스토리텔링으로 진행된 중학교 과학 수업의 효과 분석

Abstract

Bruner(1996)는 인간의 마음을 패러다임적 사고와 내러티브 사고라는 두 가지 유형으로 구분하고 이 둘을 대조하여 설명하였다. 패러다임적 사고란 분석, 증명, 가설과 같은 논리-과학적 사고를 말하며, 내러티브 사고는 삶의 요구를 반영하는 맥락적인 사고를 말한다. 패러다임적 사고에 기반한 교육은 인간의 합리성이나 인지적 측면을 강조시켜 줄 수 있다는 장점이 있으나 패러다임적 사고만을 강조하는 편향적인 교육은 학습자의 통합적인 사고 및 폭넓은 경험 생성을 방해하고 다면적 발달을 저해할 수 있다. 그럼에도 불구하고 현재 교육현장에서 이루어지고 있는 많은 교수-학습 과정들은 내러티브 사고의 중요성을 간과한 채 편향적으로 이루어지고 있는 실정이다(강현석, 2005; 김만희, 김범기, 2002; 박인기, 2011; 한승희, 2005; Bruner, 1996). 이에 내러티브 사고의 대표적인 유형인 스토리텔링을 교육에 도입하려는 시도가 수학, 도덕 등의 다양한 교과에서 이루어지고 있다(강현석, 유동희, 이자현, 이대일, 2005; 최영수, 강현석, 2011). 과학교과 또한 교육과학기술부의 현행 과학과 공통교육과정을 통해 ‘학습자들이 과학의 기본 개념을 이해하고 과학 탐구 능력 및 과학적 태도를 함양하여 습득한 과학 지식을 실생활의 문제 해결에 이용할 수 있도록 하는 것’을 목표로 제시하며 실생활 맥락 속에서 과학 지식에 대한 학습자들의 통합적인 이해를 강조하나, 일반적으로 패러다임 사고 기반 수업으로 진행되는 과학교과 교육현장에서는 이를 위한 다양한 교수・학습 방법들을 실행하기 어렵다(김만희, 김범기, 2002; 강경희, 2011; 손정우, 정은주, 2013). 이러한 패러다임 사고 기반의 과학교육은 TIMSS(Trends in International Mathematics and Science Study)와 PISA (Programme for International Students Assessment)의 결과에서 과학에 대해 가지고 있는 우리나라 학생들의 정의적 특성이 낮게 나타나게 된 하나의 원인으로도 지적되고 있다(곽영순, 김찬종, 이양락, 정득실, 2006; 김형자, 변정호, 권용주, 2012). 과학교과에 대한 내러티브적인 접근은 이와 같은 현행의 문제점을 개선할 수 있는 하나의 방법으로 제시될 수 있으나 학교 수업현장에서 과학교과에 대한 내러티브적인 접근은 미약한 실정이다(김만희, 김범기, 2002). 본 연구는 이와 같은 맥락에서 내러티브적 사고에 기반한 수업형태인 스토리텔링 수업이 학습자의 인지적·정의적 측면에 어떠한 학습효과를 가져올 수 있을지 살펴보고자 한다. 이를 위해 인지적 측면을 측정하기 위한 변인으로 과학적 학업성취도를, 정의적 측면을 측정하기 위한 변인으로 과학적 자기효능감과 과학에 대한 태도를 선정하였으며, 중학교 과학교과에서 스토리텔링 수업을 진행한 후 각 변인들을 중심으로 학습효과를 규명하고 학습자의 인지적·정의적 측면의 역량을 향상시키기 위한 방법을 제시하고자 한다. 이를 위한 연구문제는 다음과 같다. 1. 수업형태(스토리텔링 수업/일반 수업)에 따라 학습효과(과학에 대한 태도/과학적 자기효능감/ 과학 학업성취도 향상도)는 차이를 보이는가? 2. 사전성취수준(상위/하위)에 따라 학습효과(과학에 대한 태도/과학적 자기효능감/과학 학업성취도 향상도)는 차이를 보이는가? 3. 사전성취수준과 수업형태는 학습효과(과학에 대한 태도/과학적 자기효능감/과학 학업성취도 향상도)에서 상호작용 효과를 나타나는가? 이러한 연구문제를 확인하기 위하여 경기도 수원시에 위치한 A 중학교 1학년 학생 101명을 대상으로 연구를 실시하였다. 학생들은 동일한 교사가 진행하는 스토리텔링 수업과 일반 수업에 각각 4주 동안 참여하였으며, 각 수업 처치 전후에 3차에 걸쳐 과학 자기효능감, 과학에 대한 태도, 학업 성취도 변인을 측정하는 설문에 응답하였다. 이 101명의 학생 중 무응답 및 불성실 응답을 제외하고 84명의 설문지가 분석되어 사용되었다. 분석 방법은 다음과 같다. 첫째, 기술통계 분석을 통해 자료의 일반적인 경향을 파악하였다. 둘째, Box의 검정 및 Levene의 검정을 통해 반복측정 분산분석의 기본가정을 만족하는지 확인하고 이원 반복측정 분산분석을 실시하였다. 이를 통해 수업 형태(스토리텔링 수업/일반 수업)와 사전성취수준 집단(상위/하위)의 학습효과를 분석하였다. 셋째, 실제적 유의성을 판단하는 효과크기를 이용하여 반복측정 분산분석 결과를 보완하였다. 이 때 구체적인 연구 절차는 준비단계, 실행단계, 분석단계를 거쳐 이루어졌다. 준비 단계에서는 스토리텔링 관련 선행 연구 및 문헌 자료를 검토하고 이를 기반으로 연구의 변인 및 도구를 선정하였으며 스토리텔링 수업을 설계하였다. 실행 단계에서는 실제적으로 수업 처치 및 자료 수집을 실시하였으며 먼저 스토리텔링 수업 전 과학적 자기효능감, 과학에 대한 태도, 학업성취도에 대한 사전 검사를 실시한 후 4주에 걸쳐 이야기를 중심으로 한 스토리텔링 수업을 진행하였다. 이 때 스토리텔링 수업이 적용된 단원은 중학교 1학년 과학교과의 「Ⅲ. 힘과 운동」단원이었다. 스토리텔링 수업은 연구자가 준비한 이야기 활동지를 통해 진행되었으며 학습자들은 4~5명으로 이루어진 조별로 이야기 읽기 활동에 참여하였다. 이 때 모든 조원들을 활동에 참여시키기 위하여 각 조원들에게 이야기를 읽기 위한 역할을 배분하였다. 스토리텔링 수업이 끝나고 사후 검사를 실시한 후 다시 4주에 걸쳐 강의를 중심으로 한 일반 수업을 진행하였다. 