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문제 정의
- 즉, 일반적인 소집단 활동과 달리 해결자 · 청취자 활동은 상대적으로 독특한 환경 하에서 이루어지므로, 소집단 구성 방법에 따른 교수 효과 도상 이할 것으로 기대할 수 있다. 따라서 이 연구에서는 해결자 · 청취자 활동을 이용한 화학 문제 해결에서 사전 성취 수준에 따른 소집단 구성 방법의 효과를 해결자 · 청취자 활동이 영향을 미칠 것으로 기대되는 분석적 기술, 문제 해결력, 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식 측면에서 조사하였다. 이 연구의 구체적인 목표는 다음과 같다.
가설 설정
- 1) 통제 집단, 동질적 집단 구성의 해결자 · 청취자 활동 수업 집단, 이질적 집단 구성의 해결자 · 청취자 활동 수업 집단의 분석적 기술에 차이가 있는가?
제안 방법
- 중간고사 화학 성적이 비슷한 세 학급을 선정한 후, 통제 집단(전통적 수업 집단, n=40), 동질적 집단 구성의 해결자 · 청취자 활동 수업 집단n=43), 이질적 집단 구성의 해결자 · 청취자 활동 수업 집단(n=42)으로 배치하였다. 동질적 집단은 학급 내에서의 중간고사 화학 성적순으로 상위 학생 2명, 혹은 하위 학생 2명으로 집단을 구성하였으며, 이질적 집단은 상위 학생 1명과 하위 학생 1명을 한 집단으로 구성하였다.
- 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식 검사는 O'Neil과 Abedi( 1996)7} 개발한 Metacognitive Inventory를 수정하여 사용하였다. 이 검사는 문제 해결 과정에서 자신이 사용한 메타인지적 기술에 대해 스스로 평가하는 방식으로 이루어져 있으며, 인식(awareness), 인지 전략(cognitive strategy), 계획(planning), 자기 점검(self checki蛇g)의 하위 범주로 구성되어 있다.
- 수업 처치는 화학 반응식과 화학 양론에 대해 7차시 동안 진행하였다. 모든 수업은 참여 교사가 연구 대상이 아닌 학급에서 1회 이상 연습한 후 실시하였고, 연구자 중 1인 이각 집단의 수업을 매시간 참관하여 수업 처치가 의도대로 진행되는지 점검하였다. 수업 처치가 끝난 후, 분석적 기술 검사, 화학 문제 해결력 검사, 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식 검사를 실시하였다.
- 사전 성취 수준을 기준으로 동질적인 소집단과 이질적인 소집단을 구성하여 해결자 · 청취자 활동으로 수업을 진행한 후, 그 효과를 분석적 기술, 화학 문제 해결력, 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식의 측면에서 조사하였다.
- 수업 처치 이전에 중간고사 화학 성적에 기초하여 2인 1조의 소집단(동질, 이질)을 구성하고, 사전 검사로 메타인 지적 기술의 사용에 대한 인식 검사를 실시하였다. 해결자 · 청취자 활동 집단들에서는 1차시 동안 활동에 대한 오리엔테이션을 실시한 후, 대상 단원과 무관한 내용으로 3차시에 걸쳐 해결자 · 청취자 활동을 연습하였다.
- 모든 수업은 참여 교사가 연구 대상이 아닌 학급에서 1회 이상 연습한 후 실시하였고, 연구자 중 1인 이각 집단의 수업을 매시간 참관하여 수업 처치가 의도대로 진행되는지 점검하였다. 수업 처치가 끝난 후, 분석적 기술 검사, 화학 문제 해결력 검사, 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식 검사를 실시하였다.
- 해결자 · 청취자 활동 집단들에서는 1차시 동안 활동에 대한 오리엔테이션을 실시한 후, 대상 단원과 무관한 내용으로 3차시에 걸쳐 해결자 · 청취자 활동을 연습하였다. 수업 처치는 화학 반응식과 화학 양론에 대해 7차시 동안 진행하였다. 모든 수업은 참여 교사가 연구 대상이 아닌 학급에서 1회 이상 연습한 후 실시하였고, 연구자 중 1인 이각 집단의 수업을 매시간 참관하여 수업 처치가 의도대로 진행되는지 점검하였다.
- , 1992; Huffman, 1997X 참고하여 개방형 서술 문항으로 제작하였다. 이 검사는 화학 반응식 및 화학 반응의 양적 관계에 대한 2개의 문항으로 구성되어 있으며, 예비검사를 실시하여 수정 · 보완하였다. 각 문항은 1) 조건 및 목표 파악, 2) 화학 개념 이해, 3) 문제 해결 단계의 구성, 4) 문제 해결의 수행에 대한 하위 질문으로 구성되어 있다.
