고등학교 화학Ⅱ교과에서 Small Scale Chemistry의 적용효과

Abstract

The purpose of this study is to examine the effect of Small-Scale Chemistry(SSC) lab programs on the science knowledge achievement, inquiry process skills and science-related attitudes of high school students. The subjects of this study consist of two groups, experimental group and control group. The total number of the students is 112 and they are the third year from a high school in the city of Goyang. The experimental group was taught by the Individual experiments of SSC lab program, while the control group was taught by the traditional experiments lessons, in which 4 members make a team. And the two groups were tested pre-post test of science knowledge achievement, inquiry process skills, and science-related attitudes. Additionally the experimental group was tested to examine their perception of the individual experiments of SSC lab program by the questionnaire and also ANCOVA analysis was executed through the SPSS program. Finally, the survey of the students' preference for the chemistry lesson was conducted to the whole students. The results of this study are as follows: First, in the science knowledge achievement, the individual experiments of SSC lab program showed a significant difference from the traditional experiments lessons(p<.01). When two groups were divided into higher group and lower group by their achievement level, there was no significant difference among higher groups(p>.05), while there was a significant difference among lower groups(p<.01). Thereby, the individual experiments of SSC lab program had an effect on increasing achievement and the result proved that the individual experiments of SSC lab program is effective teaching method. Second, in the inquiry process skills, the group of the Individual experiments of SSC lab program showed a significant difference from the other group(p<.01). In detail, when the basic inquiry process skills were separated from the integrated inquiry process skills, the experimental group had more increased average score than the control group in the two kinds of inquiry process skills, and especially there was statistically significant changes in the basic inquiry process skills. Thereby, the result showed that the improvement of the inquiry process skills were caused by the different way between the Individual experiments of SSC lab program and the traditional experiment lesson, and the significant change caused by the individual experiments of SSC lab program was due to the improvement of the basic inquiry process skills. Third, in the science-related attitudes, the experimental group had more increased average score than the control group, but there was no significant change by the teaching skills(p>.05). However, when the each group was divided by the achievement level, the result showed that there was a significant difference between higher level and lower level group(p<.05). Fourth, the perception of SSC individual lab program and the perception of SSC instruments and devices were surveyed to the students of the experimental group. The students preferred SSC individual lab program in terms of not only the stability of experimentation but also the capability of conducting theory lesson and experimentation lesson in parallel. The result of the interview showed that the students considered SSC individual lab program positively in terms of convenience and environmental aspect. Fifth, the questionnaire was executed to the whole students to know what the students consider about the different teaching skills between the groups. The result of analyzing the questionnaire showed that the students who experienced SSC individual lab program positively perceived about the experiment lesson in the three categories of class time, lesson progress, and method of lesson progress. Consequently, SSC individual lab program was effective to improve the student's science knowledge achievement and the inquiry process skills. Students preferred the lesson which can parallel theory lesson and experiment lesson as well as simple and safe individual experimentation. Thereby, it is possible to adopt SSC as one way of chemistry teaching method to help students' understanding of chemistry lesson. The teacher must make an effort to develop many interesting SSC lab programs about various subjects and apply to their own lesson.;본 연구의 목적은 고등학교 화학Ⅱ 교과에서 전통적인 화학 실험수업과 비교하여 Small Scale Chemistry(SSC)를 이용한 학습 자료를 개발하여 이를 적용한 개별 실험수업이 학생들의 학업성취도, 과학 탐구능력 및 과학관련 태도에 미치는 효과를 알아보는데 목적이 있다. 본 연구는 경기도 고양시에 위치하고 있는 인문계 고등학교 3학년 학생을 대상으로 하였으며, 실험집단 2학급(61명)과 비교집단 2학급(51명)으로 나누어 실험집단에는 SSC를 적용한 개별 실험수업을, 비교집단에는 4인 1조 모둠별 전통적인 실험수업을 적용하였고, 각 집단에 사전&#8228;사후 학업성취도, 과학 탐구능력, 과학관련 태도 검사를 실시하였다. 실험집단에는 별도로 SSC를 적용한 개별 실험수업에 대한 인식을 설문조사였으며, 마지막으로 전체 학생을 대상으로 화학수업 방식에 대한 선호도를 설문조사하였다. 본 연구의 분석 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 학업성취도 평가에서 SSC를 적용한 개별 실험수업은 전통적인 실험수업에 비해 유의미한 효과가 있었다(p<.01). 수준별 집단으로 상위 소집단과 하위 소집단으로 나누어 보면 상위 소집단에서는 집단 간 유의미한 차이를 나타내지 않았으나(p>.05), 하위 소집단에서는 유의미한 차이를 보였다(p<.01). 따라서 SSC 개별 실험수업이 성취도 향상에 효과가 있음을 알 수 있었고, 이는 SSC를 활용한 개별 실험수업 방법이 효과적인 교수&#8228;학습 방법임을 시사해 준다고 하겠다. 둘째, 과학 탐구능력 검사에서도 집단 간 유의미한 차이를 보였다(p<.01). 세부적으로 기초 탐구능력과 통합 탐구능력을 구분해 분석한 결과, 모두 실험집단이 비교집단에 비해 평균점수는 향상되었고 기초 탐구능력에서 통계적으로 유의미한 변화가 있었다(p<.01). 따라서 탐구능력의 향상은 SSC 개별 실험수업과 전통적 실험수업 간 방법의 차이에서 나타났으며, SSC 적용 개별 실험수업 방법에 의한 유의미한 변화는 기초 탐구능력의 향상에 기인한 것임을 알 수 있었다. 셋째, 과학관련 태도 검사에서 실험집단의 평균점수는 비교집단에 비해 더 많이 향상되었으나 수업방법에 따른 유의미한 변화는 없었다(p>.05). 상위 소집단의 경우 하위 소집단에 비해 수업방법에 관계없이 과학관련 태도변화에 유의미한 차이를 보였다(p<.01). 이는 고등학교 3학년 학생들의 경우 이미 과학관련 태도의 성향이 결정되었기 때문으로 보인다. 넷째, 실험집단 학생들의 SSC적용 개별 실험수업에 대한 인식과 SSC 실험에서 사용한 실험기구에 대한 인식을 조사한 결과 리커트 척도 5단계 중 모두 평균 3점 이상의 응답결과를 보였다. 특히, 이론수업과 실험수업을 병행할 수 있다는 점과 실험의 안전성면에서 SSC 개별 실험수업을 선호하였으며, 학생들을 면담한 결과 편의성과 친환경적인 면에서 긍정적으로 생각하고 있음을 알 수 있었다. 다섯째, 전체 학생을 대상으로 SSC 실험을 적용한 실험집단과 전통적 실험을 수행한 비교집단 간의 수업에 대한 생각 차이를 알아보기 위해 화학수업 방식에 대한 설문을 실시하였다. 설문 문항은 수업시간, 수업과정, 수업 진행방식을 묻는 세 가지 영역이며 SSC 개별 실험수업을 경험한 학생들이 실험수업에 대해 긍정적으로 인식함을 알 수 있었다. 결론적으로, SSC를 적용한 개별 실험수업은 학생들의 학업성취도와 과학 탐구능력을 향상시키는데 효과적임을 알 수 있었다. 학생들은 이론과 실험을 병행할 수 있는 수업과 간단하고 안전한 개별실험을 선호한다. 따라서 화학 교수ㆍ학습 방법의 하나로서 SSC를 도입함으로써 학생들의 이해를 도울 수 있을 것이다. 교사는 보다 다양한 학습주제에 대해서 SSC 실험방법을 개발하여 수업시간에 활용할 필요가 있다고 생각된다.