통합과학교육으로의 다양한 시도가 이루어짐에 따라, 이 연구에서는 지구계를 중심으로 과학교육을 통합하려는 시도이며 자연을 탐구하는 보다 전체론적인 접근법을 제시하는 지구계 교육 중 그 활동 프로그램의 하나인 '지구 기후게임' 수업 모형을 현장에 적용하여 학생들의 반응을 알아보고자 하였다. 연구의 결과, 교과서 중심의 획일화된 주입식 교수-학습 방법에서 탈피한 학생이 중심이 되는 토의식 협력학습, 역할극 수업모형 등 다양한 수업 모형의 적용을 가능하게 한다. 이 연구에 적용된 ‘지구 기후 게임'은 지구계를 구성하고 있는 기권, 수권, 암권, 생물권의 상호작용에 대한이해를 도모하기에 적합한 주제였다. 지구계 교육에 대한 학생들의 반응은 정의적인 영역에서 긍정적인 변화를 보였고, 지구계 교육 활동 프로그램은 전통적인 수업 방법보다 학생들의 과학에 대해 긍정적인 태도 변화를 보여주었으며, 장기적으로 ESE 활동 프로그램은 과학적 태도 형성에 좋은 영향을 줄 것이라고 생각한다. ESE 활동 프로그램의 적용은 단원에 따라 부분적으로 선택하여 적용되는 것이 바람직하며, 이러한 교수-학습 방법은 과학을 생활에 응용하는데 매우효과가 있을 것으로 기대된다.
통합과학교육으로의 다양한 시도가 이루어짐에 따라, 이 연구에서는 지구계를 중심으로 과학교육을 통합하려는 시도이며 자연을 탐구하는 보다 전체론적인 접근법을 제시하는 지구계 교육 중 그 활동 프로그램의 하나인 '지구 기후게임' 수업 모형을 현장에 적용하여 학생들의 반응을 알아보고자 하였다. 연구의 결과, 교과서 중심의 획일화된 주입식 교수-학습 방법에서 탈피한 학생이 중심이 되는 토의식 협력학습, 역할극 수업모형 등 다양한 수업 모형의 적용을 가능하게 한다. 이 연구에 적용된 ‘지구 기후 게임'은 지구계를 구성하고 있는 기권, 수권, 암권, 생물권의 상호작용에 대한이해를 도모하기에 적합한 주제였다. 지구계 교육에 대한 학생들의 반응은 정의적인 영역에서 긍정적인 변화를 보였고, 지구계 교육 활동 프로그램은 전통적인 수업 방법보다 학생들의 과학에 대해 긍정적인 태도 변화를 보여주었으며, 장기적으로 ESE 활동 프로그램은 과학적 태도 형성에 좋은 영향을 줄 것이라고 생각한다. ESE 활동 프로그램의 적용은 단원에 따라 부분적으로 선택하여 적용되는 것이 바람직하며, 이러한 교수-학습 방법은 과학을 생활에 응용하는데 매우효과가 있을 것으로 기대된다.
While the 7th national education curriculum is gradually proceeding, science education tries various teaching-learning method for integration in science education. The first purpose of this study is to investigate Earth Systems Education(ESE), which is approaching method to integrate science educati...
While the 7th national education curriculum is gradually proceeding, science education tries various teaching-learning method for integration in science education. The first purpose of this study is to investigate Earth Systems Education(ESE), which is approaching method to integrate science education, especially in its focus on planet Earth. Also, the second purpose is to know what the reactions of students are obtained after 'The Global Climate Game' in ESE active learning program is applied to the field. The results of this study are as follows; ESE is to propose the integrated approaching method of searching for natures and ESE teaching-learning method is to try to overcome fixed conventional teaching-learning method focus on the text book, and practical application of ESE teaching-learning method is that we can develope the student-emphasized instructional program through the discussional cooperation-teaming models, role-play instructional models. In this study, 'The Global Climate Game' found that was suitable of understanding about relating of atmosphere, hydrosphere, lithosphere and biosphere composing Earth System. Reaction of most students for ESE was showed a positive change of aspect affective region and ESE active learning program is more efficient to improve schoolwork achivement and students positive attitude toward science subject than conventional teaching-learning method. Thus if ESE active learning program is applied for a long time, the general positive attitude of students concerning science will be increased, and then the students is expected to extend the ability of application of science in their life.
