중학교 과학 개념 학습에서 비유 만들기를 이용한 수업이 학생들의 개념 이해에 미치는 효과 The Effect of an Instruction Using Generating Analogy on Students’ Conceptual Understanding in Middle School Science Concept Learning원문보기
연구에서는 비유 만들기를 이용한 수업이 과학 개념 이해, 과학 학습 동기, 과학 수업에 대한 태도에 미치는 영향과 비유 만들기에 대한 인식을 조사하였다. 중학교 1학년 2학급을 대상으로 처치 집단과 통제 집단을 선정한 후, ‘분자의 운동_ 단원에 대해 5차시 동안 수업을 진행하였다. 처치 집단의 비유 만들기를 이용한 수업은 Glynn의 Teaching-With-Analogy 모델에 기초하여 개발되었다. 이원 공변량 분석 결과, 개념 이해도에서 처치 집단이 통제 집단보다 유의미하게 높은 점수를 보였다. 그러나 과학 학습 동기와 과학 수업에 대한 태도에서는 집단 간 유의미한 차이가 없었다. 새로운 수업에 대한 인식 조사 결과, 과반수의 학생들이 비유 만들기를 어려워하였으며, 수업 단계 중 적절한 비유물 찾기를 가장 어려워하였다. 이에 대한 교육학적 함의를 논의하였다.
연구에서는 비유 만들기를 이용한 수업이 과학 개념 이해, 과학 학습 동기, 과학 수업에 대한 태도에 미치는 영향과 비유 만들기에 대한 인식을 조사하였다. 중학교 1학년 2학급을 대상으로 처치 집단과 통제 집단을 선정한 후, ‘분자의 운동_ 단원에 대해 5차시 동안 수업을 진행하였다. 처치 집단의 비유 만들기를 이용한 수업은 Glynn의 Teaching-With-Analogy 모델에 기초하여 개발되었다. 이원 공변량 분석 결과, 개념 이해도에서 처치 집단이 통제 집단보다 유의미하게 높은 점수를 보였다. 그러나 과학 학습 동기와 과학 수업에 대한 태도에서는 집단 간 유의미한 차이가 없었다. 새로운 수업에 대한 인식 조사 결과, 과반수의 학생들이 비유 만들기를 어려워하였으며, 수업 단계 중 적절한 비유물 찾기를 가장 어려워하였다. 이에 대한 교육학적 함의를 논의하였다.
study investigated the effect of an instruction using generating analogy on scientific conceptual understanding, science learning motivation, attitude toward science instruction, and perception of instruction. Two classes of seventh graders at a middle school in Seoul were randomly assigned to the t...
study investigated the effect of an instruction using generating analogy on scientific conceptual understanding, science learning motivation, attitude toward science instruction, and perception of instruction. Two classes of seventh graders at a middle school in Seoul were randomly assigned to the treatment group and the control group, and they were taught about the motion of molecules for 5 class hours. The instruction for treatment group was developed based on the Glynns Teaching-With-Analogy model. Two-way ANCOVA results revealed that the scores of the treatment group were significantly higher than those of the control group in the conception test. However, there was no significant difference between two groups in the science learning motivation test and the test on the attitude toward science instruction. Survey results on the students perception of instruction showed that generating analogy was hard for the greater part of students, and finding appropriate analog was the most difficult work. Educational implications are discussed.
study investigated the effect of an instruction using generating analogy on scientific conceptual understanding, science learning motivation, attitude toward science instruction, and perception of instruction. Two classes of seventh graders at a middle school in Seoul were randomly assigned to the treatment group and the control group, and they were taught about the motion of molecules for 5 class hours. The instruction for treatment group was developed based on the Glynns Teaching-With-Analogy model. Two-way ANCOVA results revealed that the scores of the treatment group were significantly higher than those of the control group in the conception test. However, there was no significant difference between two groups in the science learning motivation test and the test on the attitude toward science instruction. Survey results on the students perception of instruction showed that generating analogy was hard for the greater part of students, and finding appropriate analog was the most difficult work. Educational implications are discussed.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
21 그러나 교사가 제시한 비유가 학생들에게 친숙하지 않거나 비유물과 목표 개념 사이의 전이가 어려우면 비유의 효과가 감소된다. 이를 극복할 수 있는 방안의 하나로 이 연구에서는 비유 만들기 활동이 체계적으로 이루어지도록 고안한 수업의 효과를 조사하였다.
이에 이 연구에서는 비유 만들기를 이용한 수업의 효과를 조사하기 위해인지적, 정의적 측면에서 전통적인 수업과 비유 만들기를 이용한 수업을 비교하고, 학생들이 만든 비유의 특징을 살펴보았다. 이를 위해 개념 이해도, 과학 학습 동기, 과학 수업에 대한 태도 및 비유 만들기를 이용한 수업에 대한 학생들의 인식을 조사하였으며, 수업 처치와 사전 성취 수준에 따른 상호 작용 효과를 조사하였다.
