[논문]중등학교 과학실험수업의 탐구수준을 평가하기 위한 도구 개발 및 적용

이근준; 정진우

중등학교 과학실험수업의 탐구수준을 평가하기 위한 도구 개발 및 적용
Development and Application of an Instrument for Assessing Inquiry Level in Secondary School Science Laboratory Classrooms 원문보기

한국지구과학회지 = Journal of the Korean Earth Science Society, v.25 no.7, 2004년, pp.507 - 518

초록
AI-Helper

이 연구의 목적은 중등학교에서의 실험수업을 평가하기 위한 도구를 개발하고 이를 적용하는 것이다. Dana(2001)가 개발한 상황적 실험활동도구를 수정, 보완하여 ‘실험수업의 탐구수준을 평가하기 위한 도구’를 만들었다. 타당도를 확보하기 위하여 전문가들과 여러 차례의 협의를 거쳤으며, 15명의 과학교육 전공 대학원생들에게 의뢰하여 타당도를 검증하였다. 신뢰도를 높이기 위하여 연구자와 평가자 2인이 3개의 전사된 수업을 읽고 난 후, 함께 녹화된 실험 수업을 보여 수준을 달리 하였을 때 도구의 내용을 수정하는 방법으로 신뢰도를 확보하였다. 이렇게 만들어진 평가도구를 4명의 중학교 초임과학교사의 수업에 적용하였다. 그 결과 개발된 평가도구는 중등학교의 실험수업 탐구수준을 결정하는데 좋은 도구라는 것을 확인하였다. 본 연구에 참여한 중학교 초임과학교사의 탐구수준은 확인수준과 구조화된 탐구주준인 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to develop and validate an instrument for analysing secondary school science laboratory classroom. Three classroom of novice teachers were observed and administered Dana's (2001) situated laboratory activity instrument. Dana's situated laboratory activity instrument consists of eight categories. Each category includes four levels. Three doctoral students and two science education specialists participated in modification of the through 15 science education graduate students. To achieve reliability, the researcher and two raters observed and analyzed three videotaped classrooms through discussion. The finalized instrument was employed in four novice teacher' classes and result indicated the instrument to be useful in identifying the inquiry level of a secondary laboratory classroom. The inquiry level of four novice teachers was confirmation or observation.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

5). 2003년도 졸업한 초임교사를 대상으로 한 것은 교사경험이 짧을수록 교사의 수업에 많은 변화가 있을 것이라고 생각하여 앞으로 계속적으로 참여 교사의 과학(실험)수업의 변화를 살펴볼 목적으로 선택하였다. 수업관찰은 2003년 9월부터 20皿년 5월까지 24회의 수업을 관찰하였으며 실험수업을 대상으로 하였다.
본 연구는 실험수업 전체를 관찰하여 평가할 수 있는 도구를 만들어 실제로 교사들이 어떤 수준의 탐구를 하는지를 알아보려는 데 있다. 본 연구를 통해 답하려고 하는 연구 질문은 다음과 같다.
앞에서 문제개발, 탐구과정의 설계, 데이터 수집과 분석에 대하여 언급하였으므로 결과 설명을 위한 과학 개념의 적용에 대하여 살펴보기로 한다.
개발하였다. 이 도구의 특징은 과학교육자들에게 상황적 실험활동의 탐구수준을 기술하고 분석하며, 정확하고 일관되게 분류하기 위한 도구를 제공하기 위하여 설계되어졌다. 더욱이, SLAI(The Situated Laboratory Activity Instrument)는 상황적 실험 활동의 8가지 탐구 영역사이에 강하고 약한 부분을 확인하는데 교사를 도울 수 있다.
이 연구는 실험수업을 일관되게 볼 수 있는 탐구수준 평가 도구를 개발하여 중학교 초임교사의 수업을 분석하고자 하였다.