While the 7th national education curriculum is gradually proceeding, science education tries various teaching-learning method for integration in science education. The first purpose of this study is to investigate Earth Systems Education(ESE), which is approaching method to integrate science education, especially in its focus on planet Earth. Also, the second purpose is to know what the reactions of students are obtained after 'The Global Climate Game' in ESE active learning program is applied to the field. The results of this study are as follows; ESE is to propose the integrated approaching method of searching for natures and ESE teaching-learning method is to try to overcome fixed conventional teaching-learning method focus on the text book, and practical application of ESE teaching-learning method is that we can develope the student-emphasized instructional program through the discussional cooperation-teaming models, role-play instructional models. In this study, 'The Global Climate Game' found that was suitable of understanding about relating of atmosphere, hydrosphere, lithosphere and biosphere composing Earth System. Reaction of most students for ESE was showed a positive change of aspect affective region and ESE active learning program is more efficient to improve schoolwork achivement and students positive attitude toward science subject than conventional teaching-learning method. Thus if ESE active learning program is applied for a long time, the general positive attitude of students concerning science will be increased, and then the students is expected to extend the ability of application of science in their life.
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문제 정의
이 연구는 지구계 교육 활동 프로그램인 ''지구 기후, , 에 대한 학습주제를 게임 형태로 제작해 그 실제적 적용을 통해 학습자의 반응을 알아보았다.
본 연구의 목적은 “지구 기후”에 대한 학습주제를 게임 형태로 제작한 프로그램을 선정하고 이를 수정 . 보완한 것을 역할놀이와 협력학습의 형태로 수업한 후 학생들의 반응을 알아보는데 있으며, 질문지를 통해 학생들의, 과학에 대한 태도 검사, 를 실시하고 수업 진행 중 관찰 내용과 보고서를 통해 학생들의 반응을 조사하였다.
이 연구는 실험연구로서 이질 집단 사전 . 사후 검사 설계 (nonequivalent group pretest-post test design) 를 하였다.
이는 교사와 다른 팀들의 평가를 받아 환경점수(Score)로서 계산되어 게임이 끝난 후에 제공하게 되는 실제 지구 온도 상승과 비교함으로써 인간과.자연 환경과의 상호작용적 관계의 이해를 도모하고자 하였다. 주사위는 육면체의 각 면에 1, 2, 3, 4, 3, 2(5와 6은 쓰지 않음)의 숫자를 써넣어 특별 제작하였는데, 이는 5개의 팀이 짧은 시간 안에 보드에 준비된 많은 상황을 최대한 접할 수 있도록 하기 위한 것이었다.
이들 내용을 하나로 묶을 수 있는 방법은 지구계와 같은 공통된 주제를 중심으로 과학 내용을 통합함으로써 학생들로 하여금 자연을 통합적 관점에서 탐구하게 할 것으로 기대된다. 특히 학생들이 주위에서 경험하는 사회 및 자연현상이나 생활 경험과 직결된 지구 기후 및 환경과 관련된 내용을 선정하여 효율적인 교수-학습 방안을 모색해 보고, 나아가 환경에 대한 무지와 무감각으로 시작된 환경 오염 문제에 대한 심각성을 깨닫게 하여 일상 생활에서 환경 파괴를 방지하려는 인식을 높이고자 한다.
제안 방법
검사 도구는 실험 집단과 통제 집단 모두에게, 과학에 대한 태도, 에 관하여 과학에 대한 흥미, 과학의 필요성에 대한 인식, 과학 지식의 절대성에 대한 인지 및 과학의 신뢰성 등 네 영역에 걸쳐 실험 처치 전에 사전 검사를 실시하였고, 일주일 후 실험 처치를 하고, 사전검사와 동일한 검사지를 사용하여 사후검사를 실시하였다. 사전 .
학생들은 게임 진행을 통해 제시된 상황마다 토의를 통한 역할극으로 수업에 참여한다. 또 제공된 자료를 이용, 재조직하고, 각자의 입장에서 정보와 아이디어를 교환함으로서 가장 적절한 상황 표현 방식을 구상하고 논의하여 의사를 결정한다. 즉 게임의 진행을 설계하고 토의하며 이를 수행한다.
