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문제 정의
- 따라서 이 연구는 고등학교 물리 수업에 TAM을 적용하여 이 모형이 학생들의 과학적 가설 생성력 향상에 미치는 효과를 검증하고자 했다. 이를 위한 구체적인 연구 문제는 다음과 같다.
제안 방법
- TAM 집단에게는 삼원귀추모형이 적용된 가설생성 수업이 처치하였고, 전통 집단에게는 전통적인탐구 학습 모형의 가설 생성 활동 방법에 따라 수업을 진행하였다. TAM 집단과 전통 집단의 수업 처치과정은 Table 2와 같다.
- TAM을 적용한 수업이 가설 생성력 향상에 효과적인지를 검증하기 위해서 각 집단의 가설 생성력을 사전과 사후에 검사하였고 검사 결과를 분석하였다. 이때 권용주 등(2004)이 개발한 '과학 지식 생성력 검사, 의 귀추적 지식 생성력 검사 부분을 사용하였다.
- 프로그램을 개발하였다. 그리고 수업 처치 이전에 두 집단의 가설 생성력의 동질성을 확인하기 위해서 사전 검사를 실시하였다. 사전 검사 이후에 10개의 가설 생성 활동을 집단에 따라 투입하였다.
- 이단계에서 가설적 설명자들은 의문 현상과 유사한 경험 현상을 찾고, 그 유사 경험 현상의 인과적 설명자를 차용함으로써 생성된다. 또, 가설적 설명자들은 의문 현상과 유사한 또 다른 경험 현상을 찾아서 유사성을 비교함으로써 확인된다.
- 이 때 피험자의 가설설명도 변화경향을 분석하기 위하여 1, 4, 7, 10차의 수업 처치에서는 TAM 집단과 전통 집단이 생성한 가설의 설명도를 비교하였다. 모든 수업 처치가 종료된 이후 가설 생성력의 향상정도를 측정하기 위해서 사후 검사를 실시하여 사전 검사와의 차이를 검증하였다.
- 또한 이 검사도구는 반복검사에서 오는 기억에 의한 효과를 배제하기 위하여 타당도와 신뢰도가 확보된 2개(A형과 B형)의 동형검사를 사용하고 있다. 문항의 채점은 하위요소별로 표준점수로 변환한 다음 전체 가설지식 생성력을 산출하였다. 따라서 이 검사 도구를 통해 산출된 점수는 평균이 50이고 표준편차가 10인 표준점수로 환산된 점수를 사용하고 있다.
- 그리고 수업 처치 이전에 두 집단의 가설 생성력의 동질성을 확인하기 위해서 사전 검사를 실시하였다. 사전 검사 이후에 10개의 가설 생성 활동을 집단에 따라 투입하였다. 이 때 피험자의 가설설명도 변화경향을 분석하기 위하여 1, 4, 7, 10차의 수업 처치에서는 TAM 집단과 전통 집단이 생성한 가설의 설명도를 비교하였다.
- 반면에 전통 집단의 가설 생성 활동 과정은 상황 관찰, 의문 생성, 첫 번째 가설 생성, 두 번째 가설 생성 등으로만 구분되어 처치되었다. 수업 처치는 4개월간 10회에 걸쳐 실시되었고, 각 처치는 100분간 진행되었다.
- 연구자들은 각각의 실험 처치에서 피험자들이 생성한 가설의 설명도가 수업의 차수가 진행될수록 어떻게 변화하는지를 분석하기 위해서 각 집단의 1, 4, 7, 10차 활동에서 피험자들이 기록한 활동지의 최종 가설을 정량적으로 평가하였다. 가설의 설명도는 피험자들이 생성한 가설이 의문 상황을 얼마나 포괄적으로설명하는지를 수량화한 값이다.
- 연구자들은 과학교육 전문가 2명과 고등학교 교사 2명과의 정기적인 세미나 및 워크숍을 통해 R & D 방식으로 물리 영역의 가설 생성 활동 프로그램을 개발하였다. 프로그램 개발은 먼저 10개의 주제를 선정하여 1차 가설 생성 활동 프로그램을 개발하고, 세미나에서 전문가들의 논의를 바탕으로 수정 보완하여 2 차 프로그램을 개발하였다.
