2015 개정 교육과정은 과학 교육을 통해 현대 사회를 살아가기 위해 사회 구성원으로서 갖추어야 하는 과학적 소양의 함양 및 개인과 사회의 요구를 반영하는 성장이 가능한 다면적 핵심 역량의 함양을 강조하고 있다. 특히 사회 속에서도 주체성을 가지고 상호 의존성에 적응할 수 있는 자세를 통해 능동적인 구성원으로서의 성장이 이루어져야 한다. 학교 교육을 통해 과학적 탐구 능력, 과학적 사고력, 과학적 문제해결력, 과학적 참여 및 평생 학습 능력과 과학적 의사소통 능력이라는 핵심 역량을 갖추도록 지도해야 한다.
특히 2015 개정 교육과정에서 고등학교의 공통 과목으로 신설된 통합과학의 경우 단순한 자연현상에 대한 이해뿐만 아니라 자연 및 인간의 관계를 통합적으로 이해하고 사회 문제에 대해 합리적으로 판단하기 위해 과학적 소양의 함양을 중시한다. 이를 위해 교사는 단순한 지식을 전달하는 역할에서 벗어나 학생들과 소통하고 정의적 영역에서의 성장을 높일 수 있는 수업을 제공해야 한다.
통합과학은 이러한 과학적 소양 함양의 중요성에 대한 강조뿐만 아니라 학생 참여형 수업의 활성화를 요구하고 있다. 교과 특성에 맞는 다양한 학생 참여형 수업을 활성화하여 ...
2015 개정 교육과정은 과학 교육을 통해 현대 사회를 살아가기 위해 사회 구성원으로서 갖추어야 하는 과학적 소양의 함양 및 개인과 사회의 요구를 반영하는 성장이 가능한 다면적 핵심 역량의 함양을 강조하고 있다. 특히 사회 속에서도 주체성을 가지고 상호 의존성에 적응할 수 있는 자세를 통해 능동적인 구성원으로서의 성장이 이루어져야 한다. 학교 교육을 통해 과학적 탐구 능력, 과학적 사고력, 과학적 문제해결력, 과학적 참여 및 평생 학습 능력과 과학적 의사소통 능력이라는 핵심 역량을 갖추도록 지도해야 한다.
특히 2015 개정 교육과정에서 고등학교의 공통 과목으로 신설된 통합과학의 경우 단순한 자연현상에 대한 이해뿐만 아니라 자연 및 인간의 관계를 통합적으로 이해하고 사회 문제에 대해 합리적으로 판단하기 위해 과학적 소양의 함양을 중시한다. 이를 위해 교사는 단순한 지식을 전달하는 역할에서 벗어나 학생들과 소통하고 정의적 영역에서의 성장을 높일 수 있는 수업을 제공해야 한다.
통합과학은 이러한 과학적 소양 함양의 중요성에 대한 강조뿐만 아니라 학생 참여형 수업의 활성화를 요구하고 있다. 교과 특성에 맞는 다양한 학생 참여형 수업을 활성화하여 자기 주도적 학습 능력의 성장과 학습의 즐거움을 제공해야 하는 것이다. 이를 위해 교사는 교육 내용을 다양하게 재구성하고 프로젝트 및 실험 활동을 수업 현장에서 적극적으로 활용해야 한다.
소집단에서 구성원끼리 탐구와 토론의 과정을 통해 능동적으로 학생들의 참여를 이끌어내는 수업 기술인 협동학습은 사회적 상호작용을 통해 개념을 재구성하거나 새롭게 형성하도록 한다. 이를 통해 집단의 목표를 위한 긍정적인 상호 소통과 개인의 의무 및 책임을 이해하고, 나아가 개개인의 능력이 다소 부족하더라도 집단의 성공 기회를 경험하게 한다. 협동 학습은 조별학습(Team learning), 학생 집단 성취 모형(STAD), 집단 보조 개별 학습(TAI), 직소(Jigsaw)형이 존재한다.
기존의 과학 활동형 수업의 경우 소집단 내에서 구성원이 집단의 성취에 무임 승차하는 경우가 많아 부익부 빈익빈 현상, 무임 승객 효과, 봉 효과와 같이 학업 성취도가 높은 소수 학생의 부담감을 높이고 그렇지 않은 다수의 학생을 방관자로 만드는 부정적인 효과가 대두되었다. 또한 수업 활동 중 교사의 지속적인 관찰이 요구되지 않고 활동 이후 학생이 제출한 단순한 결과물을 가지고 단편적인 평가를 진행한다는 문제점이 존재하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 모둠원들 간의 주체적인 참여가 필요한 직소형 수업을 적극적으로 활용해야 한다.