제안 방법

2차 수정작업 후에는수업관찰표의 필요성이 제기되어 탐구수준 평가도구를 구체적으로 드러나도록 하는 수업관찰표를 만들어 1차 수정작업을 거쳤다. 3차 수정자료는 15명의 대학원생들에게 탐구수업의 수준을 결정하기 위한, 내용 타당도 의뢰서, 라는 제목으로 8개 항목에 대하여 리커드 척도의 형태로 제시하여 타당도를 검증하였다.
Dana(2001>의 상황적 실험활동 도구와 초임 교사의 수업 관찰을 토대로 개념소개, 개념 형성을 위한 문제개발, 탐구과정 및 데이터 수집, 교사의 역할, 학생들의 역할, 학생들 간의 협동, 실험 후 전달, 평가 등 8 개 항목을 0에서 3까지 4단계로 구분하여, 탐구실험의 수준을 결정하기 위한 평가도구'를 제작하였다. 0 에서 3으로 갈수록 교사의 역할은 줄고 반면에 학생들의 역할이 더 많이 나타나는 열린 탐구의 형태를 지향하도록 하였다.
인지 . 기억적 발문을 제외한 수렴적 사고발문, 확산적 사고발문, 평가적 사고발문을 사고발문으로 보았다. 전사할 수 없었던 부분을 제외하면 대체로 참여교사들은 1시간에 30~78회의 발문이 있었다.
데이터 수집은 실험보고서의 탐구결과란에 표를 만들어 그 안에 현상을 적어 넣는 형태로 이루어졌다.
8&로 높은 것으로 나타났다. 또한 협의과정을 통하여 실험 활동의 탐구수준을 평가하기 위한 체크리스트를 제작하였다.
수업관찰은 2003년 9월부터 20皿년 5월까지 24회의 수업을 관찰하였으며 실험수업을 대상으로 하였다. 사전에 교사의 일반적인 면을 알아보기 위하여 교사 면접문항지를 작성하여 조사하였다. 이문항지에는 예비교사에 대한 질문, 교생실습, 수업에 대하여, 실험에 대하여, 탐구에 대하여, 과학의 본성에 대하여, 평가에 대하여, 기타로 구성되어 있다.
수업관찰을 통하여 '상황적 실험활동도구'에서 제시한 8가지 항목과 각 항목마다 제시된 수준, 그리고 수준의 부가적 설명을 수정하여 '과학실험수업의 탐구 수준을 평가하기 위한 도구'를 개발하였다. 이렇게 개발된 원자료는 타당도를 높이기 위하여 3명의 과학교육박사과정 학생들과 전문가 2인의 3차에 걸친 수정작업을 거쳐 완성하였다.
신뢰도를 확보하기 위하여 연구자와 평가자 2인 이 함께 녹화된 4개의 실험수업을 보며 분석하였다. 분석에 앞서 각 교사가 수업시간에 학생들에게 제공했던 실험보고서, 교사와의 면담일지, 교실 수업을 연구자가 관찰하면서 메모했던 내용 등을 미리 주어 평가자에게 수업상황을 인식하도록 하였다.
신뢰도를 확보하기 위하여 연구자와 평가자 2인 이 함께 녹화된 4개의 실험수업을 보며 협의하고 토론을 거쳐 평가도구의 신뢰도를 확보하였다. 이렇게 해서 제작된 탐구수준 평가도구를 통하여 과학 교사의 실험 수업을 일관성 있게 볼 수 있었다.
이후 수업내용 전사본과 실험수업에서의 탐구수준 평가도구, 실험활동의 탐구수준을 평가하기 위한 체크리스트를 주고 비디오를 보면서 평가자 각자가 각 항목에 대한 수준을 결정하도록 하였다. 연구자와 2명의 평가자가 작성한 평가지를 보고 서로 의견이 합치되도록 토론을 통하여 각 항목을 수정하면서 신뢰도를 확보하였다. 이러한 과정을 거쳐 만들어진 탐구수준 평가도구를 부록에 제시하였다.
교사 A, B, C, 。의 수업을 관찰한 후 개발된, 실험 수업에서의 탐구수준 평가도구, 의 항목을 분석하여 탐구 수준을 알아보았다.
설명하였다. 이 후 4개 수업의 비디오자료를 연구자와 2명의 평가자가 함께 보며 각 항목에 대한 수준을 평가하여 신뢰도를 확보하였다.
이러한 과정을 거쳐 만들어진 탐구수준 평가도구는 15명의 과학교육 전공 대학원생들에게, 탐구실험의 수준을 결정하기 위한 내용타당도 의뢰서'라는 제목으로 타당도 검증을 실시하였다. 배포된 15매의 타당도 검사지 중 12매가 회수되어 타당도 검증에 투입하였다.
88로, 타당도가 높다, 로 판정되었다. 이상과 같은 타당도 검증을 실시한 결과 항목별로 타당도가 낮은 부분을 수정하기 위하여 '학생들 간의 협동'을 구체적이고 조작적인 용어로 보완하였다.
분석에 앞서 각 교사가 수업시간에 학생들에게 제공했던 실험보고서, 교사와의 면담일지, 교실 수업을 연구자가 관찰하면서 메모했던 내용 등을 미리 주어 평가자에게 수업상황을 인식하도록 하였다. 이후 수업내용 전사본과 실험수업에서의 탐구수준 평가도구, 실험활동의 탐구수준을 평가하기 위한 체크리스트를 주고 비디오를 보면서 평가자 각자가 각 항목에 대한 수준을 결정하도록 하였다. 연구자와 2명의 평가자가 작성한 평가지를 보고 서로 의견이 합치되도록 토론을 통하여 각 항목을 수정하면서 신뢰도를 확보하였다.
탐구과정의 소개는 스크린으로 이미 작성된 과정을 보여주거나, 실험보고서에 과정을 자세히 안내하거나, 교사가 시범실험을 통하여 안내하는 방식으로 이루어졌다. 특히 교사 A의 경우에는 과정상에서 오류를 범할 수 있는 부분을 유의점으로 학생들에게 언급함으로서 학생들이 실험에서 실패할 확률을 줄이려 노력 하였다.
협동적 학습, 안내자로서의 교사, 평가, 학생의 전달과 활동, 탐구적 질문, 과학적 조사의 수행과 설계, 데이터를 모으고 분석하기, 확장된 조사의 공유 등 8가지 항목을 5단계 Likert 식 문항으로 구성하였다. 그의 연구 결과에 따르면 프로그램 참여자들의 처음과 마지막 EIOR(Extended inquiry observational rubric)의 득점 비교는 확장된 과학적 탐구 교육의 다양한 분야에서 중요한 변화를 나타내었다.

