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문제 정의
- 또한, 셋째 그룹(R3)은 동일한 10개 주제의 탐구화학실험을 수행하면서 중간검사와 사후검사를 하였으며 넷째 (R4) 와 다섯째 그룹(R5)은 동일 주제의 5차시 이론중심 수 업 후 중간검사를 실시한 다음 각각 5개 주제의 탐구화 학실험과 교과서에 의존한 전통적 실험을 수행하고 사 후검사를 실시하였다. 따라서 이 연구에서는 각 그룹 간에 실험처치 전 동 질집단에서 각 실험의 적용중간과 후에 그룹 간 과학 성취도의 차이가 나타날 것을 목표로 실험결과를 비교 •분석하였다. 실험자료.
제안 방법
- 9 이런 문제점을 극복하기 위 해 남정희는 실험 보고서에서 탐구과정기능을 강조할 수 있도록 그 형식을 제안하고, 보고서에 대한 평가 틀 을 '문제인식 및 가설설정, 실험설계 및 실험절차의 고 안, 자료수집, 자료변환 및 자료해석, 가설검증 및 결론 도출, 실험과정 평가，등 6단계로 나누어 제시하였다.7 이 연구에서는 고등학교 학생들을 대상으로 10개의 동일주제에 대한 탐구화학 실험과 교과서 중심 실험, 이론 중심 수업을 도입, 적용하고 각 수업에 대한 학습 자의 과학적 성취도 향상 정도를 논리적 사고력, 과학 탐구기능, 탐구과정 기능의 '지식으로서의 과학，과 수 공적 기능의 '방법으로서의 과학，, 실험 태도의 '가치관 과 태도로서의 과학，등의 측면에서 비교 분석하였다. 선행연구의 고찰.
- 7 남정희가 제시한 탐구과정 기능의 6단계는 ‘문제인식 및 가설설정 - 실험설계 - 자료수집 - 자료변환 및 자료해석 - 결론도출 - 평 가’이다. 이주연은26 남정희의 일반적인 평가 관점과 척 도를 바탕으로 강순희27 등이 개발한 탐구지향적 일반 화학 실험 프로그램 중에서 5개의 실험주제에 대한 보 고서 평가의 구체적 평가틀을 개발하였다. 민혜영은 SISS에서 사용한 실험과정 기능검사 문항을 수정 • 보 완한 3가지 과제의 실험을 이용하여 순환 실험 형식으 로 수행하여 이를 보고서 평가한 결과, 인지수준이 발 달함에 따라 탐구과정기능의 전체 점수와 하위 기능인 계획, 수행, 추론의 성취도가 모두 통계적으로 유의미 한 향상을 하는 것으로 나타났다.
- 연구대상. 이 연구는 남녀 고등학교 2개교 2학년 중 과학 반과 클럽활동 반 학생들을 대상으로 하여, 각 교 에서 과학반 25명, 클럽활동 반 50명의 75명씩 150명 이 었으며, 이들을 고등학교 입학 성적, IQ, 공통과학(1학 년) 성적, 과학탐구능력 검사(TSIS), 논리적 사고력 검사 (GALT) 등의 사전 검사를 통해 각 그룹별 30명, 5개 그 룹으로 세분화하고, 다시 그룹 내에서 3명을 1조로 하여 10개조를 한 그룹으로 편성호］■고 한 학기동안 실험 반 학 생과 비교 반 학생으로 구분한 다음 2명의 지도교사가 동시에 임장하여 각 그룹별로 실험을 적용하였다. 실험설계.
- 실험설계. 이 연구에서 사용한 실험설계는 동질통제 집단에 대한적용전,적용중간,적용후검사설계 (equivalent 2003, Vol. 47, No. 5 control group pretest, midtermtest and posttest design) 로 첫째 그룹(R1)은 동일한 10개 주제의 교과서에 의존 한 전통적 실험을 수행하면서 중간검사와 사후검사를 실시하였으며, 둘째 그룹(R2)은 5개 주제의 교과서에 의 존한 전통적 실험을 수행하고 중간검사를 한 다음 5개 의 탐구화학실험을 수행하고 사후검사를 하였다. 또한, 셋째 그룹(R3)은 동일한 10개 주제의 탐구화학실험을 수행하면서 중간검사와 사후검사를 하였으며 넷째 (R4) 와 다섯째 그룹(R5)은 동일 주제의 5차시 이론중심 수 업 후 중간검사를 실시한 다음 각각 5개 주제의 탐구화 학실험과 교과서에 의존한 전통적 실험을 수행하고 사 후검사를 실시하였다.
