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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 집단유전의 하다바인 베르크 법칙을 연역식 수업모형(법칙-예제)과 귀납식 수업모형(예제-법칙)으로 각각 적용시킨 학습자료를 개발하고, 이 두 가지 수업모형과 학습자 특성(인지 수준, 인지양식)에 따라 나타나는 상관관계를 조사해보고자 한다. 이를 통해서 '집단 유전 개념을 효율적으로 가르칠 수 있는 수업에 대한 시사점을 얻고자 하는 것을 목적으로 하였다.
- 분석하였다. 또한 학습자의 인지 특성(논리적 사고력, 인지양식)과 집단유전 개념의 이해 정도와는 어떤 관계가 있는지를 분석하고 그 결과에 대해 논의하고자 한다.
- 본 논문의 연구 목적을 위해 제6차 교육과정의 고둥학교 인문계열에서 사용하고 있는 생물II 교과서 내용 중 집단유전과 관련된 주요 개념을 추출하였다. 추출한 개념을 기반으로 하여 6개 문항으로 구성된 개념 검사지를 본 연구자가 개발하였다.
- 본 연구는 고등학교 생물Ⅱ의 '집단 유전(하다바인 베르크 법칙)' 단원 내용을 지도함에 있어서 귀납적 지도방법과 연역적 지도방법에서 효과의 차이를 알아보고 학습자의 인지적 특성에 맞는 수업모형에 대한 시사점을 얻고자 하였다. 학습자의 인지 수준별로 사전 .
- 본 연구는 집단 유전(하다바인베르크 법칙) 개념학습에 있어서 귀납적 지도 방법과 연역적 지도 방법에서 효과의 차이를 알아보고 학습자의 인지적 특성에 맞는 수업모형에 대한 시사점을 얻고자 하였다. 연구대상은 고등학교 남학생 180이며 90명은 귀납식수업모형, 90명은 연역식 수업모형으로 수업을 하였다.
- 한다. 이를 통해서 '집단 유전 개념을 효율적으로 가르칠 수 있는 수업에 대한 시사점을 얻고자 하는 것을 목적으로 하였다.
- 학습자의 논리조작 수준에 따라 개념변화가 어떻게 나타나는지를 알아보기 위해 실시한 사전 . 사후 개념 검사에 대한 결과는 Table 4와 같다.
제안 방법
- 수업 처지 전에 논리적 사고력 검사, 인지양식 검사, 사전 개념 검사를 실시하였다. 개발한 각각의 귀납적, 연역적 하디 바인베르크 법칙학습자료(1차시 분량)를 이용하여 각 집단에 수업을 실시하였고, 그 후 사후개념검사 및 학업성취도 검사를 실시하였다.
- 귀납적 수업안의 구성요소는 단원명, 본시주제, 학습 목표, 문제의 제기, 자료의 제시 및 탐색, 규칙성 발견 및 개념 정리, 적용 및 정리로 나누었다. 연역적 수업안은 귀납적 수업안과 똑같은 요소로 구성하였으나 과정별 내용에서는 문제의 제기, 자료의 제시, 개념 도입, 개념의 검증, 개념의 적용, 적용 발전, 정리로 구성한 것이 귀납적 수업안과 다른 점이라 할 수 있다.
- 본 연구의 목적을 위해 귀납적 수업방법과 연 역적수업 방법에 의한 학생들의 집단유전 개념변화와 학업 성취도를 분석하였다. 또한 학습자의 인지 특성(논리적 사고력, 인지양식)과 집단유전 개념의 이해 정도와는 어떤 관계가 있는지를 분석하고 그 결과에 대해 논의하고자 한다.
- 선정하였다. 수업 처지 전에 논리적 사고력 검사, 인지양식 검사, 사전 개념 검사를 실시하였다. 개발한 각각의 귀납적, 연역적 하디 바인베르크 법칙학습자료(1차시 분량)를 이용하여 각 집단에 수업을 실시하였고, 그 후 사후개념검사 및 학업성취도 검사를 실시하였다.
- 학생들이 집단 유전 개념 이해에서 겪는 어려움을 고려하여 교사의 안내를 통해서 학습할 수 있도록 두 수업유형 모두에서 안내받는 계열을 사용하였다. 이에 따라 개발된 귀납적 수업안과 연역적 수업안은 각각 생물교육 전문가, 고등학교 생물교사, 생물교육 전공 대학원생에게 내용 타당도를 의뢰하였고 수정을 거쳐 보완하여 사용하였다.
