중등학교 과학 실험 수업에 대한 실험 목적.상호 작용.탐구 과정의 분석 Analyses of the Aims of Laboratory Activity, Interaction, and Inquiry Process within Laboratory Instruction in Secondary School Science원문보기
이 연구의 목적은 중등 학교 과학 실험 수업의 실태를 파악하기 위해 수업을 분석하는 것이다. 이를 위해 중등학교 과학 실험 수업을 세 범주로 분석하도록 개발된 분석 도구를 활용하였다. 이 분석 도구는 실험의 목적, 상호 작용, 탐구 과정 세 가지 영역에 20가지 평가 항목으로 구성되어 있으며, 4명의 과학 교육 전문가로부터 0.89의 타당도가 확보되었다. 수업 분석을 위하여 21차시의 실험 수업이 녹화되고 전사되었다. 전사된 프로토콜과 동영상을 바탕으로 실험 수업을 분석한 결과, 중등 학교 실험 수업은 실험 목적 측면에서 선언적 지식의 습득과 과학에 대한 태도의 향상에 집중되어 있었다. 상호 작용 측면은 교사의 발문이 학생들의 발산적 사고를 유도하지 못하고 있고 학생들에 의한 주도적인 실험 기회가 주어지는 대신 교사의 직접적 지도에 의해 실험 수업이 진행되고 있으며, 학생들의 토의 과정이 거의 나타나지 않는 등 상호 작용 I 수준으로 분석되었다. 탐구 과정은 학습 주제에 대한 현상 제시 및 문제 제기가 거의 관찰되지 않았다. 학생들의 가설 설정 활동이나 예상 활동도 대부분의 수업에서 관찰되지 않았으며, 실험 설계 부분은 활동지나 교사의 지시에 의해 주어지고 있었고, 학생들은 실험 결과 기록에만 집중되어 있어 탐구 과정 수준도 I 수준으로 나타났다.
이 연구의 목적은 중등 학교 과학 실험 수업의 실태를 파악하기 위해 수업을 분석하는 것이다. 이를 위해 중등학교 과학 실험 수업을 세 범주로 분석하도록 개발된 분석 도구를 활용하였다. 이 분석 도구는 실험의 목적, 상호 작용, 탐구 과정 세 가지 영역에 20가지 평가 항목으로 구성되어 있으며, 4명의 과학 교육 전문가로부터 0.89의 타당도가 확보되었다. 수업 분석을 위하여 21차시의 실험 수업이 녹화되고 전사되었다. 전사된 프로토콜과 동영상을 바탕으로 실험 수업을 분석한 결과, 중등 학교 실험 수업은 실험 목적 측면에서 선언적 지식의 습득과 과학에 대한 태도의 향상에 집중되어 있었다. 상호 작용 측면은 교사의 발문이 학생들의 발산적 사고를 유도하지 못하고 있고 학생들에 의한 주도적인 실험 기회가 주어지는 대신 교사의 직접적 지도에 의해 실험 수업이 진행되고 있으며, 학생들의 토의 과정이 거의 나타나지 않는 등 상호 작용 I 수준으로 분석되었다. 탐구 과정은 학습 주제에 대한 현상 제시 및 문제 제기가 거의 관찰되지 않았다. 학생들의 가설 설정 활동이나 예상 활동도 대부분의 수업에서 관찰되지 않았으며, 실험 설계 부분은 활동지나 교사의 지시에 의해 주어지고 있었고, 학생들은 실험 결과 기록에만 집중되어 있어 탐구 과정 수준도 I 수준으로 나타났다.
The purpose of this study was to analyze laboratory instructions in a secondary school science with an analysis instrument on science laboratory instruction. For its purpose, we used an instrument that analyzes three dimensions of the secondary laboratory instructions. This analysis instrument was c...