- 5 control group pretest, midtermtest and posttest design) 로 첫째 그룹(R1)은 동일한 10개 주제의 교과서에 의존 한 전통적 실험을 수행하면서 중간검사와 사후검사를 실시하였으며, 둘째 그룹(R2)은 5개 주제의 교과서에 의 존한 전통적 실험을 수행하고 중간검사를 한 다음 5개 의 탐구화학실험을 수행하고 사후검사를 하였다. 또한, 셋째 그룹(R3)은 동일한 10개 주제의 탐구화학실험을 수행하면서 중간검사와 사후검사를 하였으며 넷째 (R4) 와 다섯째 그룹(R5)은 동일 주제의 5차시 이론중심 수 업 후 중간검사를 실시한 다음 각각 5개 주제의 탐구화 학실험과 교과서에 의존한 전통적 실험을 수행하고 사 후검사를 실시하였다. 따라서 이 연구에서는 각 그룹 간에 실험처치 전 동 질집단에서 각 실험의 적용중간과 후에 그룹 간 과학 성취도의 차이가 나타날 것을 목표로 실험결과를 비교 •분석하였다.
- 기본적인 실험조작 기능 익히기 ’ 등의 10개의 탐구화학실험 주제 를 선정하여 고등학교 과정에 맞게 수정하였으며, 비교 군에 적용한 실험 자료로는 단원 1. 용액의 농도’ 등의 탐구화학 실험과 동일한 10개 주제에 대한 이론중심 수 업을 진행하는 그룹과 제6차 교육과정의 고등학교 공 통과학 교과서 7종, 화학 I 교과서 11종, 화학 II교과서 8종에서 실험 1. 중화적정’ 등의 동일 주제의 교과서 실험을 선정하여 각 그룹별로 실험 및 수업을 수행한 후 결과를 그룹으로 나누어 비교•분석하였다. 탐구화 학실험 내용은 교사의 시범실험을 통한 ‘관찰 및 탐색 단계’, 실험에 필요한 이론과 과학 지식을 학습자에게 전달하는 ‘개념 도입단계 ’, 학습자 스스로 실험을 통해 과제를 해결하는，개념 응용 및 평가단계’의 3단계로 구성되었고 이해면, 수공적 기능면, 태도면의 학습목표 에 맞춰 보고서 평가와 관찰평가를 각 평가항목에 맞게 병행하였다.
- 중화적정’ 등의 동일 주제의 교과서 실험을 선정하여 각 그룹별로 실험 및 수업을 수행한 후 결과를 그룹으로 나누어 비교•분석하였다. 탐구화 학실험 내용은 교사의 시범실험을 통한 ‘관찰 및 탐색 단계’, 실험에 필요한 이론과 과학 지식을 학습자에게 전달하는 ‘개념 도입단계 ’, 학습자 스스로 실험을 통해 과제를 해결하는，개념 응용 및 평가단계’의 3단계로 구성되었고 이해면, 수공적 기능면, 태도면의 학습목표 에 맞춰 보고서 평가와 관찰평가를 각 평가항목에 맞게 병행하였다. 또한, 각 탐구화학 실험은 우선 2시간용으 로 사용하도록 구성실험 9는 4시간용, 2차시 분同였 으며, 내용이 너무 길 경우에는 그 내용을 시간에 맞게 줄여 사용하였다.
- 탐구화 학실험 내용은 교사의 시범실험을 통한 ‘관찰 및 탐색 단계’, 실험에 필요한 이론과 과학 지식을 학습자에게 전달하는 ‘개념 도입단계 ’, 학습자 스스로 실험을 통해 과제를 해결하는，개념 응용 및 평가단계’의 3단계로 구성되었고 이해면, 수공적 기능면, 태도면의 학습목표 에 맞춰 보고서 평가와 관찰평가를 각 평가항목에 맞게 병행하였다. 또한, 각 탐구화학 실험은 우선 2시간용으 로 사용하도록 구성실험 9는 4시간용, 2차시 분同였 으며, 내용이 너무 길 경우에는 그 내용을 시간에 맞게 줄여 사용하였다. 실험보고서에 대한 평가는 시범실험 후 문제만 제시되는 비 구조화된 형태를 취했으며, 학 습자는 제시된 문제에 대해서 시범실험을 참고하여 스스로 실험의 모든 내용을 이끌어내야 한다.
