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문제 정의
- 1) 새로운 수업 방식이 학생들의 객관식 문제 해결력에 미치는 효과를 조사한다.
- 본 연구에서는 문제 해결 전략에서 시각적 조직화와 협동학습의 효과를 조사하였다. 고등학교에서 세학급(N = 127)을 선정하여 시각적 조직화를 이용한 문제 해결 전략을 개별적으로 사용하는 집단(SV), 협동학습 환경에서 사용하는 집단(SVC), 그리고 통제집단으로 배치하였다.
- 본 연구에서는 문제 해결 전략을 사용하는 과정에서 학생들이 겪는 어려움과 인지적인 부담을 감소시키기 위해 개념간의 관계와 전략의 각 단계를 시각적으로 조직화하여 제시하였다. 이를 개별학습과 협동학습 환경에서 사용하도록 한 후, 그 효과를 전통적 수업 방식과 비교하였다.
- 수업 참여도, 학습 동기에 미치는 효과를 조사한다.
- 이에 본 연구에서는 문제 해결 전략(노태회와 전경문, 1997)올 사용하는 과정에서 학생들이 느끼는 인지적인 부담을 줄여주기 위하여, 개념간의 관계와 전략의 각 단계를 시각적으로 조직하여 제시한 후, 협동 학습 환경에서 문제를 해결하도록 하였다. 이를 개별학습 환경에서 문제를 해결하도록 한 수업 방식 및 전통적 수업 방식과 비교하였다.
제안 방법
- 2) 새로운 수업 방식이 문제 해결 전략 수행 능력에 미치는 효과를 조사한다.
- 매차시 교사는 시각적으로 조직화한 전략을 이용해 교과서 예제를 해결하였고 학생들은 이를 토대로 연습 문제를 해결하였는데. SV 집단은 개별적으로, SVC 집단은 협동학습 환경에서 진행하였다. 협동 학습을 위한 소집단은 사전 성취 수준의 측면에서 이질적인 3인 1조로 구성하였고, 조장.
- 기체 단원에 대해 총 5차시의 수업을 진행하였는데, 새로운 수업 방법은 교사가 다른 학급에서 연습한 후 실시하도록 하였다. 사후 검사로 객관식 문제 해결력, 문제 해결 전략 수행 능력, 화학 학습에 대한 불안, 수업 참여도 학습 동기 검사를 실시하였다.
- 두 처치 집단에서는 기체 단원에서 학습할 개념들 및 문제 해결 전략(이해. 계획, 풀이, 검토)을 시각적으로 조직화하여 제시하였다. 먼저 관련된 변인들을 선으로 연결한 후, 변인들 사이의 관계식을 적고 분자 수준에서의 변화를 그림으로 나타내었다.
- 문제 해결 전략 수행 능력 검사는 일상적인 상황을 소재로 한 주관식 문항으로서 문제 해결 과정과 사고 과정을 자세히 기술하도록 되어 있다. 먼저 선행 연구(전경문. 안충희 노태희, 제출중)에 기초하여 예비 문항을 제작하였다. 이에 대해 과학교육 전문가 3인으로부터 각각 안면 타당도를 검증 받는 작업을 반복하여, 주요 학습 내용을 포함하면서도 학생들의 전략 수행 여부가 잘 드러날 수 있도록 수정 .
- 하였다. 사후 검사로 객관식 문제 해결력, 문제 해결 전략 수행 능력, 화학 학습에 대한 불안, 수업 참여도 학습 동기 검사를 실시하였다.
- 선행 연구를 토대로 처치 집단(SV, SVC)의 교수-학습 자료를 제작하였다. 사전 검사로 화학 학습에 대한 불안, 수업 참여도, 학습 동기 검사를 실시하였다.
- 사전 검사로 화학 학습에 대한 불안, 수업 참여도, 학습 동기 검사를 실시하였다. 수업 처치 전 SV 집단과 SVC 집단에서 연구 대상 단원과 무관한 내용으로, 시각적 조직화를 이용한 문제 해결 전략에 대해 오리엔테이션을 3차시에 걸쳐 실시하였다. SVC 집단에는 협동학습에 대한 오리엔테이션도 1차시 실시하였다.
