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문제 정의
- 이 연구의 목적은 일반 초등학교 과학 수업에서 일반 교사들이 포트폴리오를 적용할 수 있는 가능성을 탐색하고, 지역별, 성별에 따른 적용 효과를 검증하는 것이다. 이 목적을 성취하기 위해 설정한 세부연구 문제는 다음과 같다.
제안 방법
- 표집하였다. 각 학교에서 다시 5학년 중에서 2개 학급씩 표집하여 각 학교의 1학급은 포트폴리오를 적용하고, 다른 학급은 전통적인 수업 방식을 적용하였다. 한 학년에 한 학급만 있는 소규모 농촌 학교는 비슷한 규모의 인근 학교를 표집하여 같은 학년을 비교반으로 선정하였다.
- 개발된 포트폴리오 체제를 5월초에서 1학기 말까지 적용하였다. 실험반은 포트폴리오 체제를 적용하였으며, 비교반은 담임 교사가 평소에 해오던 방식의 수업을 하였다.
- 개발한 포트폴리오 체제를 바르게 적용하기 위해서 실험 반을 담당하는 교사들을 대상으로 사전 연수를 실시하였다. 연수 시기는 1999년 3월 하순과 4월 초였다.
- 과학 탐구 능력검사는 사전과 사후에 동형검사를 실시하였다. 과학 탐구 능력 검사지는 총 30문항이며, 10개의 하위영역으로 구분되며, 각 하위 영역별로 3 문항씩 배정되어 있다.
- 그 다음에는 각 학습 목표의 성취에 적합한 평가 과제와 양식을 개발하였다. 포트폴리오 양식들은 학생들에게 학습 방향을 명확하게 제시하고, 최소한의 학습 기회를 제공하며, 자율적이고 추가적인 학습을 위한 기반을 제공하게 된다.
- 즉, 지식 또는 기억에 대한 문항의 채점 기준은 옳고 그름의 2등급, 이해나 태도에 대한 문항은 상, 중, 하의 3등급, 수행을 요하는 과제는 5등급으로 구분하고 있다(조선형 외, 2001). 마지막으로 포트폴리오 운영 방법 및 일정을 개발하였다. 소단원이 마무리될 때마다 동료와 교사의 피드백을 받도록 하였으며, 단원 학습이 마무리되면 부모님과 교사의 피드백을 받도록 하였다.
- 실험군과 통제군 모두 사전검사와 사후검사를 실시하였으며, 사전과 사후검사로는 과학 성취도 검사, 과학 탐구능력 검사, 과학 태도 검사를 투입하였다.
- 연수 시기는 1999년 3월 하순과 4월 초였다. 실험반 담임 교사 6명을 두 집단으로 나누어서 각 집단별로 1회씩 연수를 실시하였다. 주요 연수 내용은 포트폴리오 체제 적용 방안 및 기본 양 활용 방법이며, 포트폴리오 평가에 대한 안내, 포트폴리오 양식 활용 방법, 포트폴리오 체제 운영 방안 등을 소개하였다.
- 실험반은 포트폴리오 체제를 적용하였으며, 비교반은 담임 교사가 평소에 해오던 방식의 수업을 하였다. 적용 내용은 5학년 1학기 날씨의 변화, 식물의 구조와 기능이다.
- 실험반 담임 교사 6명을 두 집단으로 나누어서 각 집단별로 1회씩 연수를 실시하였다. 주요 연수 내용은 포트폴리오 체제 적용 방안 및 기본 양 활용 방법이며, 포트폴리오 평가에 대한 안내, 포트폴리오 양식 활용 방법, 포트폴리오 체제 운영 방안 등을 소개하였다. 연수에 소요된 시간은 2시간 내외였으며, 연구자들이 설명을 하고 질의 응답을 하였다.