- 연구자들은 피험자들의 가설 중에 포함된 설명 요소들을 조합하여 가설을 만들고, 이 가설에 포함된 요소들을 5가지로 구분하여, 이것을 기준으로 다른 피험자의 설명 요소의 수를 비교하여 설명도를 산출했다. 즉, 의문 상황을 설명하기 위해서 5개의 설명 요소들을 포함한 가설은 5점, 세 개의 설명 요소를 포함한 경우는 3점, 한 개만을 포함한 경우는 1점 등으로 가설의 설명도를 정량화하였다.
- 사전 검사 이후에 10개의 가설 생성 활동을 집단에 따라 투입하였다. 이 때 피험자의 가설설명도 변화경향을 분석하기 위하여 1, 4, 7, 10차의 수업 처치에서는 TAM 집단과 전통 집단이 생성한 가설의 설명도를 비교하였다. 모든 수업 처치가 종료된 이후 가설 생성력의 향상정도를 측정하기 위해서 사후 검사를 실시하여 사전 검사와의 차이를 검증하였다.
- 이 연구는 먼저 TAM 집단과 전통 집단의 수업 처치를 위해 10개의 가설 생성 활동으로 구성된 교수- 학습 프로그램을 개발하였다. 그리고 수업 처치 이전에 두 집단의 가설 생성력의 동질성을 확인하기 위해서 사전 검사를 실시하였다.
- 따라서 이 검사 도구를 통해 산출된 점수는 평균이 50이고 표준편차가 10인 표준점수로 환산된 점수를 사용하고 있다. 이 연구의 사전 검사에는 A형을 사용하였고, 사후검사에는 B형을 사용하였다. 이 검사도구의 평가틀의 내용 타당도는 A형은 0.
- 프로그램 개발은 먼저 10개의 주제를 선정하여 1차 가설 생성 활동 프로그램을 개발하고, 세미나에서 전문가들의 논의를 바탕으로 수정 보완하여 2 차 프로그램을 개발하였다. 그런 이렇게 개발한 2차프로그램을 연구자들은 수업 처치 학교의 예비 반에투입한 후 학생들의 반응 결과에 따라 수정하여 최종프로그램을 확정하였다.
대상 데이터
- 연구 대상으로 하였다. 연구 대상은 이미 편성된 학급에 따라 26명은 TAM 집단으로, 나머지 27명은 전통 집단으로 배정되었다.
- 이 연구는 대도시의 Y 고등학교 2학년 남학생 53 명을 연구 대상으로 하였다. 연구 대상은 이미 편성된 학급에 따라 26명은 TAM 집단으로, 나머지 27명은 전통 집단으로 배정되었다.
데이터처리
- TAM 집단과 전통 집단의 가설 생성력 향상의 통계적 차이를 검증하기 위해서, TAM 집단의 사전 검사와 전통 집단의 사전 검사의 차이, TAM 집단의 사후 검사와 전통 집단의 사후 검사의 차이, TAM 집단의 사전 검사와 사후 검사의 차이, 전통 집단의 사전검사와 사후 검사의 차이를 T-검증 방법으로 확인하였다.
이론/모형
- 이때 권용주 등(2004)이 개발한 '과학 지식 생성력 검사, 의 귀추적 지식 생성력 검사 부분을 사용하였다. 귀추적 지식 생성력 검사는 인과적 의문 생성, 의문 분석, 경험상황 표상, 인과적 설명자 동정, 가설구성의 5개 범주에 대해서 각 범주별로 1문항씩 구성되어 있다.