- Shuhnan(1968)은 귀납적 및 연역적 계열에 있어서 교사의 안내유무에 따라 안내 받는 귀납적 계열 (보기-원리의 제시 계열), 안내 없는 귀납적 계열(보기만의 제시 계열), 안내 받는 연역적 계열(원리-보기의 제시 계열), 안내 없는 연역적 계열(원리만의 제시 계열)의 4가지 유형으로 수업 유형을 분류한 바 있다. 이에 본 연구에서 사용된 수업 유형은 안내 받는 귀납적 계열(보기-원리의 제시 계열)과 안내 받는 연역적 계열(원리-보기의 제시계열)을 사용하였다. 학생들이 집단 유전 개념 이해에서 겪는 어려움을 고려하여 교사의 안내를 통해서 학습할 수 있도록 두 수업유형 모두에서 안내받는 계열을 사용하였다.
- 연구대상은 고등학교 남학생 180이며 90명은 귀납식수업모형, 90명은 연역식 수업모형으로 수업을 하였다. 인지적 특성을 파악하기 위해서 논리적 사고력 검사(GALT)와 인지양식 검사(GEFT)를 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다.
- 추출하였다. 추출한 개념을 기반으로 하여 6개 문항으로 구성된 개념 검사지를 본 연구자가 개발하였다. 검사지에는 민족별 혈액형 출현율의 의미, 열성유전자가 몇 세대가 지나도 변화 없다는 개념, 한 집단의 표현형의 비가 변화하지 않을 조건, 대립유전자의 개념, 유전자빈도 계산, 통제된 집단의 유전자 풀(pool)에 대한 모의실험에 대한 개념 문항들이 포함되어 있다.
- 한편, 학습자들이 학습 과제를 수행한 후 성취도를 조사하기 위해 12개의 문항으로 구성된 학업성취도 검사지를 개발하였다. 검사지는 멘델 집단의 조건, 대립유전자의 빈도, 열성 유전자의 빈도, 통제된 집단의 유전자 풀(pool)에 대한 모의실험, 통제된 집단의 유전자 빈도 등의 내용으로 문항이 구성되어 있다.
대상 데이터
- 본 연구는 경기도 의정부시에 소재하고 있는 인문계 남자 고둥학교의 3학년 자연계열 4개 학급을 대상으로 귀납집단 2개 반(90명)과 연역집단 2개 반(90 명)을 선정하였다. 수업 처지 전에 논리적 사고력 검사, 인지양식 검사, 사전 개념 검사를 실시하였다.
- 하였다. 연구대상은 고등학교 남학생 180이며 90명은 귀납식수업모형, 90명은 연역식 수업모형으로 수업을 하였다. 인지적 특성을 파악하기 위해서 논리적 사고력 검사(GALT)와 인지양식 검사(GEFT)를 실시하였다.
데이터처리
- 따라서 인지수준이 형식적 단계의 학습자에게 귀납적 수업이 연역적 수업보다 효과적임을 나타낸 것이다. 과도기의 학습자들은 표본수가 작은 경우여서 비모수통계의 Mann-Whitney U test를 실시하였다.
- 본 연구에 의해 얻은 검사결과를 위한 통계처리는 SPSSwin(Ver 9.0)을 이용하였다. 분석방법은 t-test 를 통하여 유의도 검증 및 수업효과의 차이를 알아보았으며, 필요에 따라 교차분석, 비모수 통계의 Mann-Whitney U test, Wilcoxon matched누pairs signed-ranks test, Kruskal-Willis test 등의 통계처리 과정을 통하여 분석하였다.
- 0)을 이용하였다. 분석방법은 t-test 를 통하여 유의도 검증 및 수업효과의 차이를 알아보았으며, 필요에 따라 교차분석, 비모수 통계의 Mann-Whitney U test, Wilcoxon matched누pairs signed-ranks test, Kruskal-Willis test 등의 통계처리 과정을 통하여 분석하였다.
이론/모형
- 1969년에 Distefano가 제작하고 1983년에 전윤식과 장혁표가 번역, 표준화한 집단 잠입도형 검사를 사용하였다. 집단 잠입도형 검사 문항은 I부 16문항, II부 16문항으로, 모두 32문항으로 구성되어 있으며 각 문항 당 1점이며 검사시간은 I, II부 각 10분씩으로 총 20분이다.