제안 방법
1단계인 목표 개념에 대한 소개는 학습할 목표 개념을 학생들에게 소개하는 단계로 시범 실험을 통해 진행하였다. 본 연구에서 학생들이 만든 비유의 목표 개념은 '아세톤 분자의 증발', '잉크 분자의 확산', '풍선 속 기체 분자의 수와 압력의 관계피스톤 속 공기의 부피와 압력의 관계 ', '가열한 풍선의 부피와 온도의 관계' 등이었다.
개념 이해도 검사는 '분자의 운동', '확산', 기체의 압력', 기체의 압력과 부피의 관계', 기체의 온도와 부피의 관계와 관련된 분자 수준의 개념 이해 정도를 알아보기 위해, 선행 연구17를 참고로 5개의 문항으로 개발하였다.
통계 분석은 수업 처치를 독립 변인으로, 1학기 중간고사 과학 성적을 구획 변인으로 하는 2x2 요인 방안에 의한 이원 공변량 분석(two-way ANCOVA)을 실시하였다. 개념 이해도 검사는 1학기 중간고사 전체 성적을, 과학 학습 동기 검사와 과학 수업에 대한 태도 검사는 각각의 사전 검사 점수를 공변인으로 사용하였다.
3단계에서는 비유 선정 이유를 서술하여 비유물이 갖는 특징을 생각해보게 하였고, 4단계 에서는 빈칸 채우기 형식으로 비유물과 목표 개념의 유사성을 일대일로 대응시키는 과정을 통하여 비유를 목표 개념과 관련짓도록 하였다. 그 후 비유 사용으로 인해 유발되는 오개념에 주의하도록 TVA 모델 5, 6단계의 순서를 바꾸어 진행하였는데16우선 학생들이 만든 비유와 목표 개념과의 차이점을 서술하도록 하여 비유물이 갖는 제한점을 생각해보게 한 후, 마지막으로 학급 내 발표를 통해 만든 비유를 공유하고, 학습 내용을 정리하도록 하였다. 학습 과정 이 진행되는 동안 교사는 순회하면서 학습 상황을 점검하였다.
86이었다. 비유 만들기를 이용한 수업에 대한 인식 검사는 수업에 대한 장단점을 서술형으로 기록하고, 비유 만들기 활동 중 가장 어려웠던 단계와 비유 만들기가 어려웠던 개념을 선택한 후 그 이유를 서술하도록 하였다.
연구자가 각 집단의 수업을 2~3회 참관하여 수업 처치가 연구 계획대로 진행되는지 확인하였다. 수업 처치가 끝난 후, 개념 이해도 검사, 과학 학습 동기 검사, 과학 수업에 대한 태도 검사, 비유 만들기를 이용한 수업에 대한 인식 검사를 실시하였다.
처치 집단 학생들에게 새로운 수업 방법에 대한 오리 엔테이션 및 연습을 1차시 동안 진행하였으며, 중학교 1학년의 분자의 운동,단원 5차시 동안 수업 처치를 진행하였다. 연구자가 각 집단의 수업을 2~3회 참관하여 수업 처치가 연구 계획대로 진행되는지 확인하였다. 수업 처치가 끝난 후, 개념 이해도 검사, 과학 학습 동기 검사, 과학 수업에 대한 태도 검사, 비유 만들기를 이용한 수업에 대한 인식 검사를 실시하였다.
이에 이 연구에서는 비유 만들기를 이용한 수업의 효과를 조사하기 위해인지적, 정의적 측면에서 전통적인 수업과 비유 만들기를 이용한 수업을 비교하고, 학생들이 만든 비유의 특징을 살펴보았다. 이를 위해 개념 이해도, 과학 학습 동기, 과학 수업에 대한 태도 및 비유 만들기를 이용한 수업에 대한 학생들의 인식을 조사하였으며, 수업 처치와 사전 성취 수준에 따른 상호 작용 효과를 조사하였다.
이 연구는 서울시에 소재한 남녀 공학 중학교의 1학년 학생 62명을 대상으로 하였다. 중간고사 과학 성적과 학급 분위기가 유사한 2개 학급을 선정하여, 비유 만들기를 이용한 수업 집단(처치 집단)과 통제 집단으로 배치하였다. 학생들의 사전 성취 수준은 중간고사 과학 성적에 기초하여 상위와 하위로 구분하였으며, 각 집단의 성취 수준별 학생 수는 Table 1과 같다.