The purpose of this study was to analyze laboratory instructions in a secondary school science with an analysis instrument on science laboratory instruction. For its purpose, we used an instrument that analyzes three dimensions of the secondary laboratory instructions. This analysis instrument was composed of 3 categories (the aim of the laboratory activity, interaction, and inquiry process) which are spread into 20 sub-categories, and its validity was checked by four science educators with factor of 0.89. For its purpose, 21 sessions of lab instructions were video-recorded and transcribed. According to the results, in the aims category, the instructions mainly focused on two aims; acquiring the declarative knowledge and increasing attitudes toward science. In the interaction category, some of the observations made were that the teachers's questions could not gather the students' divergent thinking, their directive instructions were centered around themselves rather than giving opportunities for students to be centered within laboratory activities, and students' interaction were rarely shown. Therefore, interaction was classified as level I. In the inquiry process, presenting phenomenon or questionings about the subjects were little observed, and students' hypothesizing and predicting were almost nonexistent. Most of the activity designs within lab session were given from the teachers' directions or worksheets, and students solely focused on data collecting and recording. Hence, inquiry process were classified level I.
The purpose of this study was to analyze laboratory instructions in a secondary school science with an analysis instrument on science laboratory instruction. For its purpose, we used an instrument that analyzes three dimensions of the secondary laboratory instructions. This analysis instrument was composed of 3 categories (the aim of the laboratory activity, interaction, and inquiry process) which are spread into 20 sub-categories, and its validity was checked by four science educators with factor of 0.89. For its purpose, 21 sessions of lab instructions were video-recorded and transcribed. According to the results, in the aims category, the instructions mainly focused on two aims; acquiring the declarative knowledge and increasing attitudes toward science. In the interaction category, some of the observations made were that the teachers's questions could not gather the students' divergent thinking, their directive instructions were centered around themselves rather than giving opportunities for students to be centered within laboratory activities, and students' interaction were rarely shown. Therefore, interaction was classified as level I. In the inquiry process, presenting phenomenon or questionings about the subjects were little observed, and students' hypothesizing and predicting were almost nonexistent. Most of the activity designs within lab session were given from the teachers' directions or worksheets, and students solely focused on data collecting and recording. Hence, inquiry process were classified level I.
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문제 정의
이 연구는 실험 수업 분석 도구 개발의 후속 연구로서, 이 분석 도구를 활용하여 중등학교 실험 수업을 분석하고 현 상태의 실험 수업의 실태를 진단하는데 그 목적이 있다.
이러한 맥락으로, 이 연구에서는 학생과 교사의 상호작용 그리고 학생과 학생과의 상호작용 중 언어적 상호작용을 중심으로 알아보았다.
이러한 필요성을 바탕으로, 실험 수업이 과학적 사고를 촉진하도록 탐구적으로 진행되는지 다층적이고 종합적인 분석을 위해 실험 목적. 상호작용.
제안 방법
실험 목적 측면에서, 각각의 8가지 목적이 실험 수업에서 의도적으로 지도되고 있는가를 교사의 활동과 프로토콜을 통해 체크하였다. 실험 목적의 각 항목에 대한 분석 결과, Table 5와 같이 나타났다.
생성하였다. 실험 수업 분석 도구를 활용하여 프로토콜과 동영상을 분석하였다.
형식으로 구성되어 있다. 실험 수업 분석표에 의해 체크된 결과는 각 범주 내의 점수를 종합하여 수준을 판정할 수 있도록 하였다.
워크샵은 개개인의 분석자가 분석 틀, 평가 기준표, 수업을 촬영한 동영상, 전사본을 이용하여 한 차시씩 분석한 후 이를 상호 비교하는 방식으로 이루어졌으며, 3차시의 수업을 분석하는 과정에서 분석자 상호 간의 이견은 분석 틀과 평가 기준표를 바탕으로 합의를 거쳐 진행하였다.
이 연구는 현재 실험 수업을 체계적이고 다층적인 관점으로 분석하기 위하여 실험 수업 분석 도구를 가지고 21차시 분의 중등 과학 실험 수업을 분석하였다. 분석 관점은 실험 수업 목적의 다양성, 상호작용의 수준, 탐구과정 수준의 세 가지 측면이다.
이 워크샵을 통해 분석에 필요한 공동의 기준을 확보한 후 2인 1조로 세 팀을 이루어, 각 팀별로 7차시씩 분석하였다. 분석팀 내 분석과정은 두 명의 분석자가 평가 기준표를 바탕으로 합의하여 점수를 부여하였다.
촬영하였다. 이와 함께 모든 수업에서 연구자는 녹화하기 어려운 학급의 분위기나 교사의 태도등 분석 내용에 영향을 줄 사항들은 Field note로 작성하였다.
