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문제 정의
- 학생이 평소에 지니고 있는 인지적 특성보다 특정 내용을 학습하는 과정에서 나타나는 특성 이 개념 학습을 설명하는 보다 중요한 요인일 가능성이 제안되고 있으므로5 이 연구에서는 심층적인 이해에 근거한 개념 구성에 기여할 것으로 기대되는 자기 조절 전략이 인지 갈등과 개념 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 계획, 자기 점검, 인지 전략, 노력의 하위 범주로 구성된 자기 조절 전략은 시간이나 상황에 따른 상대적인 안정성에 따라 특성 자기 조절 전략과 상태 자기 조절 전략으로 구분하였다.
- 한편, 본 연구의 결과는 개념 변화에서 학생들이 기울이는 인지적 노력 이 중요한 요소일 가능성을 제안한다. 따라서, 학생들의 인지적 노력 투입에 영향을 미치는 것으로 보고된 동기적 신념27의 역할이나 학생들의 노력을 증진시킬 수 있는 피드백 활동28 등에 대한 연구가 진행될 필요가" 있다.
제안 방법
- O’Neil과 Abedi는 선행 연구들을 바탕으로 자기 조절 전략을 메타인지, 노력, 불안의 3가지 요소로 정의하고, 메타인지는 다시 계획 (planning), 자기 점검 (monitoring), 인지 전략(cognitive strategy), 인식 (awareness)의 4가지 범주로 구성하였다.17 본 연구에서는 자기 조절 전략 중 계획, 자기 점검, 인지 전략, 노력 등의 하위 범주에 대해 각각 특성 변인과 상태 변인을 조사한후, 인지 갈등 유발 정도 및 개념 변화와의 관계를 조사하였다.
- 개념 검사. 개념 검사는 총 4문항으로서 甲日의 답지중 하나를 선택하고, 그 이유를 설명하는 방식으로 구성하였다. 개념 검사지는 夕卜례의 예비 검사를 통해 내용을 수정하고 난이도를 조정하였으며 과학 교육 전문가 2인에게 타당도를 검증받았다.
- 학생이 평소에 지니고 있는 인지적 특성보다 특정 내용을 학습하는 과정에서 나타나는 특성 이 개념 학습을 설명하는 보다 중요한 요인일 가능성이 제안되고 있으므로5 이 연구에서는 심층적인 이해에 근거한 개념 구성에 기여할 것으로 기대되는 자기 조절 전략이 인지 갈등과 개념 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 계획, 자기 점검, 인지 전략, 노력의 하위 범주로 구성된 자기 조절 전략은 시간이나 상황에 따른 상대적인 안정성에 따라 특성 자기 조절 전략과 상태 자기 조절 전략으로 구분하였다.
- 본 연구의 대상은 서울 지역에 위치한 중학교의 2학년 학생 35斑이다. 먼저 특성 자기 조절 전략 검사를 실시하고, 목표 선개념을 지닌 학생들을 선발하기 위해 장난감 블록과 물의 밀도 비교 실험 을 소재로 한선개념 검사를 실시하였다. 변칙 사례로 '나무와 물의 밀도 비교에 대한 실험’을 제시한 후, 변칙 사례에 대한 학생들의 반응을 조사하였다.
- 5 개념 검사는 과학적인 개념을 2점, 불완전한 개념을 1점, 비과학적인 개념을 0점으로 채점하였다. 반응 유형 분류와 개념 검사 채점에서는 분석자 2인의 일치도가 90%에 도달한 후, 1인의 연구자가 분류와 채점을 실시하였다. 특성 및 상태 자기 조절 전략 점수, 인지 갈등 점수, 그리고 개념 검사 점수 사이의 상관 관계를 조사하였고, 특성이나 상태 자기 조절 전략의 하위 범주들을 예언 변인으로 개념 검사 점수를 준거 변인으로 하는 단계적 중다 회귀 분석 （stepwise multiple regression analysis）을 실시하였다.
- 먼저 특성 자기 조절 전략 검사를 실시하고, 목표 선개념을 지닌 학생들을 선발하기 위해 장난감 블록과 물의 밀도 비교 실험 을 소재로 한선개념 검사를 실시하였다. 변칙 사례로 '나무와 물의 밀도 비교에 대한 실험’을 제시한 후, 변칙 사례에 대한 학생들의 반응을 조사하였다. 변칙 사례를 설명할 수 있는 밀도 개념에 대한 2쪽 분량의 원리 학습지를 제공하였다.
