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학습 맥락을 고려한 활동 중심 과학 수업 전략 개발 및 적용

Title
학습 맥락을 고려한 활동 중심 과학 수업 전략 개발 및 적용
Other Titles
Development and application of Active-based science teaching strategies considering the context of learning : Focusing on middle school science
Authors
김경원
Issue Date
2014
Department/Major
대학원 과학교육학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Doctor
Advisors
우애자
Abstract
학습자 중심의 수업은 교사가 학습 맥락을 구축하여 학습자가 스스로 지식을 구성 해 나갈 수 있도록 안내하는 것으로부터 시작된다. 교수 설계에서 수업 접근 방법을 계획하고 필요한 자원을 준비할 때 학습 맥락을 고려하는 것은 매우 중요한 문제이다. 학습 맥락을 고려한 수업은 학습자가 일상생활에 필요한 유용한 지식을 얻을 수 있도록 학습자가 필요로 하는 ‘문제’에 초점을 두고 있다. 또한, 학습자의 자기 주도적 학습 능력은 맥락화 된 상황에서 실제적 과제가 주어졌을 때 학습자 중심의 활동을 통해 신장될 수 있다. 이에 학습자의 흥미와 관심에 바탕을 둔 활동 중심 수업은 학습자 중심의 수업을 위한 매우 중요한 방법이다. 이에 본 연구에서는 중학교 과학을 중심으로 학습 맥락을 고려한 활동 중심 과학 수업 교수 전략을 개발하고 이를 기반으로 개발된 수업 프로그램을 현장에 적용하였을 때 학습자의 정의적 영역과 학업성취도에 어떤 영향을 미치는지 알아보았다. 학습 맥락을 고려한 활동 중심 과학 수업 교수 전략 개발을 위하여 경기도 P 중학교 3학년 학습자 15명을 대상으로 과학 교육 인식에 관한 면담을 실시하였고 경기도 P 중학교와 D 중학교 3학년 563명의 학습자를 대상으로 과학 수업 방법에 대한 사전 인식 조사를 실시하였다. 면담과 인식 조사 결과를 분석하고 이론적 배경을 근거로 학습 맥락을 고려한 활동 중심 과학 수업 교수 전략을 구축하고 수업 프로그램을 개발하였다. 이 때 적용한 학습 맥락은 학습 맥락의 3가지 기본 유형인 문제 제시 맥락, 문제 유도 맥락, 독자적 문제 생성 맥락이었다. 또한, 학습 효과를 높이기 위하여 학습의 진행 과정 전반에 걸쳐서 스캐폴딩을 제공하였다. 적용된 스캐폴딩은 문제 고려 스캐폴딩, 문제 해석 스캐폴딩, 문제 진행 스캐폴딩, 문제 해결 스캐폴딩의 4가지 형태이었다. 학습 맥락을 고려한 활동 중심 과학 수업이 정의적 영역에 영향을 미치는가를 알아보기 위하여 P 중학교 3학년 248명을 실험 집단으로 수업 처치를 하고 학습자의 수업 시 나타나는 행동을 관찰하였다. 비교 집단은 D 중학교 3학년 243명이었으며 전통적 강의식 수업을 처치하였다. 수업 처치 전·후 정의적 영역 검사를 실시하고 분석하였다. 또한, 실험 집단의 15명의 학습자를 대상으로 과학 수업에 대한 인식을 면담을 통해 알아보고 분석하였다. 학습 맥락을 고려한 활동 중심 과학 수업이 학업성취도에 영향을 미치는가를 알아보기 위하여 P 중학교 4개 학급 145명을 실험 집단으로 개발한 과학 수업을 처치하고 나머지 4개 학급 151명을 비교 집단으로 전통적 강의식 수업을 처치하였다. 사전 검사는 전년도 학업성취도 결과를 사용하였으며 사후 검사는 수업 처치가 완료된 후 실시 된 해당 학교의 정기 고사 학업 성취 결과를 사용하여 분석하였다. 정의적 영역 검사는 인식, 흥미, 태도, 동기의 4가지 영역에서 이루어졌다. 검사 결과 인식 영역의 하위 영역인 과학 인식, 교육인식, 교육 필요성, 직업 인식, STS 인식, 사회적 의미에 대하여 수업 처치 후 사후 검사에서 통계적으로 유의미한 차이가 있었다(p<.001). 흥미 영역의 과학 흥미, 활동 흥미, 직업 흥미에서는 통계적으로 유의미한 차이가 있었으나(p<.001) 직업 선택, 과학 불안에서 유의미한 차이가 없어(p>.05) 실험 효과가 없었다. 태도 영역의 하위 영역인 호기심, 개방성, 비판성, 협동성, 자진성, 끈기성, 창의성에서는 전체 항목에서 통계적으로 유의미한 차이가 있었다(p<.001). 동기 영역의 하위 항목인 내적 동기, 과제 가치, 자아 효능감에서 통계적으로 유의미한 차이가 있었으나(p<.001) 외적 동기와 시험 불안에서는 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다(p>.05). 또한, 학습 맥락을 고려한 활동 중심 과학 수업을 받은 학습자의 학업성취도는 전통적 강의식 수업을 받은 학습자의 학업성취도와 비교하여 유의미하게 긍정적인 변화를 나타냈다(F=30.533, p<.001). 집단 내 상, 중, 하 그룹의 학업성취도에 대한 영향 차이를 분석해 본 결과 상(F=6.649, p<.05), 중(F=19.203, p<.001), 하(F=8.067, p<.01) 그룹이 모두 긍정적인 변화를 나타내었다. 학습 맥락을 고려한 활동 중심 과학 수업을 받은 학습자들을 대상으로 이루어진 면담의 결과는 매우 긍정적으로 나타났다. 특히 수업에 참여한 친구들과 많은 의사소통이 이루어졌으며 자신들이 적극적으로 변했고 여러 가지 설계 능력이나 대처 능력이 발전했으며 집중하는 능력이 올라갔다는 주장이었다. 전체적으로 과학에 관심이 생기고 재미있게 느껴진다는 결과는 학습자의 과학 교육에 대한 인식 변화에서 정의적 영역과 학업 성취도 영역에 대한 통계의 결과와 일치함을 알 수 있다.;We actively cope with the realistic situation changed and attempt to drive students to affirmative change in the affective area and academic achievement. A major current focus is on developing the teaching strategy of the active-based science teaching considering the Context of Learning for middle school science. On the basis of this strategy, Program for middle school science is developed and adjusted. The experimental group students are 9th grade 15 