- 실험보고서에 대한 평가는 시범실험 후 문제만 제시되는 비 구조화된 형태를 취했으며, 학 습자는 제시된 문제에 대해서 시범실험을 참고하여 스스로 실험의 모든 내용을 이끌어내야 한다. 실험보고서 에서는 ‘문제인식 및 가설설정, 실험설계 및 실험절차 의 고안, 자료수집, 자료변환 및 자료해석, 가설검증 및 결론도출, 실험과정 평가의 6단계 탐구과정기능을 거 치도록 하였다. 따라서 매 실험에 대하여 이러한 탐구 과정기능이 계속 반복되게 된다.
- 80 이다. 이 연구에서는 탐구실험과 전통실험, 이론수업의 각 그룹세 대해 사전 검사로 12문항의 short version을, 중간 검사와 사후 검사로 21문항의 long version을 사 용한 후 논리적 사고력의 향상정도를 각 그룹 간 인지 수준별로 비교• 분석하였다. 또한, 탐구능력의 향상 정도를 평가하기 위한 측정도 구로는 이종기가 개발한 과학 탐구 기능 검사지(TSIS) 를사용하였다.
- 59이다. 이 연구에서 는 동일 검사지를 사전, 중간, 사후에 걸쳐 총 3회 사용 하여 탐구화학실험과 교과서에 의존한 전통실험, 이론 중심 수업의 각 그룹 간 탐구능력 향상정도를 비교 • 분 석하였다. 교과서 중심의 전통실험과 탐구화학실험에 대한 실 험 태도평가는 김양현이 3단계 척도, 4개 항목으로 개 발한 개인별 실험태도 평가를 위한 구체적 인 채점 준거 를 5개 항목(토론 시 참여도, 실험 수행 시 참여도, 주 의사항 지키기, 정리정돈, 미지 문제에 대한 질문), 3단 계 척도로 세분화하여 구성하고, 교과서 중심의 전통적 실험과 탐구화학 실험에 공통적으로 포함된 실험 태도 항목에 대해 조별로 관찰 평가한 후 합산하여 그룹별로 평균을 비교•분석하였으며 평가자간 일치도는 0.
- 이 연구에서 는 동일 검사지를 사전, 중간, 사후에 걸쳐 총 3회 사용 하여 탐구화학실험과 교과서에 의존한 전통실험, 이론 중심 수업의 각 그룹 간 탐구능력 향상정도를 비교 • 분 석하였다. 교과서 중심의 전통실험과 탐구화학실험에 대한 실 험 태도평가는 김양현이 3단계 척도, 4개 항목으로 개 발한 개인별 실험태도 평가를 위한 구체적 인 채점 준거 를 5개 항목(토론 시 참여도, 실험 수행 시 참여도, 주 의사항 지키기, 정리정돈, 미지 문제에 대한 질문), 3단 계 척도로 세분화하여 구성하고, 교과서 중심의 전통적 실험과 탐구화학 실험에 공통적으로 포함된 실험 태도 항목에 대해 조별로 관찰 평가한 후 합산하여 그룹별로 평균을 비교•분석하였으며 평가자간 일치도는 0.86이 었다.31 수공적 기능의 평가에서는 학습자가 수공적 기능 면 에 대한 학습 목표를 제대로 달성했는지를 관찰을 통해 점검하는 것을 기준으로 리커트 척도(Likert Scale)의 3 단계 점수화로 채점 준거를 개발하고 교과서 중심의 전 통적 실험과 탐구화학 실험에 공통적으로 포함된 수공 적 기능 항목에 대한 향상정도를 비교 • 분석하였으며 평가자간 일치도는 0.
- 82였다. 탐구화학실험에 대한 탐구과정 기능을 평가하기 위 한 평가 도구로는 남정희가7 개발한 보고서 평가의 일 반적인 평가의 관점 및 척도’를 바탕으로 10개의 실험 중 실험 1. 기본적인 실험조작 기능 익히기 를 제외한 9개의 탐구화학실험에 대해 구체적 평가틀을 개발하였 다. 9개의 탐구화학실험 중에서 실험 2.