- 고등학교에서 세학급(N = 127)을 선정하여 시각적 조직화를 이용한 문제 해결 전략을 개별적으로 사용하는 집단(SV), 협동학습 환경에서 사용하는 집단(SVC), 그리고 통제집단으로 배치하였다. 수업 처치 후 객관식 문제 해결력, 전략 수행 능력, 화학 학습에 대한 불안 수업참여도, 학습 동기를 조사하였다. 연구 결과 객관식 문제 해결력에서는 집단간 차이가 유의미하지 않았으나, 전략 수행 능력에서는 수업 처치의 주효과가 나타났다.
- 578). 시각적 조직화를 이용한 문제 해결 전략을 개별적으로 사용한 집단 (SV: Strategy-Visual organization) 과 협동 학습 환경에서 사용한 집단(SVC: Strategy-Visual Organization-Cooperative learning), 그리고 통제집단으로 배치하였다.
- 환경에서 문제를 해결하도록 하였다. 이를 개별학습 환경에서 문제를 해결하도록 한 수업 방식 및 전통적 수업 방식과 비교하였다. 본 연구의 구체적인 연구 목표는 다음과 같다.
- 조직화하여 제시하였다. 이를 개별학습과 협동학습 환경에서 사용하도록 한 후, 그 효과를 전통적 수업 방식과 비교하였다.
- 안충희 노태희, 제출중)에 기초하여 예비 문항을 제작하였다. 이에 대해 과학교육 전문가 3인으로부터 각각 안면 타당도를 검증 받는 작업을 반복하여, 주요 학습 내용을 포함하면서도 학생들의 전략 수행 여부가 잘 드러날 수 있도록 수정 . 보완하였다.
- 질문자, 기록자의 역할을 분담하여 매차시 교대로 수행하도록 하였다. 조 점수는 문제 해결 활동지와 협동 정도에 따른 조별 보너스 점수로 구성하였고, 모든 조원들이 같은 점수를 공유하도록 하였다. 각 처치 집단에서 교사는 학생들의 문제 해결 활동을 순회 지도하였고, 활동이 끝난 후 정리 자료를 제공하였다.
- 하위 영역별 분석 결과 특히, 문제 이해와 관련 개념 법칙 회상 영역에서 SV 집단과 SVC 집단의 점수가 유의미하게 높았다. 즉, 주어진 조건과 구해야 할 것을 서로 연결하고 이를 바탕으로 개념과 법칙을 회상 . 연결하도록 한 방법이, 학생들의 문제 이해를 도모하고 관련 법칙 회상을 용이하게 한 것으로 파악된다.
- 협동 학습을 위한 소집단은 사전 성취 수준의 측면에서 이질적인 3인 1조로 구성하였고, 조장. 질문자, 기록자의 역할을 분담하여 매차시 교대로 수행하도록 하였다. 조 점수는 문제 해결 활동지와 협동 정도에 따른 조별 보너스 점수로 구성하였고, 모든 조원들이 같은 점수를 공유하도록 하였다.
대상 데이터
- 협동학습의 효과를 조사하였다. 고등학교에서 세학급(N = 127)을 선정하여 시각적 조직화를 이용한 문제 해결 전략을 개별적으로 사용하는 집단(SV), 협동학습 환경에서 사용하는 집단(SVC), 그리고 통제집단으로 배치하였다. 수업 처치 후 객관식 문제 해결력, 전략 수행 능력, 화학 학습에 대한 불안 수업참여도, 학습 동기를 조사하였다.
- 연구 대상은 서울시에 소재한 인문계 고등학교 2학년 자연 계열 남학생 127명이었다. 중간 고사 화학 성적이 유사한 세 학급을 선정하여 동질 집단임을 확인한 후(MS = 151.
- SV 집단은 개별적으로, SVC 집단은 협동학습 환경에서 진행하였다. 협동 학습을 위한 소집단은 사전 성취 수준의 측면에서 이질적인 3인 1조로 구성하였고, 조장. 질문자, 기록자의 역할을 분담하여 매차시 교대로 수행하도록 하였다.
데이터처리
- 객관식 문제 해결력 검사는 이전 학기 중간 고사 화학 성적을, 화학 학습에 대한 불안 검사는 사전 검사 점수를 공변인으로 한 일원 공변량 분석(oneway ANCOVA)을 실시하였다. 공변인과 종속 변인 사이에는 .