직소형 모형은 크게 4가지 구분된다. 직소 Ⅰ 형은 5개 내외의 이질적 집단을 구성하여 교사가 재구성한 과제를 개인별로 분담한다. 여러 집단 중 같은 소주제를 맡은 학생들은 전문가 집단을 형성하여 활동을 진행하고, 모집단으로 돌아가 각 주제에 대해 전문가 학생들이 교사의 역할을 수행한다. 모집단에서의 전체적인 학습 이후에는 개인별 평가를 진행한다. 직소 Ⅱ형은 위의 직소 Ⅰ형이 집단 목표 및 균등한 성공 기회를 제공하지 않는다는 단점을 보완하기 위해 소집단 평가를 진행한다. 다른 소집단 간의 경쟁을 바탕으로 공동 목표 및 기회의 균등을 강화시키고 집단에 기여할 수 있는 개인의 성공 기회를 증대한다. 직소 Ⅲ형은 직소 Ⅱ형과 유사하나 모집단 활동 이후 충분한 학습 기회를 제공한 다음 평가를 진행한다는 차이가 존재한다. 이는 학업 성취도가 낮은 학생들에게 최대한의 성적 형상 기회를 제공한다. 직소 Ⅳ형은 전문가 활동 이후 전문가 내용에 대한 평가와 모집단 활동 이후 전체 학습을 추가하여 탐구 방향성을 잃지 않도록 조정하였으며, 모든 활동 이후 재교수 단계를 추가하여 개인별 보강을 가능하게 한다.
이와 같은 직소형 수업은 학생들의 발표력 및 의사소통 능력을 향상시킨다. 또한 이질적인 팀 구성을 바탕으로 자신과 특성이 다른 학생들과 함께 공통의 목표를 효과적으로 성취하기 위한 역량을 학습할 수 있으며 작업 분담 구조를 통해 공동체 역량 및 책임 의식을 형성시킨다. 3가지의 유형 중 실제 학교 현장의 시간적 한계에서 별도의 학습 시간 및 재교수 학습 기회를 제외하고 직소형 수업이 가지는 장점과 학습 동기를 최대화 할 수 있는 직소 Ⅱ형이 가장 적합하다고 보여진다.
통합과학의 경우 크게 1. 물질의 규칙성, 2. 시스템과 상호작용, 3. 변화와 다양성, 4. 환경과 에너지 단원으로 구분할 수 있다. 각 단원에 적합한 수업 방식을 선정하기 위해 과학의 본성 비율로 분석하였으며 과학을 어떠한 관점으로 접근하고 해석할 것인지 그 방향성을 제공하는 방법을 통해 과학의 정의적 영역을 살펴볼 수 있다. 직소형 수업을 이용하는 경우 협동 학습 과정에서의 의사소통 능력 활용, 문제에 대한 다양한 정보 탐색 능력, 복합적 사고와 융합적 관점 함양 등의 정의적 영역 및 과학과 핵심 역량을 성장시킬 수 있으므로 각 단원 중 과학과 기술 및 사회의 상호작용 본성, 과학적 사고 본성이 낮은 2. 시스템의 상호작용 단원을 선정하였다.
나아가 해당 대단원 중 ‘02. 생명체 구성 물질의 형성’ 단원은 지각과 생명체를 구성하는 다양한 원소, 탄소 화합물, 생명체를 구성하는 기본 단위체 개념을 포함하고 있어 전문가 집단을 분배하기 적절하다.
해당 단원을 3차시의 수업으로 구성하였다. 1차시의 경우 지각과 생명체의 구성 성분에 대해 모둠별로 조사하도록 하여 직소형 수업을 본격적으로 진행할 2, 3차시 수업 이전에 모둠 활동에 대한 경험을 제공하게 하였다. 전통적인 직소형 수업에서 교사가 전체 단원에 대한 자료를 제공하는 방식 대신 모둠별 진행 및 발표 수업을 계획하여 직소 Ⅱ형 수업의 단점인 부족한 상호 의존성을 보완하고자 하였다. 2차시의 경우 본격적인 직소형 수업 방식을 활용하였다. 모둠별로 구성 후 지각의 구성 물질, 생명체의 구성 물질, 탄소화합물의 화학적 구성 중 희망하는 주제를 선정하도록 하고 3가지의 전문가 집단을 구성하게 한다. 전문가 집단 활동 시, 교사는 피드백을 통해 전문가 집단 학생들이 그 방향성을 잃지 않도록 유의해야 한다. 2차시 수업 마무리에는 창의성을 활용한 마인드맵을 제작하도록 하여 학생들이 새롭게 학습한 개념을 체계화하고 이 과정에서 메타인지적 성장까지 기대한다. 3차시 수업은 2차시에 작성한 마인드맵을 발표하여 각 모집단에서 놓친 개념이 있는 경우 학습할 수 있는 기회를 제공한다. 또한 교사의 전체적인 피드백을 통해 해당 단원에서 필수적으로 학습해야 하는 개념을 이해하도록 구성하였다. 수업 이후 개별 평가를 통해 집단 보상을 제공하고 이를 통해 구성원들 간 긍정적인 상호 의존성과 개별 책무성을 높였다.