- 기본적인 실험조작 기능 익히기 를 제외한 9개의 탐구화학실험에 대해 구체적 평가틀을 개발하였 다. 9개의 탐구화학실험 중에서 실험 2. 액체나 고체의 밀도는 어떻게 측정하나?'를 비롯한 6개의 실험에 대한 구체적인 평가틀은 차은경이 32 개발해 놓은 것을 이 연 구의 내용에 맞게 수정 •보완하여 사용하였고 실험 8. 일상 생활에서의 산성 혹은 염기성 물질의 pH측정 및 산-염기 적정법'을 비롯한 나머지 3개의 실험에 대한 평가틀은 이 연구의 목적에 맞춰 개발하여 사용하였으 며 평가자간 일치도는 0.
- 탐구과정기능의 평 가에서 학습자는 제시된 문제에 대해서 시범실험을 참 고하여 스스로 실험의 모든 내용을 이끌어내야 한다. 실험보고서 작성의 단계는 ‘문제인식 및 가설설정, 실 험설계 및 실험절차의 고안, 자료수집, 자료변환 및 자 료해석, 가설검증 및 결론도출, 실험과정 평가'의 6단계 탐구과정 기능으로 각 단계마다 10점 만점으로 한 개 의 실험 주제에 대하여 개인별 60점 만점으로 평정한 후 조별, 그룹별로 총점과 평균을 계산한 다음 100분위 점수로 환산하여 Table 4에 제시하였다. 이 연구에서는 9개의 주제에 대하여 전반기와 후반기 모두 탐구화학 실험만을 수행하는 그룹(R3)에만 실험적용하고 학습자 의 인지수준별 탐구과정기능의 향상정도를 비교• 분석 하였다.
- 실험보고서 작성의 단계는 ‘문제인식 및 가설설정, 실 험설계 및 실험절차의 고안, 자료수집, 자료변환 및 자 료해석, 가설검증 및 결론도출, 실험과정 평가'의 6단계 탐구과정 기능으로 각 단계마다 10점 만점으로 한 개 의 실험 주제에 대하여 개인별 60점 만점으로 평정한 후 조별, 그룹별로 총점과 평균을 계산한 다음 100분위 점수로 환산하여 Table 4에 제시하였다. 이 연구에서는 9개의 주제에 대하여 전반기와 후반기 모두 탐구화학 실험만을 수행하는 그룹(R3)에만 실험적용하고 학습자 의 인지수준별 탐구과정기능의 향상정도를 비교• 분석 하였다. 탐구과정 기능의 평가는 전반적으로 10~30% 대의 매우 낮은 수준이었으며, '구체적 조작기: 과도기: 형식적 조작기'의 탐구화학 실험에 대한 평균 점수 비 율이 24.
이론/모형
- 이 연구에서는 탐구실험과 전통실험, 이론수업의 각 그룹세 대해 사전 검사로 12문항의 short version을, 중간 검사와 사후 검사로 21문항의 long version을 사 용한 후 논리적 사고력의 향상정도를 각 그룹 간 인지 수준별로 비교• 분석하였다. 또한, 탐구능력의 향상 정도를 평가하기 위한 측정도 구로는 이종기가 개발한 과학 탐구 기능 검사지(TSIS) 를사용하였다.30 과학 탐구 기능 검사지 (Test of Science Inquiry Skills)는 12개 요소 3문항씩 총 36문항으로 구 성되어있고 신뢰도(KR-20) 0.
성능/효과
- 2 이러한 과학의 성격을 강조하기 위해 현재 우리 나라에서는 제6차 과학과 교육과정의 기본 방향에 ‘지적 • 정의적 •행동적 발달의 여러 특성을 균형 있게 발달시 킬 수 있는 학습 내용을 선정 •조직한다’는 내용을 포 함하고 있으며, 이를 실현하기 위해 교육과정 상에 그 내용을 지식과 탐구활동으로 나누고 공통과학을 탐구 중심의 필수 과목으로 설정하여 대학수학능력 시험도 탐구능력 향상에 일차적인 목표를 두고 학습자의 지적 •정의적 •행동적인 모든 영역을 종합적으로 배양하도 록 하고 있다.3』 그러나 이러한 교육과정에서의 과학교육 목표에도 불 구하고 이제까지의 실태조사 연구를 보면 대부분의 학 교에서 학습자의 탐구능력 배양을 위한 실험실습을 제 대로 실시하지 않고 있고, 한 학기에 한 번 내지 두 번 정도의 실험으로 그치고, 실시하는 실험도 대부분 확인 실험에 불구 하다고 보고하고 있으며, 특히 가장 문제 점으로 지적되는 점은 현재 우리 나라에서 제6차 교육 과정에 의해 편성된 약 26종의 고등학교 공통과학과 화 학 I. II 교과서의 내용에 편성된（탐구）실험 내용이 학 습자의 탐구 능력의 향상과 예비 과학자로서의 태도 등 종합적 과학 성취도의 향상을 기하기 어려운 단순 실험 위주의 내용으로 구성되어 있다는 것이다.5 또한 이러 한 실험에 대한 평가는 본질적으로 교육목표에 바탕을 두고 이루에야 객관적이고 타당한 평가라고 말할 수 있으므로, 과학학습 지도의 성과를 평가하기 위해서는 실험실습 평가를 통해서 학습자의 과학지식에 대한 이 해도 뿐만 아니라 탐구능력과 과학적 태도 등이 골고루 평가되어야 한다.