- 01 수준에서 유의미한 상관이 존재하였다. 문제 해결 전략 수행 능력 검사와 수업 참여도에 대한 인식 검사 점수는 등회귀선 가정이 만족되지 않아 (MS = 32.05, F = 4.91, p = , 009; MS = 204.81, F = 11.41, p = .000), 동질 집단임을 확인한 후 일원 변량 분석(one-way ANOVA)을 실시하였다 학습 동기 검사와 전략 수행 능력 검사의 각 하위 영역별 점수는 모수 통계의 기본 가정 중 동변량성이 만족되지 않았으므로, 비모수 통계 방법인 Kruskal-Wallis 검증을 실시하였다. 사후 검증으로는 모수 통계의 경우 Tukey 검증을, 비모수 통계의 경우 Dunn의 방법 (Siegel & Castellan, 1988)을 사용하였다.
이론/모형
- 77이었다. 과학 학습 동기검사는 Instructional Material Motivation Survey (Keller. 1993) 로 '주의력', '관련성', 자신감', 만족감 의 4개 영역 총 36문항을 사용하였으며 본 연구에서 구한 크론바하 <«는 사전, 사후에 각각 .66, .73이었다.
- 문제 해결 전략 수행 능력 검사의 채점톨은 선행연구(Heller & Hollabaugh, 1992)에 기초하여 문제 이해' , 관련 법칙 회상' , '수리적 수행' , '검토'의 4개 범주 12점 만점으로 구성하였다. 각 하위 영역별로 올바로 수행하였으면 3점, 부분적으로 바르게 수행하였으면 2점, 전략 수행을 시도하나 틀렸으면 1점, 시도하지 않았으면 0점을 배당하였다.
- 000), 동질 집단임을 확인한 후 일원 변량 분석(one-way ANOVA)을 실시하였다 학습 동기 검사와 전략 수행 능력 검사의 각 하위 영역별 점수는 모수 통계의 기본 가정 중 동변량성이 만족되지 않았으므로, 비모수 통계 방법인 Kruskal-Wallis 검증을 실시하였다. 사후 검증으로는 모수 통계의 경우 Tukey 검증을, 비모수 통계의 경우 Dunn의 방법 (Siegel & Castellan, 1988)을 사용하였다.
- 87이었다. 수업 참여도 검사는 Classroom Environment Scale (Trickett & Moos, 1973) 중에서 '참여도' 영역에 해당하는 10문항을 사용하였다. 이 검사의 크론바하 « 는 사전, 사후에 각각 71.
- 화학 학습에 대한 불안 검사는 Science Anxiety Measurement Scale(이재천, 1992) 중 과학 학습 내용' 영역 13문항을 사용하였는데, 본 연구에서 구한크론바하 a는 사전 사후 각각 .84, .87이었다. 수업 참여도 검사는 Classroom Environment Scale (Trickett & Moos, 1973) 중에서 '참여도' 영역에 해당하는 10문항을 사용하였다.
성능/효과
- Kruskal-Wallis 검증을 사용하여 하위 영역별로 분석한 결과(Table 3), 주어진 조건과 구해야 할 것을 파악하는 '문제 이해' 와 이에 기초하여 필요한 개념이나 법칙을 찾아내는 '관련 법칙 회상 영역에서 SV 집단과 SVC 집단의 평균이 통제 집단보다 유의미하게 높았다(Dunn, p<.05). 문제 이해 영역에서 두 처치 집단의 점수가 높았던 것은 주어진 조건과 구해야 할 것을 서로 연결해 보도록 함으로써 문제의 시작점과 도달점을 명확히 제시했기 때문인 것으로 파악된다.
- 연구 결과 객관식 문제 해결력에서는 집단간 차이가 유의미하지 않았으나, 전략 수행 능력에서는 수업 처치의 주효과가 나타났다. SV 집단과 SVC 집단의 점수가 통제 집단보다 높았으며, 특히 하위 영역 중 문제 이해와 관련 법칙 회상에서 높은 점수를 보였다. 수업 참여도와 학습 동기 검사에서도 SV 집단과 SVC 집단의 점수가 통제 집단보다 유의미하게 높았다.
- 수업 참여도와 학습 동기 검사에서도 SV 집단과 SVC 집단의 점수가 통제 집단보다 유의미하게 높게 나타났다. 즉, 시각적 조직화를 이용한 문제 해결 전략이 협동학습 여부에 관계없이 학생들의 수업 참여도롤 높여주고 주의를 집중시키며, 관련성, 자신감, 만족감 등올 느끼도록 유도하였다.