대상 데이터
Table 1을 보면, 촬영된 교사는 모두 18명이나 중학교에서 세 명의 교사를 두 차시씩 촬영하여 21차시의 수업이 분석되었다. 이들 세 교사에 대한 수업은 Table 2의 (6) 과 (7), (9) 와 (15), (13) 과 (14)번의 수업이다.
이 기간에 촬영한 수업은 총 30차시분이었다. 그 중 수업상의 소음으로 인해 전사되지 못하였거나 분석 도구의 세 가지 범주 중 한 항목이라도 분석되지 못한 수업 9차시를 제외한 21차시분의 실험 수업이 분석대상으로 선정되었다.
전공 석. 박사 과정생으로 총 6인으로 분석팀을 구성하였다. 이 분석팀은 분석 도구와 평가 기준표의 개발과정에 참여했으며, 대상 수업의 10% 분량인 3차시 분의 실험 수업에 대한 워크샵에 참여하였다.
데이터처리
분석팀 내 분석과정은 두 명의 분석자가 평가 기준표를 바탕으로 합의하여 점수를 부여하였다. 최종 분석 후, 분석 자간 신뢰성을 확보하기 위하여 3차시분의 실험 수업을 임의로 선정하여 팀별 교차 분석하여 팀 간 신뢰도(inter-rater reliability) 를 구하였다. 분석 결과, 피어슨 상관 계수는 0.
성능/효과
따라서 중등학교의 실험 수업은 선언적 지식과 과학에 대한 태도를 강조하는 실험 수업이 전개되고 있으나, 상호작용과 탐구과정 측면에서는 과학 교육의 주요 목표인 과학적 사고를 촉진시키기에 부족한면이 많은 것으로 나타났다.
또한 네 가지 하위 범주 중에서 과학 본성과 관련된 목적 7, 8이 매우 적게 관찰되어 실험 수업에서 과학 본성에 대한 내용이 거의 다뤄지지 않음을 알 수 있었다. 이는 양일호 외 (2005b)와 Chinn and Malhotra (2002)의 연구에서와 같이, 과학 실험 수업에서 교사 자신의 과학 본성에 대한 인식과 신념을 발현하기 보다는 교육과정에서 제시하는 개념과 지식의 지도에 충실했기 때문인 것으로 보인다.
최종 분석 후, 분석 자간 신뢰성을 확보하기 위하여 3차시분의 실험 수업을 임의로 선정하여 팀별 교차 분석하여 팀 간 신뢰도(inter-rater reliability) 를 구하였다. 분석 결과, 피어슨 상관 계수는 0.73이었다. 보통 적률상관 계수는 0.
상호작용 수준의 분석 결과를 종합한 결과, 76.2% 의 실험 수업에서 교사가 확산적 사고를 유도하는 발문을 사용하기 보다는 단답형의 답을 유도하는 발문을 주로 사용하고, 학생의 실험 활동은 교사의 직접적인 지도로 이뤄지고 있고, 학생들은 교사의 지시에만 따르기 때문에 질문과 협력이 활발히 이뤄지지 않음을 시사하였다.
실험 결과에 근거하여 결론이 적절하게 도출되는가에 대한 부분(5번 항목)은 66.7%의 수업에서 결과 발표로 수업이 종료되고 있음(0점)이 관찰되었다. 학생이 실험결과를 발표하고 교사가 결론을 내리는 경우는 23.
실험 수행 중 학생 간 협력은 구성원이 모두 참여는 하나 협력적이지 못하고 개별적인 활동을 하고 있음(1점)이 가장 많이 관찰되었고, 그 다음으로 소수의 학생만 참여하고 다른 구성원은 방관하는 형태 (0점)가 관찰되었다.
실험 후 과정에 대한 반성 및 개선안을 제시하는 가에 대한 항목(6번)에서도 76.2%의 수업에서 실험 결과나 과정에 대해 반성이 전혀 이뤄지지 않고 있었으며, 14.3%의 수업에서 실험 과정이나 결과에 대해 교사가 잘못된 점을 지적하고 있음이 관찰되었고, 9.5%의 수업에서 소집단 활동에 대한 교사의 평가와 개선안 제시가 있었다.
즉 실험 활동이 대부분 교사의 지시에 의해 진행되며, 많은 선행연구의 지적과 같이, 학생들의 과학적 사고를 자극시키지 못하는 요리책식 형태로 진행되고 있는 것으로 나타났다.
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