이러한 직소형 방식을 활용한 수업 구성은 하나의 주제에 대해 학생들이 자유로운 방식으로 과학 탐구 활동을 수행하고, 이를 통해 열린 사고로 재해석하는 능력을 성장시킨다. 나아가 모집단 내에서의 티칭 활동 이후 마인드맵이라는 창의성을 활용한 결과물을 만들어내는 과정에서 과학 분야를 융합하고 새로운 가치를 창출하는 경험을 가지게 된다. 특히 코로나 팬더믹을 거치면서 의사소통 경험이 부족한 학생들에게 서로가 서로에게 전문가가 되어 지식을 가르치는 활동은 과학적 의사소통 능력의 향상이라는 긍정적 효과로 작용한다. 또한 학생들은 전문가 집단을 선택하는 과정에서 자신의 흥미 분야를 선정하여 과학적 지식을 바탕으로 진로 및 진학에 대한 지식을 확장할 수 있다. 마지막으로 여러 영역의 지식을 연결하는 활동을 통해 미래 시민으로서 과학에 대한 흥미를 가지고 문제를 해결하는 경험을 하게 한다.
단, 학교 현장 상황에 따라 인터넷 사용 가능 기기 활용이 어려울 수 있으며, 전문가 집단 활동에서 방향성을 잃지 않기 위해 교사의 지속적인 관심과 피드백이 요구된다. 그러나 이는 대체 가능하며, 교사의 동일한 투자 대비 직소형 수업은 학생들의 발전과 성장이 크다.
따라서 직소형 수업 방식의 활용을 통해 2015 개정 교육과정에서 강조하고 있는 과학과의 핵심 역량 성장과 정의적 영역에서의 활용 그리고 미래 시민으로서의 성장을 기대할 수 있다. 해당 논문은 통합과학 교육을 현장에서 지도하는 교사들에게 직소형 방식으로서의 수업 구성에 대한 방향성을 제공하고자 한다.
2015 개정 교육과정은 과학 교육을 통해 현대 사회를 살아가기 위해 사회 구성원으로서 갖추어야 하는 과학적 소양의 함양 및 개인과 사회의 요구를 반영하는 성장이 가능한 다면적 핵심 역량의 함양을 강조하고 있다. 특히 사회 속에서도 주체성을 가지고 상호 의존성에 적응할 수 있는 자세를 통해 능동적인 구성원으로서의 성장이 이루어져야 한다. 학교 교육을 통해 과학적 탐구 능력, 과학적 사고력, 과학적 문제해결력, 과학적 참여 및 평생 학습 능력과 과학적 의사소통 능력이라는 핵심 역량을 갖추도록 지도해야 한다.
특히 2015 개정 교육과정에서 고등학교의 공통 과목으로 신설된 통합과학의 경우 단순한 자연현상에 대한 이해뿐만 아니라 자연 및 인간의 관계를 통합적으로 이해하고 사회 문제에 대해 합리적으로 판단하기 위해 과학적 소양의 함양을 중시한다. 이를 위해 교사는 단순한 지식을 전달하는 역할에서 벗어나 학생들과 소통하고 정의적 영역에서의 성장을 높일 수 있는 수업을 제공해야 한다.
통합과학은 이러한 과학적 소양 함양의 중요성에 대한 강조뿐만 아니라 학생 참여형 수업의 활성화를 요구하고 있다. 교과 특성에 맞는 다양한 학생 참여형 수업을 활성화하여 자기 주도적 학습 능력의 성장과 학습의 즐거움을 제공해야 하는 것이다. 이를 위해 교사는 교육 내용을 다양하게 재구성하고 프로젝트 및 실험 활동을 수업 현장에서 적극적으로 활용해야 한다.