대상 데이터

타당도 검증을 실시하였다. 배포된 15매의 타당도 검사지 중 12매가 회수되어 타당도 검증에 투입하였다.
본시 수업에서 사용된 교안, 실험보고서, 유인물은 모두 모아서 분석에 사용하였다. 본 연구에서는 4명의 교사의 1차시 내용을 분석하였다.
본 연구의 대상은 2003년도 대학을 졸업하고 중학교에 발령을 받은 초임교사 4명을 대상으로 하였다 (Table 5). 2003년도 졸업한 초임교사를 대상으로 한 것은 교사경험이 짧을수록 교사의 수업에 많은 변화가 있을 것이라고 생각하여 앞으로 계속적으로 참여 교사의 과학(실험)수업의 변화를 살펴볼 목적으로 선택하였다.
2003년도 졸업한 초임교사를 대상으로 한 것은 교사경험이 짧을수록 교사의 수업에 많은 변화가 있을 것이라고 생각하여 앞으로 계속적으로 참여 교사의 과학(실험)수업의 변화를 살펴볼 목적으로 선택하였다. 수업관찰은 2003년 9월부터 20皿년 5월까지 24회의 수업을 관찰하였으며 실험수업을 대상으로 하였다. 사전에 교사의 일반적인 면을 알아보기 위하여 교사 면접문항지를 작성하여 조사하였다.

이론/모형

본 연구에서는 Dana가 개발한 상황적 실험 활동 도구의 점수를 그대로 사용하였다.
발문은 과학적 탐구와 과학 학습의 중요한구성적 요소이자 과학 학습 지도 방법과 전략의 통합적 요소이기도 하다. 본 연구에서는 교사의 발문유형을 분석하기 위하여 Blosser(송용의 역, 2002) 의과학의 발문 범주 체계를 개작한 발문 행동 분석표를 사용하였다. 수준을 판단하는 기준은 교사가 학생들의 사고를 자극하는 사고발문을 얼마나 많이 하는가? 학생의 사고를 들어내는 재발문 및 3단계 발문의 횟수와 내용은 어떠한가? 이다.