- Spielberger(1983)에 따르면 개인의 특성에 관련된 심리학적 속성은 시간이나 상황에 따라 그 세기가 다양하고 빠르게 변하는 상태(state)와 상태에 비하여 상대적으로 지속적인 특징을 지니는 특성(trait)으로 구분할 수 있다. 이 연구에서 사용한 검사 도구는 문제를 해결할 때 자신이 사용하는 메타인지적 기술, 즉 특성의 측면에서 메타인 지적 기술의 사용에 대해 학생 스스로 평가하는 방식으로 구성되어 있다. 따라서 특성 메타인지에 초점을 두고 있는 이 연구의 검사 도구로는 학생들이 해결자 · 청취자 활동을 통해 메타인지적 기술을 습득한 정도를 정확히 측정하지 못했을 가능성도 있다.
- 이 연구에서는 문제 해결력을 향상시킬 수 있는 방안으로 제안된 해결자 · 청취자 활동을 화학 문제 해결 학습에 적용하고, 소집단 구성 방법에 따른 교수 효과를 비교하였다. 사전 성취 수준을 기준으로 동질적인 소집단과 이질적인 소집단을 구성하여 해결자 · 청취자 활동으로 수업을 진행한 후, 그 효과를 분석적 기술, 화학 문제 해결력, 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식의 측면에서 조사하였다.
- 중간고사 화학 성적이 비슷한 세 학급을 선정한 후, 통제 집단(전통적 수업 집단, n=40), 동질적 집단 구성의 해결자 · 청취자 활동 수업 집단n=43), 이질적 집단 구성의 해결자 · 청취자 활동 수업 집단(n=42)으로 배치하였다. 동질적 집단은 학급 내에서의 중간고사 화학 성적순으로 상위 학생 2명, 혹은 하위 학생 2명으로 집단을 구성하였으며, 이질적 집단은 상위 학생 1명과 하위 학생 1명을 한 집단으로 구성하였다.
- 구성된 해결자. 청취자 활동(Think-Aloud Paired Problem Solving: TAPPS)을 제안하였다. 해결자 · 청취자 활동은 문제 해결 과정을 정확하게 인식하고 체계적으로 검토하는 분석적 기술의 습득에 효과적이므로 (Whimbey & Lochhead, 1986), 이 활동을 통해 학생들의 문제 해결력을 향상시킬 수 있을 것이다.
- 해결자 · 청취자 활동 집단들에서는 1차시 동안 활동에 대한 오리엔테이션을 실시한 후, 대상 단원과 무관한 내용으로 3차시에 걸쳐 해결자 · 청취자 활동을 연습하였다. 수업 처치는 화학 반응식과 화학 양론에 대해 7차시 동안 진행하였다.
- 화학 문제 해결력 검사는 학생들이 문제를 해결할 때 의사고 과정을 자세히 밝히기 위하여 선행 연구(Heller et al., 1992; Huffman, 1997X 참고하여 개방형 서술 문항으로 제작하였다. 이 검사는 화학 반응식 및 화학 반응의 양적 관계에 대한 2개의 문항으로 구성되어 있으며, 예비검사를 실시하여 수정 · 보완하였다.
대상 데이터
- 이 연구는 서울시에 소재한 인문계 고등학교의 문과 2 학년 3개 학급(125명)을 대상으로 실시하였다. 중간고사 화학 성적이 비슷한 세 학급을 선정한 후, 통제 집단(전통적 수업 집단, n=40), 동질적 집단 구성의 해결자 · 청취자 활동 수업 집단n=43), 이질적 집단 구성의 해결자 · 청취자 활동 수업 집단(n=42)으로 배치하였다.
데이터처리
- 소집단 구성 방법에 따른 해결자 · 청취자 활동의 효과를 조사하기 위해 수업 방법을 독립 변인으로, 분석적 기술, 화학 문제 해결력, 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식 점수를 종속 변인으로 하는 일원 공변량 분석(oneway ANCOVA)을 실시하였다. 이 때, 분석적 기술과 화학 문제 해결력은 각 종속 변인과 유의미한 상관이 있는 1학년 공통과학 점수(분석적 기술: r=.
- 0D를 공변인으로 사용하였다. 일원 공변량 분석의 기본 가정은 모두 만족되었으며, 모든 통계 분석에는 SPSS 및 SAS 통계 프로그램을 사용하였다.
이론/모형
- 분석적 기술 검사는 Whimbey와 Lochhead(1986)가 개발한 Whimbey Analytical Skills Inventory를 사용하였다. 이 검사는 총 38개의 객관식 혹은 단답식 문항으로 구성
- 화학 문제 해결력 검사의 채점 기준은 선행 연구(노태희 등, 1999; Heller et al., 1992)를 토대로 다음의 5개 범주로 구성하였다: 1) 주어진 조건과 구해야할 것을 정확히 기술하는 조건 및 목표 파악 (2점), 2) 관련된 개념에 대해 올바로 이해하는 화학 개념 이해(2점), 3) 해결 과정을 단계로 나누어 기술하는 '해결 단계 설정'(2점), 4) 올바른 답을 구하기 위한 해결 과정을 거치는 '논리적 진행'(3점), 5) 문제를 풀기 위한 계산과 수리적 조작을 올바로 수행하는 '수리적 수행 (2점). 화학 문제 해결력 검사의 1문항 당 점수는 11점이고, 총점은 22점이다.