소집단에서 구성원끼리 탐구와 토론의 과정을 통해 능동적으로 학생들의 참여를 이끌어내는 수업 기술인 협동학습은 사회적 상호작용을 통해 개념을 재구성하거나 새롭게 형성하도록 한다. 이를 통해 집단의 목표를 위한 긍정적인 상호 소통과 개인의 의무 및 책임을 이해하고, 나아가 개개인의 능력이 다소 부족하더라도 집단의 성공 기회를 경험하게 한다. 협동 학습은 조별학습(Team learning), 학생 집단 성취 모형(STAD), 집단 보조 개별 학습(TAI), 직소(Jigsaw)형이 존재한다.
기존의 과학 활동형 수업의 경우 소집단 내에서 구성원이 집단의 성취에 무임 승차하는 경우가 많아 부익부 빈익빈 현상, 무임 승객 효과, 봉 효과와 같이 학업 성취도가 높은 소수 학생의 부담감을 높이고 그렇지 않은 다수의 학생을 방관자로 만드는 부정적인 효과가 대두되었다. 또한 수업 활동 중 교사의 지속적인 관찰이 요구되지 않고 활동 이후 학생이 제출한 단순한 결과물을 가지고 단편적인 평가를 진행한다는 문제점이 존재하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 모둠원들 간의 주체적인 참여가 필요한 직소형 수업을 적극적으로 활용해야 한다.
직소형 모형은 크게 4가지 구분된다. 직소 Ⅰ 형은 5개 내외의 이질적 집단을 구성하여 교사가 재구성한 과제를 개인별로 분담한다. 여러 집단 중 같은 소주제를 맡은 학생들은 전문가 집단을 형성하여 활동을 진행하고, 모집단으로 돌아가 각 주제에 대해 전문가 학생들이 교사의 역할을 수행한다. 모집단에서의 전체적인 학습 이후에는 개인별 평가를 진행한다. 직소 Ⅱ형은 위의 직소 Ⅰ형이 집단 목표 및 균등한 성공 기회를 제공하지 않는다는 단점을 보완하기 위해 소집단 평가를 진행한다. 다른 소집단 간의 경쟁을 바탕으로 공동 목표 및 기회의 균등을 강화시키고 집단에 기여할 수 있는 개인의 성공 기회를 증대한다. 직소 Ⅲ형은 직소 Ⅱ형과 유사하나 모집단 활동 이후 충분한 학습 기회를 제공한 다음 평가를 진행한다는 차이가 존재한다. 이는 학업 성취도가 낮은 학생들에게 최대한의 성적 형상 기회를 제공한다. 직소 Ⅳ형은 전문가 활동 이후 전문가 내용에 대한 평가와 모집단 활동 이후 전체 학습을 추가하여 탐구 방향성을 잃지 않도록 조정하였으며, 모든 활동 이후 재교수 단계를 추가하여 개인별 보강을 가능하게 한다.
이와 같은 직소형 수업은 학생들의 발표력 및 의사소통 능력을 향상시킨다. 또한 이질적인 팀 구성을 바탕으로 자신과 특성이 다른 학생들과 함께 공통의 목표를 효과적으로 성취하기 위한 역량을 학습할 수 있으며 작업 분담 구조를 통해 공동체 역량 및 책임 의식을 형성시킨다. 3가지의 유형 중 실제 학교 현장의 시간적 한계에서 별도의 학습 시간 및 재교수 학습 기회를 제외하고 직소형 수업이 가지는 장점과 학습 동기를 최대화 할 수 있는 직소 Ⅱ형이 가장 적합하다고 보여진다.
통합과학의 경우 크게 1. 물질의 규칙성, 2. 시스템과 상호작용, 3. 변화와 다양성, 4. 환경과 에너지 단원으로 구분할 수 있다. 각 단원에 적합한 수업 방식을 선정하기 위해 과학의 본성 비율로 분석하였으며 과학을 어떠한 관점으로 접근하고 해석할 것인지 그 방향성을 제공하는 방법을 통해 과학의 정의적 영역을 살펴볼 수 있다. 직소형 수업을 이용하는 경우 협동 학습 과정에서의 의사소통 능력 활용, 문제에 대한 다양한 정보 탐색 능력, 복합적 사고와 융합적 관점 함양 등의 정의적 영역 및 과학과 핵심 역량을 성장시킬 수 있으므로 각 단원 중 과학과 기술 및 사회의 상호작용 본성, 과학적 사고 본성이 낮은 2. 시스템의 상호작용 단원을 선정하였다.