- 본 연구에서 사용한 논리적 사고력 측정 검사 도구는 GALT(Group Assessment of Logical Thinking) 로서 1983년에 Roadranka, Yeany, Padilla 등이 6 개 하위 논리를 둔 21개 문항의 GALT지(full version)를 개발한 것을, 1983년에 12개 문항으로 축소한 Short Version GALT (Rodranka et al., 1983)지를 사용하였다. 이 검사 도구는 내적 신뢰도와 내적 타당도가 0.
성능/효과
- 검사지에는 민족별 혈액형 출현율의 의미, 열성유전자가 몇 세대가 지나도 변화 없다는 개념, 한 집단의 표현형의 비가 변화하지 않을 조건, 대립유전자의 개념, 유전자빈도 계산, 통제된 집단의 유전자 풀(pool)에 대한 모의실험에 대한 개념 문항들이 포함되어 있다. 개발된 검사지는 생물교육 전문가, 고등학교 생물교사, 생물교육전공 대학원생에게 내용 타당도를 의뢰하여 수정을 거쳤다. 문항들은 객관식 5개 문항과 주관식 1개 문항으로 이루어져 있으며 사전, 사후 개념 검사에 동일하게 사용되었다.
- 검사지에는 민족별 혈액형 출현율의 의미, 열성유전자가 몇 세대가 지나도 변화 없다는 개념, 한 집단의 표현형의 비가 변화하지 않을 조건, 대립유전자의 개념, 유전자빈도 계산, 통제된 집단의 유전자 풀(pool)에 대한 모의실험에 대한 개념 문항들이 포함되어 있다. 개발된 검사지는 생물교육 전문가, 고등학교 생물교사, 생물교육전공 대학원생에게 내용 타당도를 의뢰하여 수정을 거쳤다. 문항들은 객관식 5개 문항과 주관식 1개 문항으로 이루어져 있으며 사전, 사후 개념 검사에 동일하게 사용되었다.
- 알 수 있다. 과도기 학습자의 경우, 평균 차이에서 연역적인 수업이 보다 효과적인 것으로 보이나 통계적으로는 의미가 없는 것으로 나타났다. 형식적 조작기의 학습자 경우, 연역적 수업집단이 0.
- 과도기의 학습자는 연역적 수업에서 평균적으로 볼 때 0.4점이 향상되어 효과가 있는 것으로 보이나 통계적으로는 의미가 없는 것으로 나타났다. 과도기적 학습자의 경우 인지적 부담을 회피하려는 경향이 강하기 때문에, 이 과제 수행에 있어서 부과된 인지적 부담을 빨리 줄이기 위해서 과제수행의 정확성 보다는 속도에 더 많은 비중을 두게 되어 전반적인 학업 성취도에서 낮은 성취수준을 보이고 학습 형태에는 별 영향을 받지 않는 것으로 생각된다.
- 동일한 집단으로 나타났다. 그에 비해 사후 개념 검사에서는 귀납적 수업모형은 평균에서 L95의 변화와 연역적 수업모형은 1.01의 변화를 보여주었고 통계적으로도 유의미한 차(p<.01)가 있는 것으로 나타나 집단 유전개념인 하다바인베르크 법칙의 효율적인 수업을 위해서는 귀납적인 수업모형이 더 효과적이라고 할 수 있다.
- 이와 같은 결과는 Baron(1985)의 연구에서도 나타난 바 있다. 그에 비해 형식적 조작기의 학습자는 개념 검사에서와 마찬가지로 귀납적 수업이 연역적 수업의 학습자에 비해 평균적으로 1.39점이 향상되었으며 통계적으로도 의미 있는 차를 보였다. 즉, 형식적 조작기 단계의 학습자에게 귀납적 수업이 보다 효과적임을 알 수 있다.
- 두 집단을 분석해 볼 때 역시 귀납적 수업모형을 실시한 집단이 연역적 수업모형을 실시한 집단에 비해서 학업성취도 면에서 유의미하게 효과가 있는 (p<.oi)가 있는 것으로 나타났다.