성능/효과
- 2) 통제 집단, 동질적 집단 구성의 해결자 · 청취자 활동 수업 집단, 이질적 집단 구성의 해결자 - 청취자 활동 수업 집단의 화학 문제 해결력에 차이가 있는가?
- 3) 통제 집단, 동질적 집단 구성의 해결자 · 청취자 활동 수업 집단, 이질적 집단 구성의 해결자 · 청취자 활동 수업 집단의 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식에 차이가 있는가?
- 분석적 기술 검사 점수에 대한 각 집단의 평균, 표준편차, 교정 평균을 Table 1에 제시하였다 동질 집단의 교정 평균(29.3D이 통제 집단27.20이나 이질 집단의 교정 평균(27.09)보다 높았으며, 일원 공변량 분석 결과 그 차이가 유의미하였다(MS=63.98, F=4.10, p=.O19). 사후 검증(Tukey-Kramer) 결과, 동질 집단의 교정 평균이 이질 집단에 비해 통계적으로 유의미하게 높았고(P<.
- 비해 통계적으로 유의미하게 높았다. 그러나 화학 문제해결력 검사와 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식 검사에서는 집단 간에 통계적으로 유의미한 차이가 없었다.
- 연구 결과, 해결자 · 청취자 활동에서 동질적 집단 구성이 이질적 집단 구성에 비해 문제를 체계적으로 분석하여 해결하는 분석적 기술의 습득에 효과적이었다. 한편, 동질적 집단 구성의 해결자 · 청취자 활동은 통제 집단에 비해서도 학생들의 분석적 기술을 향상시키는 경향이 있었다.
- 않았다. 즉, 동질적인 집단 구성이 학생들의 분석적 기술은 증진시킬 수 있으나, 화학 문제 해결력을 향상시키지는 못하는 것으로 나타났다. 따라서 해결자 - 청취자 활동을 이용한 문제 해결에서 사전 성취 수준에 따른 소집단 구성 방법의 효과를 일반화하기 위해서는 계속적인 연구가 필요하다.
- 즉, 어떤 집단 구성 방법을 사용하더라도 해결자 · 청취자 활동은 학생들의 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식에 별다른 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다.
- 이러한 결과는 해결자 · 청취자 활동을 적용한 일반 화학 수업에서 문제 해결력의 향상이 없었던 Pestel(1993)의 연구, 그리고 해결자 · 청취자 활동과 전략 교수를 함께 적용한 경우에는 문제 해결력이 향상되었으나 해결자 · 청취자 활동만 적용했을 경우에는 문제 해결력이 향상되지 않았던 전경문과 노태희(2001)의 연구 결과와 유사하다. 즉, 해결자 · 청취자 활동이 문제 해결력을향상시킬 것이라는 기대(Wmbey & Lochhead, 1986) 와달리, 문제 해결 과정은 다양한 요인이 개입되는 복잡한 과정이므로 단기간의 해결자 · 청취자 활동만으로는 문제해결력이 쉽게 향상되지 않음을 확인할 수 있다.
후속연구
- 또한, 문제의 성격에 따라 상위 학생들과 하위 학생들이 해결자 · 청취자 활동에 참여하는 정도도 다를 수 있다. 따라서 학생들이 비구조화된 문제에 대해 해결자 · 청취자 활동을 수행할 때, 소집단 구성 방법에 따른 효과 및 학생들의 문제해결 행동에 대한 추후 연구가 필요하다. 한편, 이 연구의결과 해결자 · 청취자 활동을 통해 분석적 기술이 증진되더라도 이것이 문제 해결력의 향상을 보장하지는 못하였으므로, 추후 연구에서는 문제 해결력을 향상시키기 위한 또 다른 요인들에 대한 탐색이 필요하다.
- 즉, 동질적인 집단 구성이 학생들의 분석적 기술은 증진시킬 수 있으나, 화학 문제 해결력을 향상시키지는 못하는 것으로 나타났다. 따라서 해결자 - 청취자 활동을 이용한 문제 해결에서 사전 성취 수준에 따른 소집단 구성 방법의 효과를 일반화하기 위해서는 계속적인 연구가 필요하다. 또한, 선행 연구(전경문과 노태희, 2001)에서 주장하듯이, 화학 문제 해결력을 향상시키기 위해서는 해결자 · 청취자 활동 이외의 다른 측면을 고려할 필요도 있다.
- 따라서 학생들이 비구조화된 문제에 대해 해결자 · 청취자 활동을 수행할 때, 소집단 구성 방법에 따른 효과 및 학생들의 문제해결 행동에 대한 추후 연구가 필요하다. 한편, 이 연구의결과 해결자 · 청취자 활동을 통해 분석적 기술이 증진되더라도 이것이 문제 해결력의 향상을 보장하지는 못하였으므로, 추후 연구에서는 문제 해결력을 향상시키기 위한 또 다른 요인들에 대한 탐색이 필요하다. 예를 들어, 창의성이나 자신감과 같은 정의적 변인들은 문제 해결에서 중요한 요소로 제안되어 왔음에도 불구하고(Nickerson et al.
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