개념도 활용 학습이 고등학교 3학년 학생들의 화학 개념 형성에 미치는 영향

Abstract

화학Ⅱ에서 제시하고 있는 목표는 크게 인지적 영역, 탐구 능력 영역, 정의적 영역, 과학·기술·사회와의 관계 영역으로 나눠진다. 이중 인지적 영역의 목표는 탐구 활동을 통하여 화학의 기본 개념을 체계적으로 이해하고, 자연 현상을 설명하는 데 이를 적용하는 것이다. 즉, 화학자들의 끊임없는 연구를 통해 얻어진 수많은 화학의 기본 개념을 정확히 이해하는 것 뿐 아니라, 개념들 간의 체계적이고 유기적인 관계를 통해 하나 하나의 개념을 파악하는 것 역시 중요한 것이다. 이렇게 체계적이며 유기적인 관계 속에서 개념을 이해하고 이를 자연 현상이나 실생활에서 접하게 되는 문제를 해결하고 설명하는 데 사용할 수 있어야 한다. 그러나 학교 현장의 학생들은 화학Ⅱ의 수많은 개념을 무작위적인 목록으로 기억하고 있고 이를 시험 문제를 푸는 데에만 집중하고 있다. 따라서 거대한 학습량에 힘겨워하고 있고 불안정한 개념으로 문제를 해결하려다보니 성취도는 낮아지는 결과를 빚고 있다. 더불어 화학에 대한 흥미마저 잃고 있다. 이러한 현실을 극복하고 화학Ⅱ의 인지적 영역의 목표를 올바로 실현하기 위하여 화학Ⅱ의 여러 개념들을 체계적으로 학습하고 인지구조 속에 유의미하게 조직할 수 있는 교수-학습 방법이 강조되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 학생들이 화학Ⅱ의 수많은 개념들을 체계적이고 유기적인 관계 속에서 이해하고 이를 인지구조 속에 유의미하게 조직할 수 있는 교수-학습 전략으로 Novak의 개념도를 선택하였고 이를 교수-학습 과정 속에 적용한 후 학생들의 화학 개념 형성과 과학에 대한 태도 변화에 미치는 영향을 알아보았다. 또한 성취수준을 Gagne의 학습된 능력 중 지적 기능의 변별, 구체적 개념, 정의된 개념, 규칙 영역으로 나누어 개념도 활용 수업을 받은 집단과 강의식 수업을 받은 집단이 각 영역에서 화학 개념을 형성함에 있어 유의미한 차이를 보이는 지 알아보고자 하였다. 연구 대상은 경기도 소재 인문계 고등학교 3학년 자연계열 학생 124명으로 개념도 활용 수업을 받는 집단과 강의식 수업을 받는 집단으로 나뉘어 화학Ⅱ 교수-학습 활동을 하였다. 연구 단원은 물질의 상태와 용액 단원 18차시, 물질의 구조 단원 17차시였다. 개념도 활용 수업을 받은 집단은 소단원 수업 후 개념도를 작성하여 개념을 정리하였고, 중단원을 마친 후엔 중단원 전체에 대한 개념도를 작성하여 개념을 총괄적으로 정리하였다. 강의식 수업을 받은 집단은 소단원 수업 후 요약 설명을 통하여 개념을 정리하였고, 중단원을 마친 후엔 중단원 전체 단원에 대한 요약 설명을 통하여 개념을 총괄적으로 정리하였다. 수업 처치 전과 후에 물질의 상태와 용액 단원과 물질의 구조 단원에 관련된 화학 개념 형성 정도를 알아보기 위하여 사전·사후검사를 실시하였고 이를 SPSS통계 프로그램을 이용하여 공분산분석을 하였다. 그리고 수업 처치 전과 후에 과학에 대한 태도 변화를 알아보기 위한 사전․사후검사를 실시하였고 이를 SPSS통계 프로그램을 이용하여 공분산분석을 하였다. 마지막으로 개념도 활용 수업을 받은 집단의 개념도 사용 소감지를 SPSS통계 프로그램을 이용하여 빈도 분석을 하였다. 이 연구를 통하여 얻은 결과는 다음과 같다. 첫째, 개념도 활용 수업을 받은 집단은 강의식 수업을 받은 집단보다 사후검사에서 통계적으로 유의미하게 높은 성취도 점수를 획득함으로써 개념도 활용 수업이 화학 개념 형성에 효과적임을 보여준다. 둘째, 개념도 활용 수업을 받은 집단은 과학에 대한 태도 사전·사후검사에서 전체 영역에서는 강의식 수업을 받은 집단과 유의미한 차이를 보이지 않았지만, 7개 하부 영역 중 3개 하부 영역인 과학의 사회적 의미 영역, 과학 수업의 즐거움 영역, 과학 관련 직업 선호 영역에서 통계적으로 유의미하게 높은 점수를 획득함으로써 위 영역의 태도 변화에 효과적임을 보여준다. 셋째, 개념도 활용 수업을 받은 집단의 개념도 사용 설문지를 빈도 분석한 결과 개념도 활용 수업에 대한 학생들의 선호도와 학생들이 생각하는 개념도 사용의 효과 영역에서 긍정적인 반응을 보였다.;The purpose of this study is to investigate how the concept mapping affects on making up the chemistry concept of high school seniors. 124 students in the senior grade of high school in Gyeonggido were selected to accomplish this study. Two experimental groups were divided to carry out this study with different kinds of instructions. GroupⅠwas with the traditional teaching method, Group Ⅱ with the concept mapping. Students of all groups had pre and post achievement test on the chemistry concept and the attitude on the sciences. The groupⅡ answered the questions about using the concept mapping. Students of all groups were surveyed by learning high school chemistry unit related to the states and the formation of matter for roughly 35 hours. The result of achievement and attitude test with ANCOVA was gotten by using SPSS statistic program. The question of using the concept mapping with freqency analysis was also by using SPSS statistic program. The result of this study can be summarized as follows. 1. The concept mapping group demonstrated more meaningful accomplishment in making up the chemistry concept than the only lecture group did. 2. Though there was no seriously meaningful difference between the concept mapping group and the traditional teaching one in the pre and post tests on the science attitudes on the whole, the two groups reveal the meaningful difference in the three subareas among the seven ones. 3. The result in the frequency analysis on using the questionaire of the concept mapping group shows the positive response in the effect area of the preference on the concept mapping and the concept using of the students.