- 변칙 사례로 '나무와 물의 밀도 비교에 대한 실험’을 제시한 후, 변칙 사례에 대한 학생들의 반응을 조사하였다. 변칙 사례를 설명할 수 있는 밀도 개념에 대한 2쪽 분량의 원리 학습지를 제공하였다. 원리 학습지로 학습한 후, 상태 자기 조절 전략 검사와 개념 검사를 실시하였다.
- 특성/상태 자기 조절 전략 검사. 본 연구에서는 O'Neil 과 Abedi의 자기 조절 전략에 대한 정의17 중 계획, 자기 점검, 인지 전략, 노려 범주를 선정하였다. 계획은 학습에서 목표를 설정하고 그 목표를 달성하기 위한 계획을 세우는 것이며, 자기 점검은 학습하는 동안 자신의 사고 과정과 학습 행동을 스스로 점검하는 것으로 정의할 수 있다.
- 상태 검사가 특정 상황에 대한 서술과 과거 시제의 진술을 사용한 반면, 특성 검사에서는 일반적인 상황 서술과 현재 시제가 사용된다. 본 연구에서는 상태 검사와 마찬가지로 계획（5문항）, 자기 점검（6문항）, 인지 전략（6문항）, 노력（6문항） 등의 4개 범주만을 사용하였다. 본 연구에서의 신뢰도 계수（Cronbach a冷 계획 .
- 변칙 사례를 설명할 수 있는 밀도 개념에 대한 2쪽 분량의 원리 학습지를 제공하였다. 원리 학습지로 학습한 후, 상태 자기 조절 전략 검사와 개념 검사를 실시하였다. 모든 검사를 마치는데 총 60분이 걸렸다.
- 학생들의 상태 자기 조절 전략을 검사하기 위하여 O'Neil과 Abedi가 개발한 검사지17를 번역하여 사용하였다. 이 검사지는 계획, 자기 점검, 인지 전략, 인식, 노력, 불안의 M 하위 범주로 이루어져 있으나, 본 연구에서 선정한 4개 범주의 문항만을 사용하였다. 검사지는 총 23개 （계획 5문항, 자기 점검 6문항, 인지 전략 6문항, 노력 6문항）의 4단계 리커트 형태 문항으로 이루어져 있다.
- 중학교 1학년 34명과 3학년 35명을 대상으로 예비 검사를 실시하여 선개념 검사의 소재와 대상 학년의 적절성을 점검하였다. 이 결과를 토대로 문항과 대상을 수정한 후, 다시 중학교 2학년 29명을 대상으로 2차 예비 검사를 실시하고 문항을 수정하였다.
- 인지 갈등 유발 정도는 변칙 사례에 대한 반응 검사에서 나타난 학생들의 응답을 7가지 유형 （거부, 재해석, 배제, 판단 불가, 주변 이론 변화, 신념 감소, 이론 변화）으로 분류한 毛 이를 초기 이론에 대한 신념 변화 정도를 기준으로 0〜3점으로 점수화 하였다.5 개념 검사는 과학적인 개념을 2점, 불완전한 개념을 1점, 비과학적인 개념을 0점으로 채점하였다.
대상 데이터
- 결과 분석에서는 변칙 사례가 인지 갈등 및 개념 변화에 미치는 영향을 연구하기 위해 '물보다 가벼운 물체는 뜨고, 무거운 물체는 가라앉는다'라는 목표 선개념을 지니고, 초기 이론에도 동의한 146명Gi•: 55, 여 :91）의 학생들만을 대상으로 하였다.
- 본 연구의 대상은 서울 지역에 위치한 중학교의 2학년 학생 35斑이다. 먼저 특성 자기 조절 전략 검사를 실시하고, 목표 선개념을 지닌 학생들을 선발하기 위해 장난감 블록과 물의 밀도 비교 실험 을 소재로 한선개념 검사를 실시하였다.