성능/효과
- 구체적으로 이 연구에서 제시한 학습의 목표인 가설의 생성과 과학적 추론의 한 범주인 변인의 인식과 통제의 일부분과 연관되어 있다고 생각할 수 있다. 따라서 이 연구에서 적용된 교수전략은 과학적 추론과 사고에 관련된 과학학습에 효과적인 교수전략으로 고려될 수 있다고 판단된다. Gerber 등(2001)은 이와 같은 수업 효과의 원인을 직접 경험과 사회적인 상호작용에서 찾았다.
- 또 가설 생성 활동별 설명도를 보면, 첫 번째 활동에서는 TAM 집단과 전통 집단의 가설 설명도가 통계적으로 유의미한 수준이 아니었지만, 이후의 활동들에서 모두 통계적으로 의미 있는 수전에서 TAM 집단이 높게 나타났다.
- 92 이었다. 또, 초기 채점자간 신뢰도는 0.91 이었고, 협의후에는 100%의 일치된 결과를 얻을 수 있었다.
- 01)에서 차이를 보였다. 또한 TAM 집단에서 사전과 사후의 가설 생성력을비교한 결과도 의미 있는 수준(P < 0.01)에서 차이가나타났다. 그러나 전통 집단에서 사전과 사후의 가설생성력의 차이는 통계적으로 유의미한 수준(p < 0.
- 따라서 수업 처치 과정에서 TAM 집단은 전통집단보다 설명도가 높은 가설을 생성한다고 할 수 있다. 또한, TAM 집단과 전통 집단의 사전 검사를 비교한 결과 두 집단의 가설 생성력 차이가 통계적으로유의미한 수준(p < 0.05)이 아니었으나, 두 집단의사후 검사 비교 결과는 유의미 했으며, TAM 집단의사후 검사 점수 사전 보다 유의미하게 높아졌다(p < 0.01). 따라서 수업 처치를 통해서 TAM 집단은 전통집단보다 가설 생성력이 향상되었다고 할 수 있다.
- 김영학(2004)은 중학생을 대상으로 과학 지식 생성 프로그램을 개발하여 적용하는 연구를 수행하였다. 이 연구의 결과에 포함된 귀추적 지식 생성력의 향상을 위해서는 단순히 가설을 생성하라고요 구하는 수업 방법보다 가설 생성의 중간 과정을 학습자가 단계적으로 경험하게 하는 수업이 가설 생성력 향상에 효과적이었다. 그러나 김영학(2004)의 연구는 중학생만을 대상으로 한 연구였고, 대부분 생물과 화학 영역의 주제가 수업 처치에 이용되었다.
- 05)이 아니었다. 이상의 T-검증 결과를 종합해 볼때 실험 처치를 통해서 TAM 집단의 가설 생성력 검사 점수는 의미 있게 높아졌으나, 전통 집단은 의미있게 달라지지 않았음을 알 수 있다.
- 이상의 결과에 나타난 바와 같이 수업 처치 기간에 TAM 집단이 생성한 가설의 설명도는 평균 2.58 이었고, 전통 집단이 생성한 가설의 설명도는 1.90 이었으며, 두 집단의 차이는 통계적으로 유의미했다가 < 0.01). 따라서 수업 처치 과정에서 TAM 집단은 전통집단보다 설명도가 높은 가설을 생성한다고 할 수 있다.
- 따라서 수업 처치를 통해서 TAM 집단은 전통집단보다 가설 생성력이 향상되었다고 할 수 있다. 이상의 결론에 비추어볼 때 과학수업에서 TAM은교수 전략의 기본 골격으로 매우 유용한 모형임을 알수 있다. 또한 이 모형을 다른 과학학습에 적용하였을때 나타날 긍정적인 효과도 예상해볼 수 있다.
후속연구
- 또한 이 모형을 다른 과학학습에 적용하였을때 나타날 긍정적인 효과도 예상해볼 수 있다. 더 나아가 이 모형을 가설 생성 과정을 포함하고 있는 다른 탐구 학습 모형들, 예를 들어서 순환 학습 모형이나 가설 검증 모형 등에 적용한다면, 그 모형들을 더욱 정교화 시켜서 탐구 학습 모형의 효과를 제고할수 있을 것이다.
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