. 보완한 것을 역할놀이와 협력학습의 형태로 수업한 후 학생들의 반응을 알아보는데 있으며, 질문지를 통해 학생들의, 과학에 대한 태도 검사, 를 실시하고 수업 진행 중 관찰 내용과 보고서를 통해 학생들의 반응을 조사하였다.
이 연구는 실험연구로서 이질 집단 사전 . 사후 검사 설계 (nonequivalent group pretest-post test design) 를 하였다. 연구의 대상은 전주시에 위치한 고등학교 2학년 여학생 중 2개 반을 선정하고, 각각 30명을 실험 집단과 통제 집단으로 구분하여 처치하였다.
사전 . 사후 검사지로 활용한, 과학에 대한 태도 검사지, 는 1994년 김인희에 의해 개발된 검사 도구로서 각 영역 별로 25-35 문항으로 구성되어 있으며 총 133문항이고, 기존의 국내외 태도 관련 문헌으로부터 발췌된 것을 수정 . 보완한 후 예비검사를 거쳐 선정되었으며, 문항의 신뢰도는 Cronbach a는 0.
실험 시 유의 사항은 게임 전에 지구 기후 게임에 대한 탐구 활동 보고서를 나누어주고 각자의 역할에 따른 입장을 기술해둘 공간을 제시한다. 게임 진행 중에 학생들은 토론을 통해 이 보고서에 기술된 내용들을 자신의 순서가 돌아오면 앞으로 나가 자신의 입장을 피력할 기회를 갖는다.
게임이 끝나면 이 수업에 대해 스스로 평가, 반성해 볼 수 있는 시간을 주고, 앞으로 자신의 행동에 대한 자각이 이루어지도록 한다. 실험 처치 후 과학적 태도 검사를 실시하고 탐구 활동 보고서를 통해 이 수업에 대한 학생들의 반응을 분석한다.
연구의 대상은 전주시에 위치한 고등학교 2학년 여학생 중 2개 반을 선정하고, 각각 30명을 실험 집단과 통제 집단으로 구분하여 처치하였다. 실험집단은 역할놀이 및 협동학습을 통한 학생 주도적 수업 방식을 적용하였으며, 통제 집단은 지식 전달 위주의 전통적인 수업 방식을 적용하였다.
이때 교사는 팀별 과열 경쟁과 점수에 따른 사기 문제에 각별히 신경을 써야 한다. 여기서 명시된 환경 점수는 게임이 끝난 후에 이 게임에서만 적용할 수 있는 선택 카드 별 점수 환산을 통해 실제적인 기후 및 환경 변화의 예를 제시함으로써 과학과 실생활의 밀접한 관련성을 이해하도록 한다. 게임은 연속적인 2차시 활동이 요구되므로 시간을 잘 안배하여야 하며, 창의적이고 확산적인 사고를 위한 노력이 필요하다.
오하이오 주립 대학을 주축으로 개발된 ESE 활동프로그램 중 '지구 기후 게임, 을 선정하고 우리 나라 학생들에게 맞게 활동 위주의 내용을 새롭게 첨가함으로써 학생들의.흥미와 태도를 신장코자 하였으며, 게임 진행에 사용될 자료를 수집하고 보완하는 과정을 거쳤다.
이것은 다른 팀과 교사의 평가를 받아 환경점수로 환산된다. 이때 문제 해결 방식의 전략을 이용하여 다각적인 해결 방안을 논의토록 한다. 그리고 그에 대한 결과를 예상하게 한다.
지구 기후 게임의 실천을 위해 실험 집단 학생들에게 실험 전날 게임에 대한 설명과 함께 팀별 역할정보지 및 지구 기후의 변화 요인에 대한 과학적 정보지를 제공하고, 팀을 나누었다. 팀은 6명이 한 팀으로 5개의 소그룹으로 나뉘어지며, 과학자 팀, 산업기술자 팀, 시민 팀, 정치가 팀, 그리고 환경운동가 팀 등의 역할을 결정한다.
교사는 기존의 지식과 경험에 해결 방안을 접목할 수 있도록 유도한다. 토의를 통한 협력학습으로 각 상황에 대한 의사를 결정한 후 역할극의 형식으로 표현토록 한다. 이때 황금열쇠 칸을 통해 주어지는 상황은 지구 기후에 영향을 미치는 여러 요인들의 상호작용 관계에 대한 인식을 바탕으로 각자의 입장에서 상황에 대한 창의적이고 과학적인 사고를 거쳐 표현토록 하며, 팀 구성원 전체가 참여한다.