- 86이 었다.31 수공적 기능의 평가에서는 학습자가 수공적 기능 면 에 대한 학습 목표를 제대로 달성했는지를 관찰을 통해 점검하는 것을 기준으로 리커트 척도(Likert Scale)의 3 단계 점수화로 채점 준거를 개발하고 교과서 중심의 전 통적 실험과 탐구화학 실험에 공통적으로 포함된 수공 적 기능 항목에 대한 향상정도를 비교 • 분석하였으며 평가자간 일치도는 0.82였다. 탐구화학실험에 대한 탐구과정 기능을 평가하기 위 한 평가 도구로는 남정희가7 개발한 보고서 평가의 일 반적인 평가의 관점 및 척도’를 바탕으로 10개의 실험 중 실험 1.
- 논리적 사고력의 향상정도 분석 연구 대상 학생들의 인지수준은 득점 평균값이 48.5%로 나타나 과도기에 있는 것으로 볼 수 있으나 각 인지수준별로 살펴보면 전체 학생 중 47.3%의 학생이 구체적 조작기에 있는 것으로 조사되었다. 이는 연구대상 학생들이 입시 비평 준화 지역의 중 하위권 학교의 학생들을 대상으로 한결과로 판단된다.
- 49)에 각 그룹 간 인원의 구성비 (%) 변화 추이를 나 타낸 바와 같이 구체적 조작기에서 과도기로, 과도기에 서 형식적 조작기로의 논리적 사고력의 향상정도가 두 드러짐을 알 수 있다. 또한, 이 결과를 점수로 비교해 보면 탐구화학 실험만을 수행한 R3 그룹세 대한 중간 검사와 사후검사의 전체 학생 평균점수는 52.5%로 조 사되었고, 교과서에 의존한 전통적 실험만을 수행한 R1 그룹과 전통적 실험과 이론 중심 수업을 수행한 R5 그 룹세 대한 중간검사와 사후검사의 전체 학생 평균 점수 는 이 47.9%, 는 47.6%로 조사되어 각각 4.6%와 4.9% 의 평균점수 차이를 나타내었다. 따라서 탐구화학실험을 통한 학습자의 인지능력 향 상정도를 비교해본 결과 이 실험은 유의미함(p<.
- 9% 의 평균점수 차이를 나타내었다. 따라서 탐구화학실험을 통한 학습자의 인지능력 향 상정도를 비교해본 결과 이 실험은 유의미함(p<.05)을 알 수 있다(Table 1, Table 2).
- 탐구력 지필검사의 결과 분석. 연구대상 학생들의 탐 구력 지필검사(TSIS)에서 교과서에 의존한 전통적 실 험과 이론중심 수업의 R1과 R5 그룹세서는 사전검사에 대한 중간검사와 사후검사의 TSIS의 향상 정도가 R1은 0.3%와 0.6%, Rs는 -0.3%와 0.2%로 매우 낮게 나타나 탐구능력의 향상이 매우 적은데 반해, 탐구화학 실험을 수행한 R3 그룹세서는 중간검사에서 2.2%, 사후검사에 서 5.0%의 높은 향상 정도를 나타내는 것으로 조사되 었다. 또한 후반기 5개 주제에 대해서만 탐구화학 실험 을 수행한 R와 R4 그룹세서의 중간검사와 사후검사의 TSIS의 향상 정도는 R2에서 -0.