나아가 해당 대단원 중 ‘02. 생명체 구성 물질의 형성’ 단원은 지각과 생명체를 구성하는 다양한 원소, 탄소 화합물, 생명체를 구성하는 기본 단위체 개념을 포함하고 있어 전문가 집단을 분배하기 적절하다.
해당 단원을 3차시의 수업으로 구성하였다. 1차시의 경우 지각과 생명체의 구성 성분에 대해 모둠별로 조사하도록 하여 직소형 수업을 본격적으로 진행할 2, 3차시 수업 이전에 모둠 활동에 대한 경험을 제공하게 하였다. 전통적인 직소형 수업에서 교사가 전체 단원에 대한 자료를 제공하는 방식 대신 모둠별 진행 및 발표 수업을 계획하여 직소 Ⅱ형 수업의 단점인 부족한 상호 의존성을 보완하고자 하였다. 2차시의 경우 본격적인 직소형 수업 방식을 활용하였다. 모둠별로 구성 후 지각의 구성 물질, 생명체의 구성 물질, 탄소화합물의 화학적 구성 중 희망하는 주제를 선정하도록 하고 3가지의 전문가 집단을 구성하게 한다. 전문가 집단 활동 시, 교사는 피드백을 통해 전문가 집단 학생들이 그 방향성을 잃지 않도록 유의해야 한다. 2차시 수업 마무리에는 창의성을 활용한 마인드맵을 제작하도록 하여 학생들이 새롭게 학습한 개념을 체계화하고 이 과정에서 메타인지적 성장까지 기대한다. 3차시 수업은 2차시에 작성한 마인드맵을 발표하여 각 모집단에서 놓친 개념이 있는 경우 학습할 수 있는 기회를 제공한다. 또한 교사의 전체적인 피드백을 통해 해당 단원에서 필수적으로 학습해야 하는 개념을 이해하도록 구성하였다. 수업 이후 개별 평가를 통해 집단 보상을 제공하고 이를 통해 구성원들 간 긍정적인 상호 의존성과 개별 책무성을 높였다.
이러한 직소형 방식을 활용한 수업 구성은 하나의 주제에 대해 학생들이 자유로운 방식으로 과학 탐구 활동을 수행하고, 이를 통해 열린 사고로 재해석하는 능력을 성장시킨다. 나아가 모집단 내에서의 티칭 활동 이후 마인드맵이라는 창의성을 활용한 결과물을 만들어내는 과정에서 과학 분야를 융합하고 새로운 가치를 창출하는 경험을 가지게 된다. 특히 코로나 팬더믹을 거치면서 의사소통 경험이 부족한 학생들에게 서로가 서로에게 전문가가 되어 지식을 가르치는 활동은 과학적 의사소통 능력의 향상이라는 긍정적 효과로 작용한다. 또한 학생들은 전문가 집단을 선택하는 과정에서 자신의 흥미 분야를 선정하여 과학적 지식을 바탕으로 진로 및 진학에 대한 지식을 확장할 수 있다. 마지막으로 여러 영역의 지식을 연결하는 활동을 통해 미래 시민으로서 과학에 대한 흥미를 가지고 문제를 해결하는 경험을 하게 한다.
단, 학교 현장 상황에 따라 인터넷 사용 가능 기기 활용이 어려울 수 있으며, 전문가 집단 활동에서 방향성을 잃지 않기 위해 교사의 지속적인 관심과 피드백이 요구된다. 그러나 이는 대체 가능하며, 교사의 동일한 투자 대비 직소형 수업은 학생들의 발전과 성장이 크다.
따라서 직소형 수업 방식의 활용을 통해 2015 개정 교육과정에서 강조하고 있는 과학과의 핵심 역량 성장과 정의적 영역에서의 활용 그리고 미래 시민으로서의 성장을 기대할 수 있다. 해당 논문은 통합과학 교육을 현장에서 지도하는 교사들에게 직소형 방식으로서의 수업 구성에 대한 방향성을 제공하고자 한다.
The revised curriculum of 2015 emphasizes the cultivation of scientific literacy necessary for individuals to live in modern society and the development of versatile core competencies that reflect the needs of both individuals and society. It underscores the growth that is possible through the acqui...
The revised curriculum of 2015 emphasizes the cultivation of scientific literacy necessary for individuals to live in modern society and the development of versatile core competencies that reflect the needs of both individuals and society. It underscores the growth that is possible through the acquisition of scientific knowledge, fostering an adaptive attitude towards interdependence within society, and actively evolving into responsible members of the community. Particularly, it is essential to guide students in acquiring key competencies such as scientific inquiry skills, scientific reasoning, scientific problem-solving abilities, scientific participation and lifelong learning skills, and scientific communication skills through school education.