이 때 일반 수업이 적용된 단원은 중학교 1학년 과학교과의 「Ⅳ. 광합성」단원이며 일반 수업이 끝난 후 사후 검사를 실시하였다. 마지막으로 분석 단계에서는 기술통계 분석, 반복측정 분산분석, 효과크기 비교를 이용하여 3차례에 걸쳐 수집한 설문자료를 분석하였다. 분석한 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 수업형태와 관계없이 사전성취수준(상위/하위)별로 학습효과 차이를 살펴본 결과, 과학적 자기효능감과 과학에 대한 태도 변화량은 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나 학업성취도 변화량은 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 즉, 정의적 변인인 과학적 자기효능감과 과학에 대한 태도는 상위 및 하위 집단 간에 학습효과 차이가 나타나지 않았으나, 인지적 변인인 학업성취도는 상위 및 하위 집단 간에 학습효과 차이가 나타났다. 이로부터 과학적 자기효능감과 과학에 대한 태도는 수업형태에 의한 영향이 없다면 사전성취수준에 따른 학습효과 차이가 나타나지 않으므로, 수준별 수업과 같이 학습자의 사전성취수준에 따라 학습자를 구분하여 수업을 진행할 경우에는 단순히 학습자를 구분하는 것에서 그치지 말고 학습자의 수준에 적합한 수업형태를 취해주어야 보다 효과적인 교수-학습이 이루어질 수 있다는 점을 시사한다. 둘째, 사전성취수준과 관계없이 수업형태(스토리텔링 수업/일반 수업)별로 학습효과 차이를 살펴본 결과, 과학에 대한 태도와 학업성취도에서 통계적으로 유의한 차이를 보였으며 과학적 자기효능감에서는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 이로부터 4주라는 길지 않은 기간 동안 스토리텔링 수업 처치를 통해 정의적 변인인 과학적 자기효능감을 향상시키는 것이 쉽지 않다고 볼 수 있으며, 또한 스토리텔링 수업은 반복학습 및 문제풀이를 통해 학습자의 성공경험을 늘려 과학적 자기효능감을 향상시키는 것보다는 과학의 개념 및 원리를 실생활의 예와 연결시켜 습득시키는 것에 더 용이한 수업형태라고 설명하였다. 셋째, 학습효과에 대한 사전성취수준과 수업형태의 상호작용 효과를 살펴본 결과, 학업성취도에서만 상호작용 효과가 나타났으며 과학적 자기효능감과 과학에 대한 태도에서는 상호작용 효과가 나타나지 않았다. 이로부터 인지적 측면의 변인보다 정의적 측면의 변인이 단기간에 변화하기 어렵다는 사실을 확인할 수 있었다. 또한 과학적 자기효능감의 경우, 상위 집단의 과학적 자기효능감을 측정한 결과 스토리텔링 수업 실시 전부터 매우 높은 값으로 나타났으며 이로 인한 천장효과(Ceiling effect)가 발생하여 상위 집단과 하위 집단 간의 차이가 명확히 나타나지 않았다고 해석할 수 있었다. 과학에 대한 태도의 경우, 스토리텔링 수업이 과학에 대한 태도에 미치는 영향이 사전성취수준에 따라 크게 달라지지 않았다고 해석할 수 있었다. 권치순, 허명, 양일호, 김영신(2004)은 초・중・고등학생들의 과학에 대한 태도 변화에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 과학과 관련된 경험이라고 보고하였으며 특히 학교 내외에서의 과학 활동 및 교실에서의 과학 활동이 큰 영향을 미친다고 한 것을 고려해볼 때, 상위 집단과 하위 집단은 학교・교실 내에서 공통된 과학 활동을 경험하므로 상위 집단과 하위 집단 간의 차이가 명확하게 나타나지 않았다고 해석할 수 있었다. 마지막으로 학업성취도의 경우 학습에 소극적이고 낮은 성취를 보이는 하위 집단의 학습자에게는 스토리텔링 수업이 학습에 대한 동기를 부여하고 기본 개념을 익힐 수 있도록 도와주는 역할을 할 수 있으나, 학습에 적극적이며 높은 성취를 보이는 상위 집단에 학습자에게는 심화 학습 자료로서 적절한 역할을 수행하기 힘들다고 해석할 수 있었다.;Bruner(1996) suggested that there are two modes of thought: the paradigmatic thought and the narrative thought. The paradigmatic thought emphasizes logical and scientific aspects, while the narrative thought emphasizes contextual aspect reflecting everyday life's demands. Despite the importance of complementary relationship between these two modes of thought, in Korea there are academic and educational biases in favor of the paradigmatic modes of thought (Kang, 2005; Kim & Kim, 2002; Park, 2011; Han, 2005; Bruner, 1996). This bias in education might hinder the integrated thinking and multi-dimensional development of learners. In response to this problem, there are growing attempts to apply the storytelling pedagogy across various subjects to enhance the narrative mode of thought (Kang, Yu, Lee, & Lee, 