대상 데이터
1) 연구의 대상은 전주에 위치한 국립 고등학교 2 학년 여학생을 인위적으로 선정하였으며, 이 연구 결과를 모든 단원 및 모든 학생에 대해서 일반화하는 데에는 어려움이 있다.
또 게임 진행 상황을 기술할 수 있는 간단한 학생활동 위주의 보고서를 첨가하였다. 게임의 진행에 필요한 게임 보드와 주사위 및 팀별 환경점수 현황판 그리고 그림판, 황금열쇠 보드 등을 제작하였다. 먼저 게임 보드의 제작 시에는 오하이오 주립 대학의 활동 프로그램에서 제시한 게임 보드의 형식을 살리되, 황금열쇠, 라는 단어를 사용하여 흥미를 유도하였으며, 이 '황금열쇠, 란에서제시하는 상황에 따라 학생들은 팀별 토의를 거쳐 역할극으로 표현하게 된다.
과학에 대한 태도 검사지는 긍정적 문항의 경우 매우 긍정 5점, 긍정 4점, 보통 3점, 부정 2점, 매우 부정은 1점으로 채점하였고, 부정적 문항의 경우는 반대로 채점하였다. 그리고 이 연구는 현행 교과서에 제시된 기본 내용 외에 오하이오 주립대학교에서 발행한 *Earth Systems Science Activities'(1992)와 'Activities for the Changing Earth System, (1993), 그리고 오하이오 주립대학과 북콜로라도 대학에서 발행한 'SCIENCE IS A STUDY OF EARTH'(1995) 등을 참고하였으며, 과학 관련 인터넷 사이트 및 기상청 사이트, 그리고 게임을 이용한 교육의 사례들을 조사 활용하였다.
사후 검사 설계 (nonequivalent group pretest-post test design) 를 하였다. 연구의 대상은 전주시에 위치한 고등학교 2학년 여학생 중 2개 반을 선정하고, 각각 30명을 실험 집단과 통제 집단으로 구분하여 처치하였다. 실험집단은 역할놀이 및 협동학습을 통한 학생 주도적 수업 방식을 적용하였으며, 통제 집단은 지식 전달 위주의 전통적인 수업 방식을 적용하였다.
성능/효과
1) ESE 활동 프로그램의 적용 결과는 과학에 대한 태도 검사에서 평균 0.19점의 향상도를 보이고, 하위요소별로, 과학에 대한 흥미, 영역에서 평균 0.27점, , 과학의 필요성 인식, 영역에서 평균 0.35점, , 과학지식의 절대성, 및, 과학에 대한 신뢰, 영역에서 각각 평균 0.09점과 0.03점의 향상도를 보였다. t 검증의 결과도, 과학에 대한 흥미, 와, 과학의 필요성 인식, 영역에서 유의도가 0.
2) 지구계 교육에 대한 학생들의 반응은 과학적 태도에서 높은 호감도를 보였으며, 소그룹으로 나뉘어 토의 . 협력하여 역할극의 수업 활동을 하면서, 각자의 역할에 대해 흥미를 보였고, 실생활 속의 과학 활동이 이루어졌다.
3) 중학교 과학과 고등학교 공통과학 및 지구과학의 모든 수업에 지구계 교육을 적용하는 것은 교육환경 및 여건상 어려우므로 단원의 특성에 맞추어 부분적으로 도입해 시행하는 것이 현실적으로 바람직하며, 지구계 교육을 수업에 적절히 활용하기 위해서는 교육 여건의 개선과 함께 교사의 끊임없는 노력이 이어져야 한다.
03점의 향상도를 보였다. t 검증의 결과도, 과학에 대한 흥미, 와, 과학의 필요성 인식, 영역에서 유의도가 0.05 이하의 유의미한 값으로 나타났으며, 따라서 장기적으로 ESE 활동 프로그램을 적용한다면 과학에 대한 긍정적 태도를 갖게 하는데 좋은 영향을 줄 것으로 예상된다.
