중학교 1학년 학생들의 인지수준과 과학 교과 내용의 인지요구도 수준과의 관계 분석

Abstract

The demanded cognitive levels of chemistry contents in middle school science 1 textbooks were analyzed based upon CAT(Curriculum Analysis Taxonomy) Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ from CSMS(Concept in Secondary Mathematics and Science) program in Great Britain. The levels of cognitive development stages of 1st year middle school students were analyzed using GALT Short Version test. Then comperative study between the demanded cognitive levels of those students have been used to develope the more effective science class stratagy. the results of the study are summarized as follows: First, the formal operational stages of 1st year middle school students are only 13.0% while the transition and concrete operational stages of those students are 44.4% and 41.7%. Second, the six cognitive skills of GALT are correlational reasoning controlling variables, conservation reasoning, proportional reasoning, probabilistic reasoning and combinational reasoning. The formation percent of each cognitive skills in 1st year middle school students are 13.4%, 34.2%, 39.4%, 40.9%, 48.4%, and 66.7% respectively. Third, the demanded levels of the early formal operational stages of chemistry contents on middle science 1 textbooks are mainly melting point and boiling point, density, volume measurement, solubility, pure substance and mixture. the rest of related chemisty contents demand mostly the late concrete operational stages. Fourth, the class stratage of density based upon the results of this study has been developed to show methods and processes in detail.;본 연구의 목적은 제 6차 교육과정에 의한 중학교 1학년 과학 교과 중 화학 관련 내용의 인지요구도 수준과 중학교 학생들의 인지 수준을 비교 분석하고, 그 결과를 토대로 학생들의 인지요구도 수준보다 상위 수준의 사고를 요구하는 화학 내용을 보다 효과적으로 가르치기 위한 학습 전략의 한 방법으로 CAT 분류틀(Curriculum Analysis Taxonomy)을 이용하는 방안을 제시하고자 한다. 학생들의 인지 수준은 미국 Georgia 대학의 Roadrangka 등이 개발한 GALT(Group Assessment of Logical Thinking) 검사지를 사용하여 조사하였고, 교과서 내용이 요구하는 인지요구도 수준을 분석하기 위해서는 영국의 CSMS (Concept in Secondary Mathematics and Science) 프로그램에 의해 개발된 CAT 의 3가지 분류틀을 사용하였다. 검사 대상은 서울 지역의 중학교 1학년 학생들이었으며, 현재 사용되고 있는 8종 교과서 내용 중 화학 분야에 포함되어 있는 개념들을 추출하여 분석하였다. 또한 학생들의 인지 수준과 교과서에 서술된 화학 내용의 인지요구도 수준을 비교하여 학생들이 어려워하는 개념에 대한 수업 방안을 제시하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 중학교 1학년 학생들의 인지 발달 수준은 Piaget 이론에서 예상할 수 있는 것과는 달리 형식적 조작 수준의 학생들은 13.9% 정도이고, 대부분이 과도기 및 구체적 조작 수준으로 각각 44.4%, 41.7%로 분석되었다. 2. 중학교 1학년 학생들의 논리 유형별 형성 정도를 보면 변인 통제 논리, 보존 논리, 비례 논리, 확률 논리의 형성율은 남녀 전체의 경우 각각 34.2%, 39.4%, 40.9%, 리고 48.4% 인데 비해 조합 논리의 경우 66.7%로 매우 높게 나타났으며, 상관 논리는 13.4%로 매우 저조하다. 3. 중학교 과학 교과서의 화학 내용에 관한 주요 개념들의 인지요구도 수준은 CAT의 세 가지 분류틀을 이용하여 손쉽게 판정할 수 있었다. 4. 중학교 1학년 교과서의 주요 개념들 중에서 초기 형식적 조작 수준(3A)을 요구하는 개념들은 녹는점과 끓는점, 밀도, 부피 측정, 용해, 순물질과 혼합물 등으로 나타났다. 나머지 개념들은 출판사에 따라 약간의 차이가 있으나 대체로 구체적 조작 수준을 요구하는 것으로 분석되었다. 5. 4종의 중학교_1학년 과학 교과서의 화학 내용이 요구하는 인지요구도 수준은 교과서별로 큰 차이가 없이 비슷한 수준으로 서술되어 있음을 알 수 있었다. 6. 학생들의 인지 수준과 교과서 내용의 인지요구도 수준을 비교 분석한 결과 종합하면 다음과 같다. 첫째, 교과서 내용 중 학생들의 인지 수준보다 더 높은 수준으로 서술되어 있는 개념들이 어떤 것인지를 상세하게 알 수 있었다. 둘째, 개념들을 이해하는데 요구되는 논리 유형 또는 인지 수준과 그 내용을 학습하는 학습자들의 인지 수준을 각 개념에 대해 구체적으로 비교할 수 있었다. 셋째, 각 개념들의 인지요구도 수준 분석 결과는 학생들의 인지 수준을 고려한 실제 수업 전략을 작성하는데 구체적인 좋은 자료가 될 수 있을 것이다.