2005; Choi & Kang, 2011). In particular, in the affective domain of science, Korean students' achievement is below the international average. The narrative approach to science subject proves to be an effective way to improve this situation. Reflecting this perspective, this study investigates the effect of narrative approach, teaching by storytelling, on students' cognitive and affective domains in science subject. As a variable for cognitive domain, students' science achievement was selected, while as variables for affective domain, scientific self-efficacy and attitude towards science were selected. The purpose of this study is to suggest a way to improve learners' cognitive and affective domains based on the findings from investigating the effect of a storytelling method in teaching science in middle school classrooms. The research questions of this study are as follows. 1. Is there any difference in learning effect (science achievement/ scientific self-efficacy/attitude towards science) with respect to the prior academic achievement (high/low)? 2. Is there any difference in learning effect (science achievement/scientific self-efficacy/attitude towards science) with respect to the teaching method (storytelling lesson/traditional lesson)? 3. Is there any interaction effect between teaching methods (storytelling lesson /traditional lesson) and prior academic achievement (high/low) on learning effect (science achievement/scientific self-efficacy/attitude towards science)? 84 students from middle school located in Suwon-si participated in this study. The study procedures consisted of 3 steps; preparation, implementation, and analysis. First, in the preparation step, the researcher reviewed the previous researches on storytelling method and materials in order to select variables and measurements, and designed a science course that combined storytelling with traditional pedagogic method. Second, in implementation step, the researcher conducted the storytelling lesson and carried out a survey on the students. The storytelling method alternated with the traditional one at 4 week interval. The storytelling course covered 「Chapter 3. Force and motion」of 7th-grade science textbook for first-year students of a middle school. During the storytelling lesson, story-reading worksheets were used. The students organized a group consisting of 4~5 members and participated in story-reading activity in groups. The researcher conducted the traditional lesson covered「Chapter 4. Photosynthesis」of 7th-grade science textbook. Students responded to a survey on the learning effects (science achievement/scientific self-efficacy/attitude towards science) 3 times before starting the lesson, between learning Chapter 3 and Chapter 