성능/효과

(1) 과학교사의 준비, (2) 과학교사가 탐구학습을 하는 것이 어렵다는 견해를 가지고 있다. (3) 과학 교사가 탐구학습은 단지 평균수준 이상을 능력을 가진 학생에게만 성공적이다 라고 믿는다. (4) 과학 교사가 탐구의 의미에 대하여 혼란스러워 한다.
개념소개, 탐구과정 및 데이터 수집, 평가에서 타당도가 높은 것으로 나타났으며, 가장 미흡한 것으로 지적된 것은 학생들 간의 협동이었다. 개념형성을 위한 문제 개발, 교사의 역할, 학생들의 역할, 실험 후전달 항목에서는 비교적 양호한 것으로 판정되었다.
개념소개의 경우 0~2수준, 교사의 역할 0~1수준, 학생들간의 협동 0~3수준, 실험후 학습결과 발표 0~ 1수준, 평가 0~1수준을 보였으며, 개념형성을 위한 문제개발, 탐구과정 및 데이터 수집, 학생들의 역할은 0수준을 보였다.
개념소개, 탐구과정 및 데이터 수집, 평가에서 타당도가 높은 것으로 나타났으며, 가장 미흡한 것으로 지적된 것은 학생들 간의 협동이었다. 개념형성을 위한 문제 개발, 교사의 역할, 학생들의 역할, 실험 후전달 항목에서는 비교적 양호한 것으로 판정되었다.
개발된 평가도구를 통하여 교사 A, B, C, D의 수업을 관찰한 결과 교사 A의 구조화된 탐구수준을 제외한 모든 교사는 확인수준으로 나타났다. 앞으로의 연구에서는 교사 A, B, C, D의 수업을 일정한 간격을 두고 관찰한 후 어떤 변화를 보이는가를 더욱 심층적으로 분석하는 것이 필요할 것이다.
이에 반하여, 본 연구에서 개발한 '실험 수업에서의 탐구수준 평가도구, 는 8가지 항목의 각 수준을 분명하게 정의하고 세분함으로써 관찰자가 편리하게 사용할 수 있고, 객관성을 유지할 수 있다.
4수준으로 구성되어 있다. 타당도를 확보하기 위하여 3차례에 걸친 협의를 거쳤으며, 12명의 과학교육 대학원생들에게 의뢰한 내용타당도는 3.8&로 높은 것으로 나타났다. 또한 협의과정을 통하여 실험 활동의 탐구수준을 평가하기 위한 체크리스트를 제작하였다.
학생들에 의해서 실험과정, 관찰 내용, 결과해석이 이루어지기 보다는 교사가 학생을 지적한 후 그 학생에게 묻는 방법으로 결과토의가 진행되어지거나, 시간이 없어 하지 못하는 경우, 스크린에 그림을 보여주고 교사가 학생들과 짧은 상호작용을 통하여 결과의 옳고 그름에 대하여 정리하는 경우 등이 관찰되었으며, 개념을 결과와 연결짓는 물음이나 발표는 없었다.
확인과 구조화된 탐구만으로 조직된 과학교육은 사실로서 과학적 지식의 진술을 이끌 뿐이며 규정된 과학적 방법이 수행되었다는 것을 드러낼 뿐이다. 이러한 과정은 독단적 주장으로 과학의 견해를 이끌 수 도 있다.

후속연구

앞으로의 연구에서는 교사 A, B, C, D의 수업을 일정한 간격을 두고 관찰한 후 어떤 변화를 보이는가를 더욱 심층적으로 분석하는 것이 필요할 것이다.

참고문헌 (19)

김영신, 2003, 예비 과학 교사가 탐구 점수표에 따라 분석한 현장 과학 수업. 한국과학교육학회지, 23 (5), 561-573

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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