Especially in the case of Integrated Science, introduced as a common subject in high schools as part of the revised curriculum in 2015, the emphasis goes beyond a mere understanding of natural phenomena. It underscores the cultivation of scientific literacy to comprehensively understand the relationship between nature and humanity and to make rational judgments on societal issues. To achieve this, teachers need to move beyond the role of simple knowledge transmission and provide lessons that facilitate communication with students, promoting growth in the ethical domain.
Integrated Science not only emphasizes the importance of cultivating scientific literacy but also demands the activation of student-participatory teaching methods. It requires the promotion of diverse student-engagement activities tailored to the characteristics of the curriculum, fostering self-directed learning abilities and providing enjoyment in the learning process. To achieve this, teachers should creatively restructure educational content and actively incorporate projects and experimental activities into the classroom setting.
Cooperative learning, as a teaching technique that actively fosters student participation through exploration and discussion among group members, enables the reconstruction or formation of concepts through social interaction. This, in turn, facilitates positive interpersonal communication for group goals, enhances understanding of individual responsibilities, and further allows individuals, even with somewhat limited abilities, to experience opportunities for group success. Cooperative learning includes models such as team learning, student teams achievement division (STAD), team-assisted individualization (TAI), and the Jigsaw method. In traditional hands-on science classes, there has been a tendency for some members within small groups to benefit from the group's achievements without actively contributing, leading to phenomena such as the rich-get-richer effect, free-rider effect, and halo effect. This has increased the burden on high-achieving minority students and created a negative impact, turning many other students into bystanders. Additionally, there has been a problem where teachers do not require continuous observation during class activities and conduct fragmentary evaluations based on simple outcomes submitted by students after the activities. To address these issues, it is essential to actively utilize the Jigsaw method in which autonomous participation among group members is crucial.
The Jigsaw method can be broadly categorized into four types: Jigsaw I Type: Involves creating around 5 heterogeneous groups, with the teacher assigning a restructured task to individual members. Students with similar subtopics form expert groups to work on their tasks and then return to the main group to teach their expertise to others. Individual assessments are conducted after the overall group learning. Jigsaw II Type: Addresses the drawback of Jigsaw I by incorporating intra-group evaluations. Competitions between different subgroups enhance shared goals and equal opportunities, increasing individual success opportunities contributing to the group. Jigsaw III Type: Similar to Jigsaw II but introduces evaluations after ample learning opportunities post the main group activity. This provides maximum grading opportunities for students with lower academic achievements. Jigsaw IV Type: Adjusts the inquiry direction by adding evaluations of expert content after expert activities and assessing overall learning after main group activities. It includes a reteaching phase after every activity, allowing for individual reinforcement. Jigsaw-type classes enhance students' creativity and communication skills. By working with diverse teams, students learn competencies for effectively achieving common goals with peers of different backgrounds. The task division structure fosters a sense of community competence and responsibility.
Considering the time constraints in real school settings, Jigsaw II type seems most suitable, as it maximizes the advantages of Jigsaw-type classes and enhances learning motivation without requiring additional learning time or reteaching opportunities.
In integrated science, it can be broadly divided into 1. Regularities of Matter, 2. System and Interaction, 3. Change and Diversity, and 4. Environment and Energy. To select suitable teaching methods for each unit, an analysis was conducted based on the nature of science, examining the definitional aspects of science through methods that provide direction on how to approach and interpret science. When using the Jigsaw method, it allows for the growth of definitional aspects and core competencies of science, such as effective communication, diverse information exploration skills, and the cultivation of complex and integrated perspectives, during the cooperative learning process. Therefore, among the units, the one with a lower emphasis on the nature of science, technology, and societal interaction, as well as lower emphasis on scientific thinking, namely 2. System and Interaction, was selected.
Furthermore, within this overarching unit, the subunit '02. Formation of Substances Constituting Living Organisms' is suitable for distributing among expert groups as it includes concepts related to perception and the basic units constituting various minerals, carbon compounds, and living organisms.