그리고 2, 4, 5번 문항은 3점 만점으로, '비과학적인 이해'는 0점, '오개념이 포함된 부분적 이해' 및 '오개념이 없는 최소한의 이해'는 1점, '오개념이 하나 포함된 충분한 이해' 및,부분적 이해'는 2점, '과학적 이해'는 3점으로 채점하였다. 채점의 신뢰도를 높이기 위해 일부 학생의 검사지를 무작위로 추출하여 2인의 연구자가 분석 한 결과를 비교하는 과정을 반복하였다. 최종적으로 분석 자간 일치도가 .
사전 검사로 과학 학습 동기 검사와 과학 수업에 대한 태도 검사를 실시하였다. 처치 전 수업 담당 교사와의 면담 및 워크샵을 통하여 교사에게 교수 방법에 대하여 숙지시킨 후, 수업 처치 이전에 연구 대상이 아닌 학급에서 새로운 방식의 수업을 연습하였다. 처치 집단 학생들에게 새로운 수업 방법에 대한 오리 엔테이션 및 연습을 1차시 동안 진행하였으며, 중학교 1학년의 분자의 운동,단원 5차시 동안 수업 처치를 진행하였다.
처치 전 수업 담당 교사와의 면담 및 워크샵을 통하여 교사에게 교수 방법에 대하여 숙지시킨 후, 수업 처치 이전에 연구 대상이 아닌 학급에서 새로운 방식의 수업을 연습하였다. 처치 집단 학생들에게 새로운 수업 방법에 대한 오리 엔테이션 및 연습을 1차시 동안 진행하였으며, 중학교 1학년의 분자의 운동,단원 5차시 동안 수업 처치를 진행하였다. 연구자가 각 집단의 수업을 2~3회 참관하여 수업 처치가 연구 계획대로 진행되는지 확인하였다.
처치 집단을 대상으로 실시한 비유 만들기를 이용한 수업 에 대한 인식 조사 결과를 유형별로 분류하였다. 학생들은 비유 만들기 수업 이 흥미를 유발하고(10명), 배운 내용을 더 쉽게 이해할 수 있게 한다(10명) 는 것을 가장 큰 장점으로 여겼다.
대상 데이터
본 연구에서 학생들이 만든 비유의 목표 개념은 '아세톤 분자의 증발', '잉크 분자의 확산', '풍선 속 기체 분자의 수와 압력의 관계피스톤 속 공기의 부피와 압력의 관계 ', '가열한 풍선의 부피와 온도의 관계' 등이었다.
비유 만들기 활동이 어려웠는지에 대한 질문에서 15명의 학생이 어려웠다고 응답한 반면에 14명의 학생들은 쉬웠다고 응답하였고, 2명의 학생들은 개념에 따라 난이도가 다르다고 응답했다. 어려웠다고 응답한 이유로는 '적절한 비유물이 생각나지 않아서', '유사한 비유 만들기가 많아서 헷갈려서' 등이 있었으며, 쉬웠다고 응답한 이유로는 '일상생활에서 소재를 찾을 수 있어서', '그림으로도 표현할 수 있어서' 등이 있었다.
이 연구는 서울시에 소재한 남녀 공학 중학교의 1학년 학생 62명을 대상으로 하였다. 중간고사 과학 성적과 학급 분위기가 유사한 2개 학급을 선정하여, 비유 만들기를 이용한 수업 집단(처치 집단)과 통제 집단으로 배치하였다.
데이터처리
95임을 확인한 후, 연구자 중 1인이 모든 검사지를 채점하였다. 통계 분석은 수업 처치를 독립 변인으로, 1학기 중간고사 과학 성적을 구획 변인으로 하는 2x2 요인 방안에 의한 이원 공변량 분석(two-way ANCOVA)을 실시하였다. 개념 이해도 검사는 1학기 중간고사 전체 성적을, 과학 학습 동기 검사와 과학 수업에 대한 태도 검사는 각각의 사전 검사 점수를 공변인으로 사용하였다.
이론/모형
개념 이해도 검사는 Noh와 Scharmann17의 기준을 이용하여 총 13점 만점으로 채점 하였다. 각 문항의 목표 개념을 설정하고, 1번과 3번 문항은 2점 만점으로, '비과학적 인 이해'는 0점, '오개념 이 포함된 부분적 이해' 및 '오개념이 없는 최소한의 이해'는 1점, '과학적 이해'는 2점으로 채점하였다.
85였다. 과학 수업에 대한 태도 검사지는 Test of Science-Related Attitudes19 중에서 과학 수업의 즐거움,범주에 해당하는 5단계 리커트 형식의 10문항을 사용하였다. 검사지의 내적 신뢰도(Cronbach,s a)는 사전, 사후 검사에서 각각 .