이는 t.검증 결과 통제집단의 '과학에 대한 신뢰' 항목의 유 의도가 0.017, 실험 집단의, 과학에 대한 흥미, , , 과학의 필요성 인식, 항목의 유의도가 0.046과 0.000으로 통계적으로 유의미한 차이를 나타냈다.
수업을 진행하면서 교사가 경험한 학생들의 반응 및 보고서를 통해 조사된 학생들의 반응은 실험 집단이 수업에 대한 관심도가 높았으며, 학생들의 적극적 주도 하에 게임이 진행된 것으로 보아 과학에 대한 태도에서 긍정적인 결과가 나온 지구 기후 게임 수업이 전통적 수업에 비하여 바람직한 것으로 생각된다. 실험 집단의 학생들은 토의를 통한 협력학습 및 역할극 활동을 통해 다양한 표현력을 보였으며, 실생활과의 관련성을 자각한 창의적인 표현들로 미루어 보아서 의식 변화가 있었던 것으로 생각된다.
후속연구
4) 실제 수업에 임한 대부분의 학생들은 새로운 방식의 수업에 대해 호기심을 갖고 적극적으로 참여하였으나, 대학 입시에 대한 심리적 압박감으로 주입식 수업을 오히려 선호하는 학생도 소수이지만 있는 것으로 봐서, 우리나라의 교육환경은 입시제도에 의해 크게 영향 받음을 실감할 수 있었으며 이에 대한 논의가 이루어져야 할 것이다.
5) 지구계 교육의 과학에 대한 태도뿐만 아니라 학업성취도에 미치는 영향과 창의성, 탐구 능력 등에 미치는 효과에 대해서 계속적인 연구가 요구된다.
또한 지구 기후 게임을 수업에 적용하기 위해서는 무엇보다 교사가 다양한 정보를 계속적으로 추가해 가면서 수정 . 보완하기를 거듭해야 하고, 지구 기후 게임 외의 다양한 소재에 대해서도 게임 형식을 통해 학생들의 흥미도를 높일 수 있을 것으로 보여진다.
제 6차 교육 과정에서 시행된 고등학교의, 공통과학'과 중학교의, 과학'은 물리, 화학, 생물, 지구과학의 내용을 한 권의 책으로 묶어 놓은 것으로 통합과학교육 과정이라 하기에는 부족한 점이 많다(임은경, 홍상욱, 정진우, 2000). 이들 내용을 하나로 묶을 수 있는 방법은 지구계와 같은 공통된 주제를 중심으로 과학 내용을 통합함으로써 학생들로 하여금 자연을 통합적 관점에서 탐구하게 할 것으로 기대된다. 특히 학생들이 주위에서 경험하는 사회 및 자연현상이나 생활 경험과 직결된 지구 기후 및 환경과 관련된 내용을 선정하여 효율적인 교수-학습 방안을 모색해 보고, 나아가 환경에 대한 무지와 무감각으로 시작된 환경 오염 문제에 대한 심각성을 깨닫게 하여 일상 생활에서 환경 파괴를 방지하려는 인식을 높이고자 한다.
참고문헌 (21)
교육과정 개정 연구위원회, 1996, 통합교과의 교육과정 ·교과서 구조개선 연구.교육부, 36 p
김두련, 1995, 과학-기술-사획(STS) 프로그램의 구안 적용을 통한 환경교육의 효율적인 지도 방안. 대구교육대학석사논문, 67 p
김소현 ·유정문, 1999, STS 자료를 이용한 자기 주도적 과학 학습의 강화 효과; 중학교 과학 2 중심으로. 한국지구과학회지, 20(2), 127-136
김인획, 1994, 중학교 과학 수업에서 STS 수업 모형의 적용 효과. 한국교원대 석사논문, 83 p
임은경 ·홍상욱 ·정진우, 2000,지구계 교육의 현장 적용에관한 연구. 한국지구과학회지 , 21(2), 93-102
Rosanne W. Fortner and Victor J. Mayer, 1993, Activities for the Changing Earth System, The Global Climate Game. The Ohio State University under National Sci-ence Foundation, 82-115
Shirley Brown, David Crosby, and Dan Jax, 1992, Eaith Systems Science Activities, Science Activities for the Middle School sponsored by a Grant. The Ohio EPA-Ohio Environmental Education Fund, i-iii, 1-3
The National Science Teachers Association, 1992, Scope, Sequence and Coordination of Secondary School Sci-ence, 120p
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