- 여기에는 학습 내용과 관련된 부분, 피드백과 평가를 위한 부분, 그리고 조직을 위한 부분이 포함된다. 특히 동료나 교사의 피드백과 이를 바탕으로 한 자기 발전/수정을 구체화시키기 위한 부분을 소단원마다 포함시켰다. 포트폴리오 채점 기준은 목표 유형별 과제에 따라 적용하는 채점 기준의 등급 기준이 달라지도록 개발하였다.
- 특히 동료나 교사의 피드백과 이를 바탕으로 한 자기 발전/수정을 구체화시키기 위한 부분을 소단원마다 포함시켰다. 포트폴리오 채점 기준은 목표 유형별 과제에 따라 적용하는 채점 기준의 등급 기준이 달라지도록 개발하였다. 즉, 지식 또는 기억에 대한 문항의 채점 기준은 옳고 그름의 2등급, 이해나 태도에 대한 문항은 상, 중, 하의 3등급, 수행을 요하는 과제는 5등급으로 구분하고 있다(조선형 외, 2001).
- 포트폴리오 체제 적용이 끝난 후 실험집단과 통제집단 모두에게 사전검사와 동형인 사후 검사를 실시하였다. 시기는 대체로 여름 방학 직전이었다.
- 포트폴리오 체제의 적용에 따른 과학 태도의 하위영역별 변화를 알아보기 위하여 공변량분석을 실시하였다. 분석 결과 과학교육에 대한 인식, 과학직업에 대한 인식, 과학 활동에 대한 흥미, 비판성 등의 영역과 과학학습에 대한 흥미와 자진성 영역은 통계적으로 의미있는 차이를 나타냈다(Table 9).
- 포트폴리오 체제의 지역별, 성별 적용 효과를 과학성취도, 과학 탐구능력, 과학 태도에 대해서 조사하였다.
- 1). 포트폴리오 체제의 활용 수준 은 학생 포트폴리오 분석을 통해서 파악하였다. 농촌의 3학교 중에서 포트폴리오를 적용한 실험 반이 있는 학교는 2곳이었으며, 그 중 한 학교에서는 학습 내용에 대한 포트폴리오는 작성되었으나 다른 중요한 요소들은 거의 활용하지 못하였다.
- 포트폴리오 평가에 대한 사전 연수를 받은 참여 교사들은 각각 담임하고 있는 학급에서 포트폴리오를 적용하였다. 포트폴리오 체제는 학습 내용 관련 부분, 동료 평가, 스스로 학습, 자기 평가, 교사 피드백, 학부모 피드백과 같은 여러 부분으로 이루어져 있다.
- 포트폴리오 평가의 일반 과학 수업 적용 가능성과 지역별, 성별에 따른 적용 효과를 조사하기 위한 연구 방법을 연구 절차, 연구 대상 표집, 검사 도구 및 절차, 자료 처리의 순으로 제시하였다.
- 포트폴리오 평가의 적용 가능성과 지역별, 성별 적용 효과의 순으로 결과를 제시하였다.
대상 데이터
- 사후 성취도 검사는 국립교육평가원 주관하여 실시한 1995년과 1997년 전국 초등학교 학력평가 중에서 5학년 자연과 문항 중 포트폴리오 적용과 직접적으로 관련된 날씨 변화와 식물의 구조와 기능에 관련된 문항만을 뽑은 것이다. 총 문항 수는 23문항이며, 이중 9문항이 서답형이었다.
- 포트폴리오의 현장 적용 가능성과 지역별, 성별 적용 효과를 알아보기 위해서 대도시, 중소도시에서 학교를 각각 2개교씩 표집하였으며, 농촌지역에서는 3 개교를 표집하였다. 각 학교에서 다시 5학년 중에서 2개 학급씩 표집하여 각 학교의 1학급은 포트폴리오를 적용하고, 다른 학급은 전통적인 수업 방식을 적용하였다.