- 01 에서 개념 검사 및 성취도 검사에서 유의미하게 효과적인 것으로 나타났다. 둘째, 귀납적 지도 방법이 형식적 조작기의 학생과 장 독립적 학생에게 있어서 연역적 지도방법에 비해 더 효과적인 것으로 나타났다. 셋째, 인지수준이 과도기에 있는 학습자와 장 의존적인 학습자에게 있어서는 연역적 수업이 평균으로 볼 때는 효과적이었으나 통계적으로는 의미가 없었다.
- 또한 장 독립 학습자들은 귀납적 수업에서 유의미한 효과를 보이고 있고 장 의존적인 학습자는 통계적으로 유의미한 차이는 보이고 있지 않으나 장 독립 학생들에 비해 연역적 계열 수업 집단이 개념 검사와 학업 성취도에서 더 높은 점수를 받았다. 이와 같은 결과는 오영순(1997)의 연구에서도 나타났는데 장 의존적 학습자들의 경우 연역적 수업에서 학업성취도가더 높은 효과를 보였다.
- 또한, 학습자의 인지수준에 따라 학업성취를 분석한 결과 과도기의 학습자들은 통계적으로는 의미가 없었으나 연역적인 방법이 조금 효과적이었고, 형식적 조작기 학습자들은 귀납적인 방법이 통계적으로 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 과도기의 학습자들은 숙고적(熟考的) 사고를 하는데 실패하기 때문에 여러 사례를 통해서 일반적인 원리나 개념을 찾아가는 귀납적 수업에서 결론적인 일반화에 도달하지 못하고 혼란을 겪고 있는 것으로 해석된다.
- 인지 양식 면에 있어 서장 의존적인 학습자들의 경우는 연역적 수업을 실시했을 때가 개념검사와 학업성취도에 있어서 약간의 향상을 보였으나 통계적으로는 의미가 없었다. 반면, 장 독립적인 학습자들은 두 개의 수업에 있어 모두 향상된 정도를 보였으며, 귀납적 수업이 연역적 수업에 비해 유의미하게 높은 점수를 나타내었다(p<.01). 이에 귀납적 수업이 보다 효과적인 것으로 나타났다.
- 사전 개념 검사에 있어서는 귀납적 수업모형의 집단과 연역적 수업모형의 집단은 평균적으로 점수 차가 거의 없었으며 통계적으로도 유의미한 차이가 없는 동일한 집단으로 나타났다. 그에 비해 사후 개념 검사에서는 귀납적 수업모형은 평균에서 L95의 변화와 연역적 수업모형은 1.
- 사후 개념 검사에서 귀납적 집단은 1.18향상되었으며 연역적 수업집단은 L67이 향상되었으나 통계적으로는 유의미한 차가 없었다. 장 독립 학습자는 귀납적 수업에서 L9, 연역적 수업은 0.
- 학습자의 인지 수준별로 사전 . 사후 개념 검사와 학업성취도 검사 결과 과도기의 학습자들은 연역적 수업에서 귀납적 수업을 실시했을 때 보다 약간의 향상을 보였으나 통계적으로는 의미가 없었던 반면 인지수준이 형식적 조작기의 학습자들은 귀납적 수업이 연역적 수업에 비해 유의미하게(p<.01)높은 점수를 보여 귀납적 수업이 보다 효과적임을 알 수 있다. 인지 양식 면에 있어 서장 의존적인 학습자들의 경우는 연역적 수업을 실시했을 때가 개념검사와 학업성취도에 있어서 약간의 향상을 보였으나 통계적으로는 의미가 없었다.
- 둘째, 귀납적 지도 방법이 형식적 조작기의 학생과 장 독립적 학생에게 있어서 연역적 지도방법에 비해 더 효과적인 것으로 나타났다. 셋째, 인지수준이 과도기에 있는 학습자와 장 의존적인 학습자에게 있어서는 연역적 수업이 평균으로 볼 때는 효과적이었으나 통계적으로는 의미가 없었다. 이러한 결과는 교사들의 학습전략을 다양화 및 학습자의 인지수준과 인지양식에 대한 고려가 필요함을 시사해준다.
- 이상의 전체적인 결과를 살펴볼 때, 수업방법에 있어서 귀납적 방법이 연역적인 방법보다 학업성취 수준을 높여주는데 유리하다는 결과가 나타났는데, 이는 귀납적인 방법은 연역적인 방법에 비해서 교재의 제시 형태가 단계적이고 교사와의 탐색을 많이 가지기 때문이라고 볼 수 있다. 즉, 추상성이 강하고 수학적 확률개념을 필요로 하는 집단유전 개념과 같은 경우 학습자의 입장에서 보면 연역적인 방법보다는 귀납적인 방법으로 수업이 진행되는 것이 학습에 유리하다고 할 수 있다.