- 같은 물질로 만들어진 물보다 무거운 장난감 블록을 물에 넣으면 어떻게 될까?' 라는 질문에 대해 답하고 이유를 설명하도록 구성되어 있다. 중학교 1학년 34명과 3학년 35명을 대상으로 예비 검사를 실시하여 선개념 검사의 소재와 대상 학년의 적절성을 점검하였다. 이 결과를 토대로 문항과 대상을 수정한 후, 다시 중학교 2학년 29명을 대상으로 2차 예비 검사를 실시하고 문항을 수정하였다.
데이터처리
- 반응 유형 분류와 개념 검사 채점에서는 분석자 2인의 일치도가 90%에 도달한 후, 1인의 연구자가 분류와 채점을 실시하였다. 특성 및 상태 자기 조절 전략 점수, 인지 갈등 점수, 그리고 개념 검사 점수 사이의 상관 관계를 조사하였고, 특성이나 상태 자기 조절 전략의 하위 범주들을 예언 변인으로 개념 검사 점수를 준거 변인으로 하는 단계적 중다 회귀 분석 （stepwise multiple regression analysis）을 실시하였다.
이론/모형
- 특성 자기 조절 전략은 O'Neil과 Herl의 검사지19를 번역하여 사용하였다. 이 검사지의 문항들은 O'Neil과 Abedi의 상태 자기 조절 전략 검사17 문항과 짝을 이룬다.
- 학생들의 상태 자기 조절 전략을 검사하기 위하여 O'Neil과 Abedi가 개발한 검사지17를 번역하여 사용하였다. 이 검사지는 계획, 자기 점검, 인지 전략, 인식, 노력, 불안의 M 하위 범주로 이루어져 있으나, 본 연구에서 선정한 4개 범주의 문항만을 사용하였다.
성능/효과
- 메타인지 혹은 자기 조절 전략은 개념간의 갈등 상황을 능동적으로 인식하고, 자신의 학습을 점검, 반성하는 과정에 기여하므로,6 변칙 사례의 심층적인 처리를 통해 인지 갈등을 효과적으로 유발할 것으로 기대할 수 있다. 그러나 본 연구에서 계획, 자기 점검, 인지 전략, 노력 등 자기 조절 전략의 하위 범주들은 인지 갈등 점수와 유의미한 상관이 없었다. 개념 검사 점수는 특성 자기 조절 전략의 계획 및 노력 범주와 유의미한 상관이 있었다.
- 변칙 사례에 대한 반응 유형 분포. 변칙 사례에 대한 반응 검사에서 나타난 변칙 사례의 타당성 인정 여부, 변칙 사례와 초기 이론 사이의 불일치성 인정 여부, 초기 이론에 대한 신념의 변화 정도를 기준으로 학생들의 반응을 분류한 결과（ThRe 1）, 선행 연구3-5들과 유사하게 거부, 재해석, 배제, 판단 불가, 주변 이론 변화, 신념 감소, 이론 변화의 7가지 유형이 나타났다. 제시된 변칙 사례에 의해 초기 이론에 대한 믿음을 포기하고 새로운 이론의 필요성을 인정하는 이론 변화는 가장 많이 발견된 반응 유형이었다.
- 변칙 사례에 대한 학생들의 반응 유형을 조사한 결과, 변칙 사례를 제시한다고 해서 반드시 기존 개념에 대한 인지 갈등이 유발되지는 않았으며, 기존 개념을 유지하거나 변칙 사례를 무시하는 등 다양한 반응이 나타났다. 반응 유형의 분포 측면에서도 선행 연구와 다른 경향이 나타났는데, 고등학생을 대상으로 '양초 연소 시 수면 상승을 다루었던 선행 연구3*에 비해 재해석 반응의 비율이 적었다.
- 변칙 사례에 대한 반응 검사에서 나타난 변칙 사례의 타당성 인정 여부, 변칙 사례와 초기 이론 사이의 불일치성 인정 여부, 초기 이론에 대한 신념의 변화 정도를 기준으로 학생들의 반응을 분류한 결과（ThRe 1）, 선행 연구3-5들과 유사하게 거부, 재해석, 배제, 판단 불가, 주변 이론 변화, 신념 감소, 이론 변화의 7가지 유형이 나타났다. 제시된 변칙 사례에 의해 초기 이론에 대한 믿음을 포기하고 새로운 이론의 필요성을 인정하는 이론 변화는 가장 많이 발견된 반응 유형이었다. 그러나 이론 변화의 비율이 37%에 불과했을 뿐 아니라 이론 변화 외에도 다양한 반응이 나타났다는 결과는 변칙 사례의 제시가 반드시 유의미한 갈등을 일으키거나 기존 개념에 대한 포기로 이어지지 않음을 의미한다.
