문제중심학습(PBL)기반 생활 과학 수업이 시각장애 중학생의 문제해결력과 과학 관련 태도 변화에 미치는 영향

Abstract

오늘날 과학 교육의 동향은 우리의 일상생활 속의 다양한 현상 및 과학적·사회적 문제에 대해 융합적 과학 지식을 활용할 수 있는 인재상을 추구한다. 다분야의 과학적·사회적 현상을 알아보기 위해서는 다양한 체험과 경험이 바탕이 되어야 한다. 이는 과학적 호기심을 불러일으킬 수 있는 촉매제가 된다. 그러나 시각장애 학생들은 시기능의 문제로 다양한 경험에 제한이 있으며 이는 새로운 개념의 학습 및 조직화에 어려움으로 작용한다. 이러한 제한은 시각장애 학생들의 과학 교과에 대한 흥미를 떨어뜨리게 되는데, 학습 내용이 연계되어 학년이 올라갈수록 심화되는 과학 교과의 특성상 감각적으로 경험하기 힘든 추상적인 과학 이론들은 시각장애 학생들에게 혼란을 가중시키게 된다. 이러한 이유로 학생들이 일상생활에서 충분히 경험할 수 있는 과학적 현상들이 발생해도 과학 교과에 대한 어려움 때문에 특별한 호기심이나 흥미를 불러일으키기 어렵다. 이에 시각장애 학생이 경험한 사건, 현상, 실물 등을 활용해 과학 이론과 생활 속 과학을 연관시키는 통합적인 경험학습이 필요하다. 문제중심학습(Problem-Based Learning, PBL)은 비구조화되고 실제적인 문제를 학습자에게 제시함으로써 개별학습과 협동학습을 통해 문제를 해결하여 학습이 이루어지도록 하는 학습 방법이다. 문제중심학습은 높은 수준의 메타인지를 가진 학습자에게만 국한된 교수 방법이 아닌 특수교육대상 학생들을 포함한 다양한 수준의 학생들에게 적용이 가능하다. 다수의 특수교육 연구에 문제중심학습을 적용한 연구가 진행되고 있지만 시각장애 학생이 대상이 된 문제중심학습을 적용한 연구는 매우 드물다. 또한 특수교육 영역 내 과학 교과에 대한 연구 역시 부족한 실정이기에 본 연구에서는 시각장애 학생들에게 문제중심학습을 적용한 과학 수업을 진행하여 학생들의 문제해결력과 과학 관련 태도를 향상시키고자 하였다. 본 연구의 참여자는 시각장애 특수학교에 재학 중인 중학부 1학년 학생들이며 시각장애 외 다른 장애를 수반하지 않은 단순 시각장애 학생 7명이다. 실험은 약 4개월간 이루어졌으며 주 1회 45분 수업을 1차시로 사전검사, 중재, 사후검사 순으로 진행되었고 12차시를 마지막으로 종료하였다. 실험 집단은 PBL을 적용한 생활 과학 수업을 진행하였고 한 가지 주제를 2차시로 구성하여 1차시에는 연구자가 제공한 문제에 대해 가설을 세우고 실험·실습을 하였다. 2차시에는 학생들이 협동학습으로 의견을 공유하며 문제를 해결하였고 연구자는 학생들에게 피드백을 제공하였다. 중학교 시각장애 학생들에게 문제중심학습을 적용한 과학 수업이 학생들의 문제해결력에 미치는 영향을 알아보기 위해 Lee(1978)가 개발하고 이재신(1979)이 번안, 우옥희(2000)가 수정한 검사지를 활용하였고, 과학 관련 태도의 변화에 대한 측정은 Fraser(1981)가 개발하고 심규철, 소금현, 이현욱, 장남기(1999)가 수정·보완한 TOSRA(Test Of Science-Related Attitudes)를 사용하였다. 실험집단의 사전·사후 결과의 검정을 위하여 Wilcoxon 부호 순위 검정을 실시하였다. 본 연구를 통한 알 수 있는 결과는 아래와 같다. 첫째, 문제중심학습(PBL)기반 생활 과학 수업에 따른 시각장애 중학생들의 문제해결력은 증가하는 경향이 있었으나 통계적으로 유의하지 않았다. 둘째, 문제중심학습(PBL)기반 생활 과학 수업을 받은 시각장애 중학생의 과학 관련 태도 변화에 대한 값은 사전검사에 비해 사후검사에서 증가하였으며 통계적으로도 유의하였다. 또한 하위 영역인‘과학적 태도의 수용’에서도 통계적으로 유의한 결과가 나타났다. 위와 같은 결과를 통해 문제중심학습(PBL)을 적용한 생활 과학 수업이 시각장애 중학생의 과학 관련 태도에 긍정적인 영향을 미쳤음을 알 수 있다. 본 연구는 특수교육에서 연구가 부족한 시각장애 영역과 과학 교과 영역을 진행하였을 뿐만 아니라 시각장애학생을 대상으로 문제중심학습(PBL)을 과학 교과에 처음으로 적용하였다는 점에 의의가 있으며, 또한 시각장애 학생들의 세부적인 장애 특성과 학습 경험, 생활 경험 등을 고려하여 교수적 수정 및 수업 자료를 제작하였다는 점에 의의가 있다. 그러나 비슷한 환경과 조건을 가진 통제집단을 구성하지 못하였다는 점에서 제한점이 있다. 따라서 후속연구를 통해 집단 간 사전·사후 연구를 진행함으로 조금 더 정확한 연구를 진행할 필요가 있다. ;Today's trends in science education seek talent awards that can utilize convergent scientific knowledge for various phenomena and scientific and social problems in our daily lives. In order to see scientific and social phenomena in various fields, various experiences and experiences must be based on. This is a catalyst for scientific curiosity. However, blind students are limited to a variety of experiences due to problems with vision, which poses difficulties in learning and organizing new concepts. These restrictions reduce the interest of blind students in science subjects, and abstract scientific theories, which are hard to experience sensibly due to the nature of science classes that deepen as the academic year goes up, add confusion to blind students. For this reason, even if scientific phenomena occur that students can fully experience in their daily lives, it is difficult to arouse special curiosity or interest due to difficulties in science subjects. This requires integrated experience learning that links science theory to science in life by utilizing events, phenomena, and real life experienced by blind students. Problem-based learning(PBL) is a learning method that presents unstructured and