66이었다. 과학 학습 동기 검사는 과학 학습에 대한 주의 집중 (attention), 관련성(relevance), 자신감(confidence), 만족감(satisfaction)을 측정하기 위해 사전, 사후 검사 모두 Simplified Instructional Materials Motivation Scale1816문항을 사용하였다. 검 사지 는 모두 5단계 리커트 척도로 구성하였으며, 본 연구에서의 내적 신뢰도(Cronbach,s a)는 사전, 사후 검 사에서 각각 .
성능/효과
개념 이해도 검사의 집단별 평균, 표준 편차 및 교정 평균을 Table 2에 제시하였다. 분석 결과, 처치 집단(7.53)과 통제 집단(6.31)간 교정 평균의 차이는 통계적으로 유의미하게 나타났으며 (MS=24.70, F=9.87, p=.003), 수업 처치와 사전 성취 수준 사이의 상호작용 효과는 나타나지 않았다(MS=4.81, F=1.92, p=.171). 즉, 사전 성취 수준에 상관없이 새로운 수업 방법이 강의식 수업 방법보다 분자 수준의 개념 이해에 효과적이었다.
171). 즉, 사전 성취 수준에 상관없이 새로운 수업 방법이 강의식 수업 방법보다 분자 수준의 개념 이해에 효과적이었다.
채점의 신뢰도를 높이기 위해 일부 학생의 검사지를 무작위로 추출하여 2인의 연구자가 분석 한 결과를 비교하는 과정을 반복하였다. 최종적으로 분석 자간 일치도가 .95임을 확인한 후, 연구자 중 1인이 모든 검사지를 채점하였다. 통계 분석은 수업 처치를 독립 변인으로, 1학기 중간고사 과학 성적을 구획 변인으로 하는 2x2 요인 방안에 의한 이원 공변량 분석(two-way ANCOVA)을 실시하였다.
후속연구
학생들은 유사성 대응 단계에서 자신이 만든 비유를 체계적으로 점검하고, 비유물의 한계 논의 단계에서 비공유 속성에 대해 검토하게되므로, 비유가 목표 개념과 완전히 일치하지 않음으로써 파생되는 비유 학습의 부정적인 영향을 줄여줄 수 있다.12,13 따라서 TWA 모델에서 제시된 각 수업 단계를 비유 만들기에 적합하게 수정 ■보완한 수업은 학생들이 각 목표 개념을 이해하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.
그러나 보다 효과적인 비유 사용을 위해서는 대상 목표 개념에 대해 학생들이 쉽고 다양한 형태의 비유를 만들 수 있는지, 목표 개념에 대한 이해보다 비유 만들기가 더어려운 것은 아닌지 사전에 충분히 고려할 필요가 있 으며, 학생들의 창의적 인 사고를 유도하기 위한 방안 마련 이 필요하다. 또한, 학생들이 만든 비유에 대하여 적절한 피드백을 제공해 주면 학생들의 개념 변화를 유도할 수도 있으므로 학생들이 만든 비유와 개념 이해도의 관계는 향후에도 연구되어야 할 것으로 생각된다.
Thiele, R. B.; Treagust, D. F. Using analogies in secondary chemistry teaching; Science and Mathematics Education Centre, Curtin University of Technology: Perth, Australia, 1991
Thiele, R. B.; Treagust, D. F. Journal of Research in Science Teaching 1994, 31, 227
Pittman, K. M.; Beth-Halachmy, S. The role of prior knowledge in analogy use; Paper presented at the Annual Meeting of the American Educational Research Association, Chicago, U. S. A., 1997
Clement, J. International Journal of Science Education 1998, 20, 1271
Mason, L. Collaborative reasoning on self-generated analogies: Conceptual growth in understanding scientific phenomena; Paper presented at the annual meeting of the American Educational Research Association, San Francisco, U. S. A., 1995
Glynn, S. M. In The Psychology of Learning Science; Glynn, S.; Yeany, R.; Britton, B., Eds.; Hillsdale: Lawrence Elbaum Associates, U. S. A., 1991; p 219-240
Glynn, S. M. In Children's comprehension of narrative and expository text: Research into practice; Muth, K. D., Ed.; International Reading Association. Neward, U. S. A., 1989; p. 185-204
Sutala, V.; Krajcik, J. S. The effective use of analogies for solving mole problems in high school chemistry. Paper presented to the sixty-first annual meeting of the National Association for Research in Science Teaching, Lake Ozark, U. S. A., 1988
Zook, K. B.; Maier, J. M. Journal of Educational Psychology 1994, 86, 589
Song, S. H. The effects of motivationally adaptive computer-assisted instruction developed through the ARCS model. Unpublished doctoral dissertation, Florida State University, U. S. A., 1998
Fraser, B. J.; Fisher, D. L. Journal of Research in Science Teaching 1986, 23, 387
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.