- 0%의 높은 향상 정도를 나타내는 것으로 조사되 었다. 또한 후반기 5개 주제에 대해서만 탐구화학 실험 을 수행한 R와 R4 그룹세서의 중간검사와 사후검사의 TSIS의 향상 정도는 R2에서 -0.2%와 1.4%로, R4에서 0%와 1.9%의 향상으로 탐구화학 실험을 수행한 후반 기에서만 향상된 것으로 조사되어 탐구실험을 통한 학 습자의 인지능력의 향상 정도는 Table 3(r=.86, p<.05, S.D.=4.20)에 나타낸 바와 같이 유의미 (p<.05)하다는 것 을 알 수 있다(Table 3). 탐구과정 기능의 향상정도 분석.
- 이 연구에서는 9개의 주제에 대하여 전반기와 후반기 모두 탐구화학 실험만을 수행하는 그룹(R3)에만 실험적용하고 학습자 의 인지수준별 탐구과정기능의 향상정도를 비교• 분석 하였다. 탐구과정 기능의 평가는 전반적으로 10~30% 대의 매우 낮은 수준이었으며, '구체적 조작기: 과도기: 형식적 조작기'의 탐구화학 실험에 대한 평균 점수 비 율이 24.7:26.0:28.1%로 나타나 형식적 조작기의 학생 이 구체적 조작기나 과도기의 학생보다 탐구수행 능력 이 다소 우수한 것으로 조사되었으나 유의미하지는 않 은 것으로 나타났다. 이는 탐구과정 기능이 과학에서 매우 중요한 요소로 지속적으로 강조되어 왔지만 초등 학교와 중등학교에서 실험 중심보다는 지식 위주의 주 입식 교육과 학습자가 주도적 입장에서 실험을 수행하 기 보다는 교사의 계획과 통제에 따라 단순한 실험과정 을 수동적 입장에서 수행한 결과로 생각된다.
- 이는 탐구과정 기능이 과학에서 매우 중요한 요소로 지속적으로 강조되어 왔지만 초등 학교와 중등학교에서 실험 중심보다는 지식 위주의 주 입식 교육과 학습자가 주도적 입장에서 실험을 수행하 기 보다는 교사의 계획과 통제에 따라 단순한 실험과정 을 수동적 입장에서 수행한 결과로 생각된다. 또한, 탐 구과정 중 문제인식 및 가설설정 (25.7%), 가설검증 및 결론도출(24.0%), 실험과정 평가(13.1%) 등의 항목의 성취도가 특히 낮았으며, 이에 비해 실험설계 및 실험 절차의 고안(30.4%), 자료수집 (33.0%), 자료변환 및 자 료해석 (31.3%) 항목의 성취도는 상대적으로 다소 높은 것으로 조사되어 학생들이 하위 위계보다 상위 위계의 탐구과정 기능이 특히 부족한 것으로 나타났다. 또한, 이번 연구를 통하여 흥미로 왔던 점은 연구 대상 학생 들이 실험의 종류에 따라 과학적 성취도가 다소 다르다 는 것이었다.
- 4%의 매우 큰 차이를 보이는 것으로 보아 탐구화학 실험은 전통적 실험보다 과학 태 도 면에서 유의미함을 알 수 있었다. 이상의 결과를 종 합해 볼 때, 탐구화학 실험을 수행하는 그룹의 학생들 이 보고서의 내용에 의존하는 전통적 실험을 수행하는 학생들보다 보다 능동적으로 실험에 참여하였다는 사 실을 알 수 있었다. 수공적 기능 평가의 결과 분석.
- 수공적 기능 평가의 결과 분석. 수공적 기능의 평가 결과도 과학 태도 평가의 결과 분석과 같이 전반적으로 30~40% 대의 낮은 수준으로 나타났다. 또한 Table 6 (r=.
- 수공적 기능의 평가 결과도 과학 태도 평가의 결과 분석과 같이 전반적으로 30~40% 대의 낮은 수준으로 나타났다. 또한 Table 6 (r=.82, p<.05, S.D.=11.33)에서 보는 바와 같이 탐구화 학 실험을 수행한 그룹(R3)의 수공적 기능의 평가 결과 는 48.6%로 조사되었고, 교과서에 의존한 전통적 실험 을 수행한 그룹(Ri)의 수공적 기능의 평가 결과는 38.1% 로 나타나 두 그룹 간 점수차이는 평균 10.5%로 유의 미한(p<.05) 차이를 나타내었으며, 전반기는 전통적 실 험을 수행하고 후반기에는 탐구화학 실험을 수행한 그 룹(R2)의 전반기와 후반기의 점수는 각각 35.2%와 44.4% 로 조사되어 9.8%의 큰 차이를 보이는 것으로 보아 탐 구화학 실험은 전통적 실험보다 수공적 기능면에서 유 의미함을 알 수 있었다. 또한, 전통적 실험과 탐구화학 실험을 수행한 그룹 간의 점수 차이는 약 10% 정도로 탐구화학 실험을 수행한 그룹이 더 높아 탐구화학 실험 은 학생들의 수공적 기능을 향상시키는 한 요인으로 판 단된다고 할 수 있다.