middle school students in Gyeong-gi province for interview about the recognition of science education, and the experimental group is consisted with 9th grade 563 students who are in the P, D middle school in Gyeong-gi province for pre-recognition research about science lesson. As a result of research and theoretical background, Teaching strategy of the active-based science teaching considering the Context of Learning is developed. Three components that are learning and teaching environment, characteristics of learners and characteristics of units in the textbook are considered. Considering that each element has complementary relationship, Design elements are extracted. The strategy of the active-based science teaching considering the Context of Learning accompanied with the four teaching design elements which are ‘what contexts are related with teaching the knowledge and skill by providing practical assignment?’, ‘what scaffoldings are suggested for teaching strategies?’, ‘what is the teaching method to promote the active participation?’, ‘how to design a practical evaluation?’ This program was developed and adjusted in terms of three components that are Context of the Given Problem, Context of the Induced Problem, Context of the Autonomously Problem as a basic types of learning contexts. In teaching, Four different scaffolding which are problem-considered, problem-analysis, problem-progress, problem-solving scaffolding was provided with the students. For learners' active participation in class, Active-based learning that preferred by the students is considered and process-centered evaluation is practiced. The experimental group students are 248 middle school students in Gyeong-gi province and the experimental group is consisted with 243 students who are same configuration with the environment. The experimental group students' affective domain related to science is evaluated, after applying the active-based science teaching considering the Context of Learning during 25 periods. Test questions are based on the 77 items that are used in affective domain framework related to science assessment, TORSA, PALS, MSLQ. After the instructions, affective domain related to science education pre-test co-variate for the analysis of covariance(ANCOVA). As a results, the student's cognition of science(F = 45.684, p <0.001), scientific interest(F = 39.246, p < 0.001 ), the scientific attitude(F = 30.179, p <0.001), science learning motivation(F = 7.357, p <0.01) and all aspects of the affective domain(F = 139.935, p <.001) are statistically significantly positive change. Study of the academic achievement was done by the result of regular exams. As a result of them, we know that the academic achievement of the students who get the active-based science learning considering the Context of Learning are statistically significantly positive change(F = 30.533, p <0.01). I recognize a positive change in the science learning by the active-based science teaching considering the Context of Learning and this study suggest that the active-based science teaching considering the Context of Learning is very positive way to meet contemporary educational change.
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