The unit is structured into three class sessions. In the first session, students investigate the components of perception and the composition of living organisms in small groups, providing them with experience in group activities before the formal Jigsaw-style classes in the second and third sessions. To address the limitations of Jigsaw II, where the teacher traditionally provides information for the entire unit, group-based activities and presentations were planned instead, aiming to enhance mutual dependence among students. In the second session, the Jigsaw method is implemented more formally. Students form groups and select topics of interest related to the composition of perception, the components of living organisms, and the chemical composition of carbon compounds. Three expert groups are formed, and during their activities, the teacher provides feedback to ensure that the expert group students do not lose their direction. The session concludes with students creating mind maps using creativity to systemize newly learned concepts, fostering metacognitive growth. The third session involves presenting the mind maps created in the second session. This provides an opportunity for each subgroup to learn concepts they may have missed and ensures that students understand essential concepts in the unit through overall teacher feedback. After the class, individual assessments are conducted to provide group rewards, enhancing positive interdependence among members and individual accountability.
Utilizing the Jigsaw method in this instructional design allows students to engage in scientific inquiry activities in a free-form manner on a specific topic. Through this process, they develop the ability to reinterpret information with open-minded thinking. Furthermore, the creation of creative outputs like mind maps after teaching activities within the subgroups involves integrating science disciplines and fosters the experience of generating new value. Especially in the context of the COVID-19 pandemic, activities where students become experts for each other, teaching and sharing knowledge, contribute positively to the enhancement of scientific communication skills, particularly for students with limited communication experiences. Moreover, in the process of selecting expert groups, students have the opportunity to choose their areas of interest, expanding their knowledge about career paths and further education based on scientific knowledge. Finally, through the experience of connecting knowledge from various areas, students, as future citizens, get a glimpse of problem-solving in science within a limited time frame, fostering an interest in science and the ability to solve problems.
However, considering the possible limitations in utilizing internet-enabled devices due to the school environment, and to maintain direction in expert group activities, continuous teacher involvement and feedback are crucial. Nonetheless, these challenges are substitutable, and in comparison, the benefits of Jigsaw-style teaching for student development and growth are significant with the same level of investment from teachers.
Therefore, through the use of the Jigsaw teaching method, one can anticipate the growth of core competencies in science emphasized in the 2015 revised curriculum, as well as the utilization in the definitional realm and the development as future citizens. This paper aims to provide guidance on structuring lessons using the Jigsaw method for teachers actively involved in instructing integrated science education in real-world scenarios.
The revised curriculum of 2015 emphasizes the cultivation of scientific literacy necessary for individuals to live in modern society and the development of versatile core competencies that reflect the needs of both individuals and society. It underscores the growth that is possible through the acquisition of scientific knowledge, fostering an adaptive attitude towards interdependence within society, and actively evolving into responsible members of the community. Particularly, it is essential to guide students in acquiring key competencies such as scientific inquiry skills, scientific reasoning, scientific problem-solving abilities, scientific participation and lifelong learning skills, and scientific communication skills through school education.
Especially in the case of Integrated Science, introduced as a common subject in high schools as part of the revised curriculum in 2015, the emphasis goes beyond a mere understanding of natural phenomena. It underscores the cultivation of scientific literacy to comprehensively understand the relationship between nature and humanity and to make rational judgments on societal issues. To achieve this, teachers need to move beyond the role of simple knowledge transmission and provide lessons that facilitate communication with students, promoting growth in the ethical domain.
Integrated Science not only emphasizes the importance of cultivating scientific literacy but also demands the activation of student-participatory teaching methods. It requires the promotion of diverse student-engagement activities tailored to the characteristics of the curriculum, fostering self-directed learning abilities and providing enjoyment in the learning process. To achieve this, teachers should creatively restructure educational content and actively incorporate projects and experimental activities into the classroom setting.
Cooperative learning, as a teaching technique that actively fosters student participation through exploration and discussion among group members, enables the reconstruction or formation of concepts through social interaction. This, in turn, facilitates positive interpersonal communication for group goals, enhances understanding of individual responsibilities, and further allows individuals, even with somewhat limited abilities, to experience opportunities for group success. Cooperative learning includes models such as team learning, student teams achievement division (STAD), team-assisted individualization (TAI), and the Jigsaw method. In traditional hands-on science classes, there has been a tendency for some members within small groups to benefit from the group's achievements without actively contributing, leading to phenomena such as the rich-get-richer effect, free-rider effect, and halo effect. This has increased the burden on high-achieving minority students and created a negative impact, turning many other students into bystanders. Additionally, there has been a problem where teachers do not require continuous observation during class activities and conduct fragmentary evaluations based on simple outcomes submitted by students after the activities. To address these issues, it is essential to actively utilize the Jigsaw method in which autonomous participation among group members is crucial.