- 이 연구의 대상 학생들은 고등학교 2학년 학생들로 인지발달 단계상 형식적 수준에 있을 것으로 예상되지 만 조사결과에 의하면 주로 구체적 조작기 수준에 있는 것으로 나타났으며 탐구실험을 통한 인지능력의 향상 정도는 인지수준이 높은 학생일수록 유의미한 향상을 보이는 것으로 조사되었다. 탐구력 지필 검사의 결과를 보면 전체적으로 전반기보다는 후반기의 성취도가 높 게 나타났으며 반기 이상이라도 탐구실험을 수행한 실 험반에서 향상정도가 유의미하게 나타난 것으로 보아 탐구실험은 전통적 실험이나 이론수업보다 학습자의 탐 구능력을 향상하는 한 요인이라고 볼 수 있었다. 또한, 기간적으로 보면 반기보다는 한학기간을 적용할 때 과 학성취도 향상정도가 큰 것으로 보아 단기간보다는 최 소한 한 학기 이상의 장기간에 걸쳐 지속적으로 수행될 때 효과가 큼을 알 수 있었다.
- 탐구력 지필 검사의 결과를 보면 전체적으로 전반기보다는 후반기의 성취도가 높 게 나타났으며 반기 이상이라도 탐구실험을 수행한 실 험반에서 향상정도가 유의미하게 나타난 것으로 보아 탐구실험은 전통적 실험이나 이론수업보다 학습자의 탐 구능력을 향상하는 한 요인이라고 볼 수 있었다. 또한, 기간적으로 보면 반기보다는 한학기간을 적용할 때 과 학성취도 향상정도가 큰 것으로 보아 단기간보다는 최 소한 한 학기 이상의 장기간에 걸쳐 지속적으로 수행될 때 효과가 큼을 알 수 있었다. 과학태도 평가나 수공적 기능의 평가에서는 전반적으로 매우 낮은 수준으로 나 타났으며 전통실험보다는 시범실험이나 조별실험을 적 용한 탐구실험에서 다소 향상된 것으로 조사되었다.
- 또한, 기간적으로 보면 반기보다는 한학기간을 적용할 때 과 학성취도 향상정도가 큰 것으로 보아 단기간보다는 최 소한 한 학기 이상의 장기간에 걸쳐 지속적으로 수행될 때 효과가 큼을 알 수 있었다. 과학태도 평가나 수공적 기능의 평가에서는 전반적으로 매우 낮은 수준으로 나 타났으며 전통실험보다는 시범실험이나 조별실험을 적 용한 탐구실험에서 다소 향상된 것으로 조사되었다. 또 한, 탐구과정 기능에 대한 평가 결과 성취도는 전반적 으로 매우 낮은 수준으로 나타났으며 인지수준에 따른 학생들의 탐구수행 능력도 유의미한 차이를 보이지 않 는 것으로 조사되었다.
- 과학태도 평가나 수공적 기능의 평가에서는 전반적으로 매우 낮은 수준으로 나 타났으며 전통실험보다는 시범실험이나 조별실험을 적 용한 탐구실험에서 다소 향상된 것으로 조사되었다. 또 한, 탐구과정 기능에 대한 평가 결과 성취도는 전반적 으로 매우 낮은 수준으로 나타났으며 인지수준에 따른 학생들의 탐구수행 능력도 유의미한 차이를 보이지 않 는 것으로 조사되었다. 이 결과를 평가항목별로 세분화 해보면 탐구과정 기능 중 다소 하위위계에 속하는 실 험설계 및 실험절차의 고안’, ‘자료수집’, ‘자료변환 및 자료해석’ 항목보다는 좀더 상위 위계에 속하는 ‘문제 인식 및 가설설정’, 가설검증 및 결론도출’, ‘실험과정 에 대한 평가’ 항목의 탐구과정 기능이 특히 부족한 것 으로 나타났다.