- 각 학교에서 다시 5학년 중에서 2개 학급씩 표집하여 각 학교의 1학급은 포트폴리오를 적용하고, 다른 학급은 전통적인 수업 방식을 적용하였다. 한 학년에 한 학급만 있는 소규모 농촌 학교는 비슷한 규모의 인근 학교를 표집하여 같은 학년을 비교반으로 선정하였다. 이때 실험집단과 통제집단을 담당하는 교사의 특성은 성별, 교직 경력 등의 측면에서 대응되도록 하였다.
데이터처리
- 포트폴리오 체제의 적용 효과를 알아보기 위하여 과학 성취도의 사전 검사 점수를 공변량으로 한 ANCOVA. 분석을 실시하였다.
- 그러나 집단별 차이는 크지 않다. 포트폴리오 체제의 적용이 학생들의 과학 탐구 능력에 미치는 영향을 알아보기 위해서 과학 탐구 능력에 대한 사전 검사 성적을 공변량으로 하는 ANCOVA 분석을 실시하였다. 과학 탐구 능력은 전체적으로 집단에 따라 통계적으로 의미있는 차이를 보이지 않았으며 지역에 따라 의미있는 차이를 보였다(Table 5).
- 포트폴리오 체제의 적용이 학생들의 과학 태도에 미치는 영향을 알아보기 위해서 사전 검사 결과를 공 변량으로 한 ANCOVA 분석을 실시하였다. 과학 태도는 지역에 따라서 통계적으로 의미있는 차이를 보였으며, 집단이나 성별에 따른 차이는 없었다(Eble 8).
이론/모형
- 과학 태도 검사는 한국교원대학교 과학교육연구소에서 개발한 과학 태도 검사지 초등학생용 A형을 사용하였다. 이 검사지는 총 80문항으로 이루어져 있으며, 인식, 흥미, 과학적 태도 등의 주요 영역으로 이루어져 있다.
- 탐구능력 평가에는 권재술과 김범기(1994)가 개발한 과학 탐구능력 검사지를 사용하였다. 이 검사지문 항의 77.
성능/효과
- 포트폴리오 체제의 적용이 학생들의 과학 탐구 능력에 미치는 영향을 알아보기 위해서 과학 탐구 능력에 대한 사전 검사 성적을 공변량으로 하는 ANCOVA 분석을 실시하였다. 과학 탐구 능력은 전체적으로 집단에 따라 통계적으로 의미있는 차이를 보이지 않았으며 지역에 따라 의미있는 차이를 보였다(Table 5). 또한 집단과 지역 사이에는 통계적으로 유의미한 상호작용 효과가 있는 것으로 나타났다.
- 따라서 교사에 따라서 포트폴리오체제의 적용 수준은 상당한 차이를 보이는 것으로 보인다. 그럼에도 불구하고 포트폴리오 체제는 과학지식과 탐구 영역에서 전통적인 교수학습평가 방법과 대등한 효과가 있었으며, 과학 태도의 일부 영역에서는 전통적인 수업보다 더 긍정적인 효과가 있음을 알 수 있었다.
- 넷째, 포트폴리오 적용 결과 과학 성취도에서는 지역과 성별 상호작용이 있다. 포트폴리오를 적용하였을 때 대도시 지역에서는 남학생들의 성취도가 더 높았으나 중소도시와 농촌에서는 여학생의 성취도가 더 높다.
- 다섯째, 과학 탐구 능력은 대도시 지역의 학생들이 다른 지역보다 높은 성취를 보인다. 또한 포트폴리오 적용과 지역의 상호작용이 발견된다.
- 둘째, 포트폴리오 평가를 과학 수업에 적용한 결과 학생들의 과학 성취도와 탐구 능력은 기존의 수업 방법을 적용한 경우와 차이가 없다.
- 과학 탐구 능력은 전체적으로 집단에 따라 통계적으로 의미있는 차이를 보이지 않았으며 지역에 따라 의미있는 차이를 보였다(Table 5). 또한 집단과 지역 사이에는 통계적으로 유의미한 상호작용 효과가 있는 것으로 나타났다. 집단과 지역 사이의 탐구 능력에 대한 상호작용을 보다 구체적으로 알아보기 위하여 지역에 따른 집단별 사후검사 조정 평균을 Fig.