- SV 집단과 SVC 집단의 점수가 통제 집단보다 높았으며, 특히 하위 영역 중 문제 이해와 관련 법칙 회상에서 높은 점수를 보였다. 수업 참여도와 학습 동기 검사에서도 SV 집단과 SVC 집단의 점수가 통제 집단보다 유의미하게 높았다. 그러나 시각적 조직화를 이용한 문제 해결 전략이 학생들의 화학 학습에 대한 불안을 유의미하게 감소시키지는 못했다.
- 각 하위 영역별로 올바로 수행하였으면 3점, 부분적으로 바르게 수행하였으면 2점, 전략 수행을 시도하나 틀렸으면 1점, 시도하지 않았으면 0점을 배당하였다. 수업 처치와사전 성취 수준을 고려하여 선정한 12명의 응답에 대해 연구자 2인이 논의하는 과정을 반복하였고, 분석자 간 일치도가 91%에 도달한 후 연구자 1인이 모든 응답을 채점하였다
- 연구 결과 객관식 문제 해결력에서는 집단간 차이가 유의미하지 않았으나, 문제 해결 전략 수행 능력에서는 SV 집단과 SVC 집단의 점수가 통제 집단보다 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 즉, 개별 혹은 협동 학습 환경에 관계없이 시각적 조직화를 이용한 문제 해결 전략이 학생들의 전략 수행 능력 향상에 효과적이었다.
- 수업 처치 후 객관식 문제 해결력, 전략 수행 능력, 화학 학습에 대한 불안 수업참여도, 학습 동기를 조사하였다. 연구 결과 객관식 문제 해결력에서는 집단간 차이가 유의미하지 않았으나, 전략 수행 능력에서는 수업 처치의 주효과가 나타났다. SV 집단과 SVC 집단의 점수가 통제 집단보다 높았으며, 특히 하위 영역 중 문제 이해와 관련 법칙 회상에서 높은 점수를 보였다.
- 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 즉, 개별 혹은 협동 학습 환경에 관계없이 시각적 조직화를 이용한 문제 해결 전략이 학생들의 전략 수행 능력 향상에 효과적이었다. 하위 영역별 분석 결과 특히, 문제 이해와 관련 개념 법칙 회상 영역에서 SV 집단과 SVC 집단의 점수가 유의미하게 높았다.
- O5). 즉, 관련 개념이나 전략의 각 단계를 시각적으로 조직화하여 제시한 것이 개별 혹은 협동학습 환경에 관계없이, 학생들의 주의를 집중시키고 학습 내용간의 관련성을 파악하게 하며 학습에 대한 자신감과 만족감을 향상시켰다.
- 즉, 개별 혹은 협동 학습 환경에 관계없이 시각적 조직화를 이용한 문제 해결 전략이 학생들의 전략 수행 능력 향상에 효과적이었다. 하위 영역별 분석 결과 특히, 문제 이해와 관련 개념 법칙 회상 영역에서 SV 집단과 SVC 집단의 점수가 유의미하게 높았다. 즉, 주어진 조건과 구해야 할 것을 서로 연결하고 이를 바탕으로 개념과 법칙을 회상 .
후속연구
- 그러나 전문가의 조직화는 많은 정보량과 절차 지식이 포함되어 학생들에게 익숙하지 않을 가능성도 제기되고 있으므로, 학생들 나름의 조직화가 문제 해결력에 미치는 효과를 조사해 볼 필요가 있다. 또한, 시각적 조직화를 이용한 문제 해결 전략은 학생들이 어려워하는 전략의 요소 중 관련 법칙 회상에 대한 부담을 감소시킨 것으로 나타났으나 검토 단계에는 큰 영향을 미치지 못했다 따라서 전략 수행의 모든 하위 능력의 향상 및 이를 토대로 한 객관식 문제 해결력의 향상을 도모하기 위해서는 계속적인 연구가 진행되어야 할 것이다.
- 그러나 학생들의 학습 불안을 유의미하게 감소시킨 선행 연구와는 달리 시각적 조직화를 사용한 문제 해결 전략 수업이 학생들의 불안을 유의미하게 감소시키지는 못하였다. 불안과 성취도 사이의 밀접한 관련성을 고려할 때, 시각적 조직화나 전략이 학생들의 불안에 미치는 영향을 반복 연구해 볼 필요가 있다.
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