초등·중학생을 위한 과학적 상상력 측정도구의 개발 및 적용

Abstract

상상력은 학습을 즐겁게 하며, 학습 과정에서 의미를 재구성하고 내용을 재평가할 수 있도록 한다. 이러한 상상력의 교육적 가치로 인해 상상력은 교육에 있어서 반드시 필요한 활동으로 간주되어 왔다(Nadaner, 1988; Egan, 1992). 이에 최근 과학교육에서도 상상력의 활용에 대한 중요성이 강조되고 있으며(Hadzigeorgiou, 2000; 이우붕 외, 2003), 이를 위해 우선적으로 과학적 상상력의 정의와 특성에 대한 탐색에 대한 필요성이 제기되었다. 이에 본 연구에서는 상상력에 관한 이론과 기존의 연구들을 바탕으로 과학적 상상력의 특성과 요소를 탐색하여 과학적 상상력을 일반적 상상력과 구별하여 새롭게 정의하였다. 이를 바탕으로 초 · 중등학생을 위한 과학적 상상력의 측정도구를 개발하고 적용하여 학생들의 과학적 상상력의 특성을 살펴봄으로써 과학적 상상력의 교육적 가치에 대한 이해의 기초를 마련하고자 하였다. 문헌 연구를 바탕으로 과학적 상상력을 “과학 개념 혹은 과학적 현상에 대한 이해와 과거의 경험 및 과학적 지식을 바탕으로 문제를 해결하거나 새로운 것을 만들어내기 위하여 창의적으로 사고할 수 있는 능력”으로 정의하고, 과학적 상상력의 특성을 드러낼 수 있는 과학적 상상력의 요소를 설정하였다. 설정된 과학적 상상력의 요소를 바탕으로 측정도구 문항을 개발한 뒤 예비 검사와 본 검사를 실시하여 두 번의 수정작업을 거쳐 최종적으로 과학적 상상력의 요소를 설정했다. 과학적 상상력은 과학적 감성성, 과학적 창의성의 영역으로 나뉘고 과학적 현실감과 부적 관련이 있으며, 총 7개의 하위영역을 가진다. 과학적 감성성은 ‘정서적 이해’, ‘상상경험’, ‘서사적 이해’를, 과학적 창의성은 ‘독창성’, ‘지적 열정’, ‘과학적 심상’, ‘창조 및 재생산’을 하위요소로서 포함하고 있다. 과학적 상상력과 과학적 감성성, 과학적 창의성의 상관계수는 각각 차례대로 0.852, 0.890 (p<0.01)로 나타났다. 과학적 상상력의 측정도구는 예비 검사와 본 검사를 실시해 두 번의 문항 수정 작업을 거쳐 개발되었으며, 총 30개의 문항으로 구성되었다. 측정도구의 신뢰도는 Cronbach α = 0.862 이고, 요인분석 결과 30개의 문항이 자신의 영역에 알맞게 부하되었다. 개발된 측정도구를 초 · 중등학생에게 적용(초등학생 393, 중학생 371)하여 성별에 따른 비교, 학교급에 따른 비교한 결과 남학생은 과학적 감성성이 상대적으로 낮은 반면 여학생은 과학적 창의성이 상대적으로 낮았으며, 중학생은 초등학생에 비해 ‘과학적 현실감’ 영역을 제외한 모든 영역에서 낮았다(p<0.01). 이상의 결과를 바탕으로 본 연구에서는 개발된 과학적 상상력의 요소와 측정도구가 앞으로 과학교육에서 과학적 상상력의 활용을 위한 기반자료로 이용될 수 있다고 보며, 이를 통해 과학교육에서 과학적 상상력이 가지는 교육적 가치와 과학적 상상력을 활용하는 방안에 대하여 많은 논의가 실현될 수 있기를 기대한다. 본 연구는 지금까지 과학적 상상력의 정의와 그 특성에 대한 논의가 거의 이루어지지 않은 상황에서 이론적 탐색을 바탕으로 과학적 상상력을 일반적인 상상력과 구별하여 정의하고 그 특성을 탐색하여, 과학교육에서의 과학적 상상력의 활용을 위한 기반을 마련하고자 하였다는 데에 그 의의가 있다. 또한 개발된 측정도구를 통해 학생들의 과학적 상상력에 대한 이해를 도울 수 있다는 점에 의의를 지닌다고 볼 수 있다.;The purposes of this study were to identify the components of scientific imagination and to describe the scales of scientific imagination for Korean elementary and junior school students. To accomplish these goals, the Measurement of Scientific Imagination(MSI) was developed to measure scientific imagination. A total of 782 elementary and junior school students were randomly chosen and participated in the questionnaires. Based on literature review, scientific imagination is defined as "a creative thinking process, required to produce new things or solve problems, using the scientific knowledge and the past experiences." Scientific imagination consists of three domains. The domain of Romance includes 'Affective understanding' 'Experience about imagination' 'Narrative understanding', while that of Creativity contains 'Originality' 'Passion' 'Scientific imaginary'. Finally there is the domain of Scientific sense of reality. MSI is composed of thirty items to measure the scientific imagination. Factor analysis was conducted to check structural validity. An independent sample t-test was conducted to examine whether any interaction existed between genders, also between elementary and junior school students. A statically significant and positive relationship was found among Romance, Creativity and Productivity domain, which means that as emotional understanding increases, creativity increases and so does productivity. This result confirmed the importance of emotion in scientific imagination which has almost been absolutely ignored. The results of t-test revealed that male students showed lower romance and higher creativity and productivity than female students. These reminded science teachers also that they should be considering the emotional part of students importantly. Scientific imagination would be a effective source for creative science curriculums. Science teachers need to understand the importance of scientific imagination to develop students' creative learning, and should design special curriculums which are helpful to enhance students' imagination based on the characteristics of scientific imagination.