- 18향상되었으며 연역적 수업집단은 L67이 향상되었으나 통계적으로는 유의미한 차가 없었다. 장 독립 학습자는 귀납적 수업에서 L9, 연역적 수업은 0.97이 향상되어 통계적으로 유의미한 차가 나타나(p<.01) 귀납적 수업이 보다 효과적인 것으로 나타났다.
- 이명환(2001)의 연구에서 역시 지식수준에서는 연역적 계열이, 이해와 적용 수준에서는 귀납적 계열이 학업 성취에 더 효과적인 것으로 나타났으며 목표수준이 낮을수록 연역적 계열이, 목표수준이 높을수록 귀납적 계열이 효과적이라고 결론지었다. 즉, 과도기의 학습자는 귀납적 수업계열보다는 오히려 연역적 수업계열이 효과적인 수업 방법이 될 수 있음을 시사해 주었다. 그러나 본 연구에서 과도기 집단으로 선정된 학생수가 적었기 때문에 일반화기에는 무리가 있으므로 앞으로의 연구가더 필요한 부분이라고 할 수 있다.
- 이에 귀납적 수업이 보다 효과적인 것으로 나타났다. 즉, 논■리수준이 과도기에 있는 학습자와 장 의존적인 학습자에게 있어서는 연역적 수업이 평균 면에서 볼 때는 효과적이었으나 통계적으로는 의미가 없었으며, 형식적 조작기와 장 독립적인 학생은 귀납적 수업이 보다 효과적인 것으로 나타났다. 모든 학습영역에서 귀납적인 수업이 효과가 있다고 볼 수는 없으나 추상적이고 내용이 어려워서 학습자에게 곤란을 유발하는 집단유전과 같는 개념의 학습에서는 귀납적 인수 업이 적극 활용되어야 하겠다.
- 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 귀납적인 지도 방법이 연역적인 지도방법에 비해서 유의도 수준 0.01 에서 개념 검사 및 성취도 검사에서 유의미하게 효과적인 것으로 나타났다. 둘째, 귀납적 지도 방법이 형식적 조작기의 학생과 장 독립적 학생에게 있어서 연역적 지도방법에 비해 더 효과적인 것으로 나타났다.
후속연구
- 즉, 과도기의 학습자는 귀납적 수업계열보다는 오히려 연역적 수업계열이 효과적인 수업 방법이 될 수 있음을 시사해 주었다. 그러나 본 연구에서 과도기 집단으로 선정된 학생수가 적었기 때문에 일반화기에는 무리가 있으므로 앞으로의 연구가더 필요한 부분이라고 할 수 있다.
- 제한점이 있다. 또한 장 의존성과 장 독립성의 구분에서 중간단계 또는 장 의존성과 장 독립성이 명확하지 않은 학생들을 실험집단 구성에서 배제했는데 실제로 교육 현장의 경우 이러한 학생들이 더 많은 학습에서의 문제를 지니고 있으므로 더 지속적인 연구가 필요하다.
- 모든 학습영역에서 귀납적인 수업이 효과가 있다고 볼 수는 없으나 추상적이고 내용이 어려워서 학습자에게 곤란을 유발하는 집단유전과 같는 개념의 학습에서는 귀납적 인수 업이 적극 활용되어야 하겠다. 또한 학습자 수준과 인지 양식에 따라 수업방법을 달리 적용해야 할 필요성이 있고 장 의존적 학생과 과도기, 구체적 조작기에 해당하는 학생들이 연역적 수업에서 약간의 효과를 보이고 있는데 이에 대해서는 더 심층적인 연구가 필요한 것으로 나타났다.
- 본 연구에서는 과도기의 학생과 장 의존적 학생 숫자의 제한으로 좀 더 일반화된 경향성을 밝히기가 어렵다는 제한점이 있다. 또한 장 의존성과 장 독립성의 구분에서 중간단계 또는 장 의존성과 장 독립성이 명확하지 않은 학생들을 실험집단 구성에서 배제했는데 실제로 교육 현장의 경우 이러한 학생들이 더 많은 학습에서의 문제를 지니고 있으므로 더 지속적인 연구가 필요하다.
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