그래픽조직자를 활용한 지구계 수업이 고등학생의 학업성취도, 과학적 태도, 과학적 탐구능력에 미치는 효과

Abstract

본 연구의 목적은 그래픽조직자를 활용한 지구계 수업이 고등학생의 학업성취도, 과학적 태도, 과학적 탐구능력에 미치는 효과와 학생들의 인식을 알아보는 것이다. 그래픽조직자는 학습 내용의 구조를 선, 화살표, 그림 등을 활용하여 사전지식을 활성화시켜고 새로운 정보를 기존 지식과 쉽게 연결할 수 있도록 도우며, 언어적 정보와 비언어적 정보를 함께 제시함으로써 학습 내용을 쉽게 이해하고 잘 기억할 수 있도록 돕는다. 또한 현재의 지능정보사회에서 요구되는 수많은 자료 속에서 필요한 정보를 평가하고 자유롭게 활용할 수 있는 능력을 함양하기에 효과적인 교수학습 전략이다. 본 연구에서는 이러한 그래픽조직자의 효과를 알아보기 위하여 고등학교 2학년 인문계열 4개 반의 84명을 실험반 43명과 비교반 41명으로 나누어 연구를 실시하였다. 수업 처치는 실험반과 비교반 모두 동일한 내용으로 진행하면서 실험반은 그래픽조직자를 활용한 수업을 진행하였고, 비교반은 그래픽조직자를 활용하지 않은 전통적인 수업방식으로 진행하였다. 학업성취도 검사와 과학적 태도 검사, 과학적 탐구능력 검사를 사전·사후검사로 실시하고 통계분석 프로그램을 이용하여 비교 분석하였다. 또한 통계분석 결과 실험반 학생 중 가장 많은 변화를 보인 14명과 변화가 없는 2명을 대상으로 반구조화 면담을 실시하였다. 연구 과정에서 학생들이 작성한 검사 결과지와 수업 활동지를 수집하였으며, 학생과의 면담 자료는 모두 녹음하여 텍스트로 전사한 뒤 분석했다. 이러한 자료를 분석한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 그래픽조직자를 활용한 지구계 수업은 고등학생의 학업성취도 향상에 효과적이다. 둘째, 그래픽조직자를 활용한 지구계 수업은 고등학생의 과학적 태도 향상에 효과적이다. 과학적 태도의 하위영역별로 살펴보면 6개의 하위영역 중에서 과학적 태도의 수용, 수업의 즐거움, 과학의 취미적 관심, 과학의 직업적 관심 4개의 영역에서 비교반과 실험반에 유의미한 차이가 있었으나, 과학의 사회적 의의와 과학적 탐구 태도 영역에서는 차이가 없었다. 셋째, 그래픽조직자를 활용한 지구계 수업은 고등학생의 과학적 탐구능력 향상에 효과적이다. 과학적 탐구능력의 하위영역별로 살펴보면, 9개의 영역 중에서 분류, 추리, 예상, 일반화, 가설설정, 그래프화 및 데이터해석의 6개의 영역에서 비교반과 실험반에 유의미한 차이가 있었지만 관찰, 변인통제, 조작적 정의 영역에서는 차이가 없었다. 넷째, 고등학교 지구계 수업에서 그래픽조직자를 활용한 교수학습 방법에 대한 학습자의 인식은 긍정적인 면과 부정적인 면이 있다. 수업의 흥미 증가, 학습의 이해력 향상, 지식 재생과 학습의 전이 발생, 다른 관점 및 인식의 평가가 가능하다는 점에서는 긍정적인 인식을 나타냈다. 반면에 그래픽조직자를 활용한 교수학습 방법이 지필 평가에서는 비효율적이라는 점에서 부정적인 인식을 나타냈다. 이러한 연구 결과를 종합해볼 때 그래픽조직자를 활용한 수업은 고등학생의 학업성취도, 과학적 태도, 과학적 탐구능력 향상에 효과적이다. 그러나 이러한 효과를 더욱 공고히 하고 그래픽조직자에 대한 학생들의 긍정적인 인식을 더욱 향상시키기 위해서는 그래픽조직자를 활용한 교수학습 방법에 대한 지속적인 연구가 진행되고, 다양한 학습자의 특성과 이를 반영할 수 있는 교수 학습 전략을 추가로 마련해 나가야 한다. 또한 앞으로 다양한 유형의 그래픽조직자 활동지의 개발이 이루어짐과 동시에 적용 과목과 대상 범위가 넓어진다면 다양한 학습자의 자발적 참여와 관심이 커질 것이고 다양한 교과와 영역에서 더 많은 학습자의 능력 신장을 기대할 수 있을 것이다. ;The purpose of the study is to find out the effects of graphic organizers in earth system course on high school students󰡑science achievement, scientific attitude, and scientific process skills and their perceptions. Graphic organizers are effective visual teaching and learning strategies that help students understand and remember by using lines, arrows, and visual symbols to express the structure of subject matter content. And by presenting linguistic and image information together, new information can be easily linked to existing knowledge. It is also an effective learning strategy to foster the ability to collect and use the necessary information in the current intelligent information society. To find out the effects of the graphic organizers, 84 eleventh-grade students were divided into the control groups and experimental groups. The learning contents of both the experimental and the control groups were carried out the same. The experimental groups in the study learned with graphic organizers, while the control groups learned with traditional teaching methods. Both the control and experimental groups were given a pretest and a posttest to assess their science achievement, scientific attitude, and scientific process skills. SPSS Statistics 23.0 was used to compare and analyze the data. In addition, a semi-structured interview was conducted with 16 students in the experimental group who showed a significant change and little or no change. Students’activity sheets and test papers were collected, and all the interview materials were recorded and analyzed. The results indicate as follows. First, using graphic organizers in earth system topics can improve students’science achievement. Second, using graphic organizers in earth system topic can improve students’scientific attitude. Using graphic organizers was effective in the perspectives of scientific attitudes, the enjoyment of science classes, the interests of science as a hobby, and the professional interests of science, but it was not effective in the perspectives of science’s social significance and scientific inquiry attitude. Third, using graphic organizers in earth system topic can improve students’scientific process skills. Using graphic organizers were effective in the perspectives of classifying, reasoning, predicting, generalization, making a hypothesis, graphing, and data analysis . However, it was not effective in the perspectives of observation, controlling variables, and operational definition. Fourth, students’ perception of using graphic organizers in an earth system topic had both positive and negative aspects. Students expressed a positive perception that they were able to increase interest, improve understanding, develop a transition in learning, and evaluate different perspectives. Students, on the other hand, expressed a negative perception of the assessment. Combining these findings, using graphic organizers in an earth system topic is effective on high school students󰡑science achievement, scientific attitude, and scientific process skills. To further solidify this effect, ongoing research on using graphic organizations should be followed. It should also be developed a teaching and learning strategy that can reflect the characteristics of a wide variety of students. Then, students' positive perception of using graphic organizers could be improved. In the future, various types of activities using graphic organizers should be developed, and the application subject and target range should be expanded. Then the voluntary participation and interest of various learners will grow and more learners will be expected to improve their abilities in various subjects and areas.