- 분석 결과 과학교육에 대한 인식, 과학직업에 대한 인식, 과학 활동에 대한 흥미, 비판성 등의 영역과 과학학습에 대한 흥미와 자진성 영역은 통계적으로 의미있는 차이를 나타냈다(Table 9). 이러한 차이는 포트폴리오 체제 적용 집단의 점수가 높아졌기 때문이 아니라 통제집단의 점수가 낮아진 탓으로 보인다.
- 분석을 실시하였다. 분석결과 실험집단과 비교집단 사이에 통계적으로 의미있는 차이는 없었다. 지역이나 성별 효과도 없었으나, 지역과 성별 사이에 통계적으로 의미있는 상호작용이 있는 것으로 발견되었다(Table 3).
- 셋째, 포트폴리오 평가를 과학 수업에 적용한 결과 학생들의 과학 태도는 전체적으로는 기존 수업 방법을 적용한 경우와 차이가 없었으나, 과학교육에 대한 인식, 과학 직업에 대한 인식, 과학 활동에 대한 흥미, 과학학습에 대한 흥미, 비판성 등과 같은 하위영역에서 긍정적인 변화가 있었다.
- 과학 탐구 능력 검사지는 총 30문항이며, 10개의 하위영역으로 구분되며, 각 하위 영역별로 3 문항씩 배정되어 있다. 전체적으로 볼 때 사후 검사점수가 사전 검사에 비해서 1점 가량 향상되는 경향을 보인다(Table 4). 그러나 집단별 차이는 크지 않다.
- 또한 포트폴리오 적용과 지역의 상호작용이 발견된다. 즉, 포트폴리오를 적용한 농촌 지역의 학생들이 과학 탐구 능력이 대도시나 중소도시 학생들보다 높은 것으로 나타났다.
- 분석결과 실험집단과 비교집단 사이에 통계적으로 의미있는 차이는 없었다. 지역이나 성별 효과도 없었으나, 지역과 성별 사이에 통계적으로 의미있는 상호작용이 있는 것으로 발견되었다(Table 3).
- 집단과 실험집단의 탐구능력은 대도시와 중소도시에서는 비교 집단이 높으나, 농촌 지역에서는 포트폴리오 체제를 적용한 집단이 더 높음을 알 수 있다(Fig. 3. ) 과학 탐구 능력의 하위 영역에서도 두 집단은 통계적으로 의미있는 차이를 보이지 않았다(Table 6).
- 같다. 첫째, 포트폴리오 평가는 일반 초등학교의 과학 교실에 적용 가능성이 높다.
- 인식 영역에서는 비교집단의 STS 영역을 제외하면, 두 집단 모두 점수가 낮아지며, 특히 비교집단에서 더 큰 폭으로 하락하는 경향을 보인다. 흥미 영역에서는 실험집단은 과학과 과학 불안은 약간 높아지지만 다른 영역은 낮아지는 경향을 보이며, 비교집단은 과학 불안만 약간 높아지는 것으로 나타났다. 과학적 태도에서는 비교집단은 모든 하위 영역에서 낮아지는 경향을 보이며 실험집단은 엇갈리는 경향을 나타내고 있다(Table 7).
후속연구
- 한세란(1999) 의 연구에서는 각 활동 양마다 과학 탐구를 경험할 수 있는 기회를 단계적으로 제공했기 때문에 과학탐구 능력이 신장되었을 가능성이 있다. 이를 위해서 앞으로 포트폴리오 체제의 설계와 영향을 보다 심층적으로 조사할 필요가 있는 것으로 판단된다. 포트폴리오 체제를 적용한 집단이 전통적 집단과 비교할 때 과학 태도에 대한 전반적인 차이는 없었다.
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