The Jigsaw method can be broadly categorized into four types: Jigsaw I Type: Involves creating around 5 heterogeneous groups, with the teacher assigning a restructured task to individual members. Students with similar subtopics form expert groups to work on their tasks and then return to the main group to teach their expertise to others. Individual assessments are conducted after the overall group learning. Jigsaw II Type: Addresses the drawback of Jigsaw I by incorporating intra-group evaluations. Competitions between different subgroups enhance shared goals and equal opportunities, increasing individual success opportunities contributing to the group. Jigsaw III Type: Similar to Jigsaw II but introduces evaluations after ample learning opportunities post the main group activity. This provides maximum grading opportunities for students with lower academic achievements. Jigsaw IV Type: Adjusts the inquiry direction by adding evaluations of expert content after expert activities and assessing overall learning after main group activities. It includes a reteaching phase after every activity, allowing for individual reinforcement. Jigsaw-type classes enhance students' creativity and communication skills. By working with diverse teams, students learn competencies for effectively achieving common goals with peers of different backgrounds. The task division structure fosters a sense of community competence and responsibility.
Considering the time constraints in real school settings, Jigsaw II type seems most suitable, as it maximizes the advantages of Jigsaw-type classes and enhances learning motivation without requiring additional learning time or reteaching opportunities.
In integrated science, it can be broadly divided into 1. Regularities of Matter, 2. System and Interaction, 3. Change and Diversity, and 4. Environment and Energy. To select suitable teaching methods for each unit, an analysis was conducted based on the nature of science, examining the definitional aspects of science through methods that provide direction on how to approach and interpret science. When using the Jigsaw method, it allows for the growth of definitional aspects and core competencies of science, such as effective communication, diverse information exploration skills, and the cultivation of complex and integrated perspectives, during the cooperative learning process. Therefore, among the units, the one with a lower emphasis on the nature of science, technology, and societal interaction, as well as lower emphasis on scientific thinking, namely 2. System and Interaction, was selected.
Furthermore, within this overarching unit, the subunit '02. Formation of Substances Constituting Living Organisms' is suitable for distributing among expert groups as it includes concepts related to perception and the basic units constituting various minerals, carbon compounds, and living organisms.
The unit is structured into three class sessions. In the first session, students investigate the components of perception and the composition of living organisms in small groups, providing them with experience in group activities before the formal Jigsaw-style classes in the second and third sessions. To address the limitations of Jigsaw II, where the teacher traditionally provides information for the entire unit, group-based activities and presentations were planned instead, aiming to enhance mutual dependence among students. In the second session, the Jigsaw method is implemented more formally. Students form groups and select topics of interest related to the composition of perception, the components of living organisms, and the chemical composition of carbon compounds. Three expert groups are formed, and during their activities, the teacher provides feedback to ensure that the expert group students do not lose their direction. The session concludes with students creating mind maps using creativity to systemize newly learned concepts, fostering metacognitive growth. The third session involves presenting the mind maps created in the second session. This provides an opportunity for each subgroup to learn concepts they may have missed and ensures that students understand essential concepts in the unit through overall teacher feedback. After the class, individual assessments are conducted to provide group rewards, enhancing positive interdependence among members and individual accountability.
Utilizing the Jigsaw method in this instructional design allows students to engage in scientific inquiry activities in a free-form manner on a specific topic. Through this process, they develop the ability to reinterpret information with open-minded thinking. Furthermore, the creation of creative outputs like mind maps after teaching activities within the subgroups involves integrating science disciplines and fosters the experience of generating new value. Especially in the context of the COVID-19 pandemic, activities where students become experts for each other, teaching and sharing knowledge, contribute positively to the enhancement of scientific communication skills, particularly for students with limited communication experiences. Moreover, in the process of selecting expert groups, students have the opportunity to choose their areas of interest, expanding their knowledge about career paths and further education based on scientific knowledge. Finally, through the experience of connecting knowledge from various areas, students, as future citizens, get a glimpse of problem-solving in science within a limited time frame, fostering an interest in science and the ability to solve problems.
However, considering the possible limitations in utilizing internet-enabled devices due to the school environment, and to maintain direction in expert group activities, continuous teacher involvement and feedback are crucial. Nonetheless, these challenges are substitutable, and in comparison, the benefits of Jigsaw-style teaching for student development and growth are significant with the same level of investment from teachers.
Therefore, through the use of the Jigsaw teaching method, one can anticipate the growth of core competencies in science emphasized in the 2015 revised curriculum, as well as the utilization in the definitional realm and the development as future citizens. This paper aims to provide guidance on structuring lessons using the Jigsaw method for teachers actively involved in instructing integrated science education in real-world scenarios.
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