4, after finishing the lesson. Third, in the analysis step, the collected data was analyzed through a descriptive analysis, a repeated -measured ANOVA and an effect size analysis. The result derived from analysis is summarized as follows. First of all, there was a significant differences in science achievement, while there were no significant difference in scientific self-efficacy and attitude towards science between the two groups with high academic achievement and low one. Accordingly scientific self-efficacy and attitude towards science, the variables for affective domain didn't show any significant differences between high and low groups, while science achievement, the variable for cognitive domain showed a significant difference between two groups. Second, there was a significant differences in science achievement and an attitude towards science with respect to the teaching methods (storytelling lesson/traditional lesson) while there was no significant difference in scientific self-efficacy. It could be concluded that self-efficacy, the variable for affective domain cannot be changed in a short period of time. In addition to this, a storytelling method is not an effective one for raising scientific self-efficacy by iterative learning and problem-solving activities through which the experience of success is cumulated. Last but not least, there was significant interaction effect between teaching methods (storytelling lesson/traditional lesson) and prior academic achievement (high/low) on scientific achievement, but not on scientific self-efficacy and attitude towards science. It could be concluded that the variables for the affective domain have not changed in a short period of time. And it could be concluded that in case of scientific self-efficacy, the effect rarely changed in high achieving students because of the ceiling effect. Accordingly, the interaction effect between teaching methods and prior academic achievement on science achievement was not significant. And in the case of an attitude about science, the prior achievement has little impact on the storytelling method's effectiveness. For Korean students, science related to the experiences in and outside classroom has the greatest impact on their attitude towards science (Kwon, Hu, Yang & Kim, 2004). There was not clear distinction in attitude toward science between students with high achievement and low one when they were taught with the identical storytelling lesson. Lastly, in the case of science achievement, it can be inferred that a storytelling method can motivate students with low academic achievement and help them to learn basic concepts of science, although it is not an appropriate method for students with high academic achievement.