practical problems to learners, thereby solving problems through individual learning and cooperative learning to ensure that learning is achieved. Problem-centered learning is applicable to students at various levels, including students subject to special education, rather than teaching methods limited to learners with high levels of meta-knowledge. Although there are studies that apply problem-oriented learning to a number of special education studies, there are very few that apply problem-oriented learning to blind students. Furthermore, there was a lack of research on science subjects in the special education area, so this study wanted to improve students' problem-solving skills and science-related attitudes by conducting science classes that applied problem-oriented learning to blind students. Participants in the study are first-year middle school students attending a special school for visual impairment and seven students with simple visual impairments that do not involve any other impairment than visual impairment. The experiment was conducted for about four months, with 45 minutes per week followed by pre-examination, intervention, and post-examination, and the 12th session was last completed. The experimental group conducted life science classes applied with PBL, and constructed one topic as a second test, hypothesized, experimented, and practiced on problems provided by researchers in the first instance. In the second period, students shared their opinions through cooperative learning and solved the problem, and researchers provided feedback to the students. Lee (1978) developed a science class that applied problem-oriented learning to middle school blind students and used a test paper modified by Lee Jae-shin (1979) and Woo Ok-hee (2000) to measure changes in science-related attitudes, developed by Fraser (1981) and modified Shim Kyu-chul, Salt-hyun, Lee Hyun-wook, Science, 1999 Wilcoxon sign ranking test was performed for testing prior to and after results of the experimental group. The results from this study are as follows. First, problem-solving skills of blindmiddle school students tended to increase due to problem-driven learning (PBL)-based life sciences classes, but were not statistically significant. Second, the value of science-related attitude changes among blindmiddle school students who took problem-based learning (PBL)-based living science classes increased in post-examination compared to pre-examination and was statistically significant. In addition, statistically significant results were also shown in the sub-domain 'adaptation of scientific attitudes'. The above results show that life science classes applied problem-oriented learning (PBL) have had a positive impact on science-related attitudes of blind middle school students. This study is significant in that it not only conducted areas of visual impairment and science curriculum that lack research in special education, but also applied problem-centered learning (PBL) to science subjects for the first time, and produced teaching corrections and class materials considering the detailed disability characteristics, learning experiences, and life experiences of blind students. However, there is a limitation in that it fails to form a control group with similar environments and conditions. Therefore, it is necessary to conduct more accurate research by conducting pre- and post-group research through follow-up research.