- 또 한, 탐구과정 기능에 대한 평가 결과 성취도는 전반적 으로 매우 낮은 수준으로 나타났으며 인지수준에 따른 학생들의 탐구수행 능력도 유의미한 차이를 보이지 않 는 것으로 조사되었다. 이 결과를 평가항목별로 세분화 해보면 탐구과정 기능 중 다소 하위위계에 속하는 실 험설계 및 실험절차의 고안’, ‘자료수집’, ‘자료변환 및 자료해석’ 항목보다는 좀더 상위 위계에 속하는 ‘문제 인식 및 가설설정’, 가설검증 및 결론도출’, ‘실험과정 에 대한 평가’ 항목의 탐구과정 기능이 특히 부족한 것 으로 나타났다. 현대는 통합적이고 창의적인 문제 해결력을 요구하 고 있으며, 특히 인지적인 측면의 통찰력이 강조되고 있다.
- 실험에 임하는 연구대 상 학생들의 과학태도 평가 결과는 전반적으로 30~40% 대의 매우 낮은 수준으로 나타났다. 또한 Table 5(r=.80, p<.05, S.D.=8.72)에서 보는 바와 같이 탐구화학 실험을 수행한 그룹(R3)의 과학태도 평 가 결과는 43.9%로 조사되었고, 교과서에 의존한 전통 적 실험을 수행한 그룹(Ri)의 과학태도 평가 결과는 33.2%로 나타나 두 그룹 간 점수차이는 평균 10.7%로 유의미한(p<.05) 차이를 나타내었으며, 전반기는 전통 적 실험을 수행하고 후반기에는 탐구화학 실험을 수행 한 그룹(R2)의 전반기와 후반기의 점수는 각각 31.3% 와 41.7%로 조사되어 10.4%의 매우 큰 차이를 보이는 것으로 보아 탐구화학 실험은 전통적 실험보다 과학 태 도 면에서 유의미함을 알 수 있었다. 이상의 결과를 종 합해 볼 때, 탐구화학 실험을 수행하는 그룹의 학생들 이 보고서의 내용에 의존하는 전통적 실험을 수행하는 학생들보다 보다 능동적으로 실험에 참여하였다는 사 실을 알 수 있었다.
- 이 연구의 대상 학생들은 고등학교 2학년 학생들로 인지발달 단계상 형식적 수준에 있을 것으로 예상되지 만 조사결과에 의하면 주로 구체적 조작기 수준에 있는 것으로 나타났으며 탐구실험을 통한 인지능력의 향상 정도는 인지수준이 높은 학생일수록 유의미한 향상을 보이는 것으로 조사되었다. 탐구력 지필 검사의 결과를 보면 전체적으로 전반기보다는 후반기의 성취도가 높 게 나타났으며 반기 이상이라도 탐구실험을 수행한 실 험반에서 향상정도가 유의미하게 나타난 것으로 보아 탐구실험은 전통적 실험이나 이론수업보다 학습자의 탐 구능력을 향상하는 한 요인이라고 볼 수 있었다.
후속연구
- 그레 단편적인 과학 지식을 우선적으로 강조하 는 현 과학 교육의 틀로는 이와 같은 시대적 요청에 부 응하기에 한계가 있으며, 이에 학습자의 종합적인 과학 성취도 향상을 위해 새로운 기준의 수업형태와 평가의 틀을 적용해 보는 것은 의미 있는 일이라고 할 수 있다. 또한, 일선 학교 현장에서는 이 연구에 사용된 평가 항 목을 그대로 적용하지 말고 학교 현장이나 학습자 등의 특성을 고려하여 단위 현장의 실정에 맞게 응용하여 사 용할 것을 제안한다. 또한, 교과서에 제시된 전통적 실험이나, 이론수업에 서도 시범실험이나 영상자료의 제시 등 다양한 형태의 간접 및 직접탐구를 통하여 학습자의 종합적 사고력과 탐구능력을 배양하는 학습형태의 다양화 및 각 학습 형 태에 맞는 평가에 대한 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.
- 또한, 일선 학교 현장에서는 이 연구에 사용된 평가 항 목을 그대로 적용하지 말고 학교 현장이나 학습자 등의 특성을 고려하여 단위 현장의 실정에 맞게 응용하여 사 용할 것을 제안한다. 또한, 교과서에 제시된 전통적 실험이나, 이론수업에 서도 시범실험이나 영상자료의 제시 등 다양한 형태의 간접 및 직접탐구를 통하여 학습자의 종합적 사고력과 탐구능력을 배양하는 학습형태의 다양화 및 각 학습 형 태에 맞는 평가에 대한 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.
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