- 특성 및 상태 자기 조절 전략과 인지 갈등 정도 사이에는 유의미한 상관이 존재하지 않았으나, 특성 자기 조절 전략 중 계획, 노력 범주와 상태 자기 조절 전략중 계획, 자기 점검, 노력 범주는 개념 검사 점수와 유의미한 상관을 보였다. 또한, 자기 점검이나 노력 범주의 경우 상태 변인이 특성 변인보다 개념 검사 점수와의 상관 계수가 높았는데 , 이는 평소 학습 상황보다 특정한 학습 상황에서 스스로 학습 방법을 점검하고 필요한 노력을 기울이는 정도가 개념 변화에 더 중요할 가능성을 시사한다.
후속연구
- 실제로 상태 자기 조절은 특성 자기 조절에 비해 불안정하였으며, 학생들은 주어진 학습 상황에 따라 능동적이거나 수동적인 특성을 나타내기도 하였다.16,17 변칙 사례를 통한 인지 갈등 유발 및 개념 변화에서도 상태 자기 조절 전략과 특성 자기 조절 전략의 영향이 다를 가능성이 높으므로, 특성 및 상태 관점에서의 연구가 이루어질 필요성이 있다.
- 또한, 자기 점검이나 노력 범주의 경우 상태 변인이 특성 변인보다 개념 검사 점수와의 상관 계수가 높았는데 , 이는 평소 학습 상황보다 특정한 학습 상황에서 스스로 학습 방법을 점검하고 필요한 노력을 기울이는 정도가 개념 변화에 더 중요할 가능성을 시사한다. 따라서, 과학 개념 학습에서 학생들의 일반적인 자기 조절 전략 사용 능력을 함양시키는 것과 동시에 특정한 수업 상황에서 자기 조절 전략의 사용을 촉진시킬 수 있는 방안이 고려되어야 할 것이다. 예를 들어, 공부를 하면서 학생들이 자신의 학문적 수행에 대해 스스로 점검하고 기록할 수 있는 자기 점검표를 작성하도록 한다든지, 매 학습 시간을 좀 더 효과적으로 관리할 수 있도록 시간을 계획하고 관리하는 훈련을 시키는 것26 등이 한 가지 방법이 될 수 있을 것이다.
- 따라서, 학생들의 인지적 노력 투입에 영향을 미치는 것으로 보고된 동기적 신념27의 역할이나 학생들의 노력을 증진시킬 수 있는 피드백 활동28 등에 대한 연구가 진행될 필요가" 있다. 또한, 본 연구 및 선행 연구5의 결과를 종합해 볼 때, 학생들의 인지적 • 정의적 특성 변인들만으로는 개념 변화에 대한 설명이 충분하지 못하므로, 개념 학습 과정에 관련된 변인이나 수업에서의 행동적, 환경적 측면29과 개념 변화의 관계에 대한 추후 연구가 이루어져야 할 것이다.
- 메타인지 혹은 자기 조절 전략은 개념간의 갈등 상황을 능동적으로 인식하고, 자신의 학습을 점검, 반성하는 과정에 기여하므로,6 변칙 사례의 심층적인 처리를 통해 인지 갈등을 효과적으로 유발할 것으로 기대할 수 있다. 그러나 본 연구에서 계획, 자기 점검, 인지 전략, 노력 등 자기 조절 전략의 하위 범주들은 인지 갈등 점수와 유의미한 상관이 없었다.
- 반응 유형의 분포 측면에서도 선행 연구와 다른 경향이 나타났는데, 고등학생을 대상으로 '양초 연소 시 수면 상승을 다루었던 선행 연구3*에 비해 재해석 반응의 비율이 적었다. 즉, 조사한 개념이나 학년에 따라 반응 유형의 분포가 달라지므로, 개념의 종류나 학생의 연령이 반응 유형에 미치는 영향을 명확히 밝히기 위한 연구가 이루어져야 할 것이다.
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