당 교육 과정 9종의 교과서를 본문 문항과 마무리 문항으로 나누어 Lawson의 평가 문항이 요구하는 인지 수준 분류틀로 인지 요구도 수준을 판정해 보았다. 그리고 Lawson이 제시한 인지 수준 검사인 SRT(Scientific Reasoning Test)를 이용하여 현재 중학교 1학년의 인지 발달 수준을 조사해 교과서 평가 문항들의 인지 요구도 수준과 비교 분석해 보았다. 본 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 9종 교과서의 ‘열과 우리 생활’ 단원 마무리 문항에서 가장 많은 비율의 ‘가설-연역적 인지 수준(HD; Hypothetical-Deductive)’을 요구하는 교과서는 I(78.6%)로 9종 교과서의 평균(56.1%)보다 훨씬 높았으며, 가장 적은 교과서는 F(36.3%)로 I교과서와 큰 차이를 나타냈다. ‘분자 운동과 상태 변화’ 단원 마무리 문항 역시 ‘가설-연역적 인지 수준(HD)’의 비율이 가장 높은 교과서는 H(77.8%)이며, 가장 적은 교과서는 A(36.4%)이다. Lawson의 SRT 검사를 통한 중학교 1학년 학생들의 인지 수준이 ‘경험-귀납적’ 55.6%, ‘과도기’ 37.2%, ‘가설-연역적’ 7.3%로 가설-연역적 인지 수준이 가장 적게 나타났던 것을 감안한다면, H와 I 교과서는 평가 문항이 학생들의 인지 수준과 매우 큰 차이를 보인다. 또한 ‘가설-연역적 인지 수준(HD)’의 문항 비율이 36.3%, 36.4%로 가장 적게 나타난 F와 A 교과서 역시 현재의 중학교 1학년 학생들의 인지 수준에 비하면 인지 요구도 수준이 굉장히 높은 편이다. HD 수준의 문항들은 7.3%의 가설-연역적 인지 수준의 학생들 뿐 아니라 37.2%의 과도기 학생들 역시 문제를 이해하고 해결할 수는 있으나 고차원적인 사고 능력에 능숙한 학생들이 아니기 때문에 어려움을 느낄 수 있다. 즉, 가설-연역적 인지 수준에 도달한 7.3% 학생들을 제외한 대부분의 학생들은 교과서 마무리 문항에서 스스로 문제를 이해하고 해결하는데 큰 어려움을 겪을 수밖에 없다. 이에 교사는 수업을 계획할 때 학생들의 인지 발달 수준과 평가 문항의 인지 요구도 수준 차이를 인식하고, 학생들의 인지 발달 수준에 맞춰 문제를 선택하고 재구성 하는 과정이 반드시 필요할 것이다. 둘째, 해당 교육 과정의 9종 교과서에서 전체 평가 문항 수가 적게는 46개(H교과서), 많게는 107개(A교과서)로 매우 다양하게 나타나며 본문 문항의 평균 문항수가 마무리 문항보다 많은 것으로 나타났다. ‘열과 우리 생활’ 단원의 마무리 문항 수만 살펴보면 교과서에 따라 10개(H교과서)-18개(C교과서), 본문 문항 수는 8개(H교과서)-25개(A교과서)로 매우 큰 차이를 보이고 있다. ‘분자 운동과 상태 변화’ 단원에서는 본문 문항이 19개(H교과서)-44개(A교과서)로 더 큰 차이를 보이며, 마무리 문항도 9개(H교과서)-22개(A교과서)로 나타났다. 전체적으로 H교과서가 문항수가 매우 적게 나타났으며 A와 C교과서가 많았다. 하지만 특정 교과서에서는 본문 문항수가 굉장히 많았지만 전부 빈칸 채우기 형태의 단순 기억 문제였고, 전체 문항 수는 매우 적지만 다양한 사고력을 요하는 문항들이 다양하게 제시된 교과서도 있었다. 따라서 교사들은 교과서를 선택할 때 단순히 문항수를 비교하는 것이 아니라 평가 문항들을 해결하는데 필요한 인지 요구도를 파악하고, 학생들의 인지 발달 수준에 적합한지 판단해야 할 것이다. 셋째, ‘열과 우리 생활’과 ‘분자 운동과 상태 변화’ 단원의 본문 문항과 마무리 문항의 인지 요구도 수준을 11개의 하위 요소로 분석해 본 결과 ‘열과 우리 생활’ 단원의 평가 문항 중 ‘특정 사실의 기억(R; only the Recall of specific facts)’, ‘경험-귀납적 인지 수준(EI; Empirical-Inductive thinking pattern)’의 하위요소인 ‘EI4’와, ‘가설-연역적 인지 수준(HD; Hypothetical-Deductive)’의 하위 요소인 ‘HD1’, ‘HD3’ 수준은 모든 9종의 교과서에서 나타나고 있으며, 가장 높은 비율을 차지하고 있는 하위수준은 ‘HD1’ 과 ‘EI4’ 이다. 이는 단원 특성상 열과 관련된 개념을 일상생활에 연관 지어 이해하고, 실생활에서 나타나는 여러 현상들에 학습한 이론들을 적용하여 원리를 파악하는 문항이 많아진 것으로 보인다. ‘분자 운동과 상태 변화’ 단원의 평가 문항은 ‘R’, ‘EI1’, ‘EI4’, ‘HD1’, ‘HD3’ 의 5가지 하위 수준이 9종의 교과서에서 모두 나타나고 있으며 특히 ‘HD1’이 27.9%로 가장 많은 비율을 차지하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 ‘EI2’와 ‘HD4’의 인지 수준은 각각 0.5%, 0.7%로 가장 적은 비율로 구성되어 있었다. 이와 같은 문항의 인지 요구도 수준의 다양성은 11개의 하위요소 중, A, B, C, E, F, H 5종의 교과서에서 7가지, D, G, I 3종의 교과서에서 8가지의 하위 인지 수준을 요구하도록 구성됨으로써, 교과서의 평가 문항을 통해 학생들은 문제를 해결하는데 다양한 사고력을 요구 받아 인지 발전을 할 수 있게 하고, 교사에게는 단원 성취기준과 학생의 인지 발달 수준에 맞춰 다양한 수업을 구성을 하는데 도움이 될 것으로 보인다. 넷째, 2009 개정 과학과 교육 과정에서는 창의적 문제 해결력을 강조하고 있으나, 2007 개정 교육 과정에 해당하는 중학교 2학년의 ‘열에너지’ 단원과 교과서들을 비교해 봤을 때 ‘열과 우리 생활’ 단원에서는 오히려 ‘특정 사실의 기억(R)’을 요구하는 평균 문항 비율이 17.1%에서 29.8%로 높아지고, ‘가설-연역적 인지 수준(HD)’을 요구하는 평균 문항 비율은 51.4%에서 36.4%로 크게 줄어든 것으로 나타났다. 이는 교과서의 평가 문항이 단순 지식을 요구 하는 문항이 늘어났음을 뜻하며, 개선되어야 할 점으로 보인다.
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일반대학원 > 과학교육학과 > Theses_Master
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