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문제 정의
- 본 연구에서는 SSC를 적용한, 화학 및 실험, 과목이 초등 예비 교사들의 실험 활동에 대한 태도와 과학 교수 효능감에 미치는 영향을 살펴보고, SSC 실험을 적용한 수업에 대한 초등 예비 교사들의 인식을 조사함으로써 SSC를 적용한, 화학 및 실험' 과목의 효과 및 가능성에 대하여 알아보고자 한다. 구체적인 연구 문제는 다음과 같다.
- 본 연구에서는 교육대학 과학 심화 과목 중의 하나인, 화학 및 실험, 강좌에서 SSC 실험의 적용이 초등 예비 교사들의 실험 활동에 대한 태도와 과학 교수 효능감에 미치는 영향 및 SSC 실험에 대한 인식을 조사하였다.
가설 설정
- 1. SSC 실험을 적용한 수업이 초등 예비 교사의 실험 활동에 대한 태도에 미치는 영향은 어떠한가? 또 실험 활동에 대한 태도 사전 수준에 따른 차이는 어떠한가?
- 2. SSC 실험을 적용한 수업이 초등 예비 교사의 과학 교수 효능감에 미치는 영향은 어떠한가? 또 과학 교수 효능감 사전 수준에 따른 차이는 어떠한가?
- 3. SSC 실험을 적용한 수업에 대한 초등 예비 교사의 인식은 어떠한가?
제안 방법
- 실시하였다. '화학 및 실험 2' 내용에 해당하는 SSC 실험을 개발하여 강의와 SSC 실험으로 구성하였고, 진도에 따라 총 6차시, 12시간 동안 SSC 실험을 적용한 수업을 실시하였다. SSC로 구성 한 실험의 주제는, '반응 속도의 측정, , , 반응 속도에 영향을 주는 요인, , , pH에 따른 지시약의 색 변화, , , 산 .
- . 단점과 학교 현장에서의 적용 가능성을 묻는 주관식 형태의 문항과 SSC 실험에 대한 구체적인 인식의 정도를 묻는 11개의 리커르트 5점 척도의 문항으로 구성하였다. 모든 검사 도구의 구성 및 문항 적절성을 위해 과학 교육 전문가 2인, 과학교사 1 인의 검토를 받았다.
- SSC 실험에 대한 인식 분석을 위해서 열린 형태의 주관식 문항은 응답 유형을 분류하고 응답빈도 및 비율을 분석하였고, 객관식 문항의 경우, 응답 빈도와 비율을 계산하였다. 또한, 실험 결과보고서의 소감문을 분석하여 실험 활동에 대한 태도와 관련된 특징적인 진술을 찾아 정리하였다.
- 실험 처치 이전에 사전 검사로 실험 활동에 대한 태도 검사와 과학 교수 효능감 검사를 실시하였다. '화학 및 실험 2' 내용에 해당하는 SSC 실험을 개발하여 강의와 SSC 실험으로 구성하였고, 진도에 따라 총 6차시, 12시간 동안 SSC 실험을 적용한 수업을 실시하였다.
- 제출하게 하였다. 실험 처치 이후에는 실험 활동에 대한 태도 검사와 과학 교수 효능감 검사를 실시하였고, SSC 실험 수업에 대한 예비 교사들의 인식을 알아보기 위한 검사를 추가로 실시하였다. 본 연구가 실시된 대학의 '화학 및 실험 2' 강좌는 2학점이며, 주 당 2시간 강의로 교과과정이 편성되어 있다.
- 실험은 2인 1조로 진행하였고, 실험 후에는 개별적으로 실험 결과와 간단한 실험 소감을 적은 보고서를 제출하게 하였다. 실험 처치 이후에는 실험 활동에 대한 태도 검사와 과학 교수 효능감 검사를 실시하였고, SSC 실험 수업에 대한 예비 교사들의 인식을 알아보기 위한 검사를 추가로 실시하였다.
- 제시하였다. 초등 예비 교사의 과학 교수 효능감이 SSC를 적용한 '화학 및 실험' 강좌 수강 전후에 변화가 있는지, 과학 교수 효능감 사전 수준과의 상호작용이 있는지를 분석하였다. 그 결과, 수업 처치에 따른 과학 교수 효능감의 주 효과와 상호작용 효과가 나타나지 않았다.
- 측정 변량 분석 결과는 표 2와 같았다. 초등 예비 교사의 실험 활동에 대한 태도가 SSC 실험 적용 이전과 이후에 변화가 있는지, 실험 활동에 대한 태도의 사전 수준과의 상호 작용이 있는지 분석하였다. 그 결과, 수업 처치의 주 효과는 유의미하게 나타나지 않았으나 실험 활동에 대한 태도의 사전수준과의 상호 작용 효과가 유의미하게 나타났다.
대상 데이터
- 본 연구는 경기 지역에 위치한 교육대학교에 재학 중인 30명의 초등 예비 교사들 대상으로 실시하였다. 이들은 과학 교육 심화 과정 과목인, 화학 및 실험 2, 를 수강하는 2학년인 남학생 10명, 여학생 20명으로 직전 학기에 모두, 화학 및 실험「을 수강하였다.
데이터처리
- 0 통계 프로그램을 사용하였다. SSC 실험에 대한 인식 분석을 위해서 열린 형태의 주관식 문항은 응답 유형을 분류하고 응답빈도 및 비율을 분석하였고, 객관식 문항의 경우, 응답 빈도와 비율을 계산하였다. 또한, 실험 결과보고서의 소감문을 분석하여 실험 활동에 대한 태도와 관련된 특징적인 진술을 찾아 정리하였다.
- 하위수준을 구획 변인으로 하는 단일 집단 사전-사후 검사로 설계되었으며, 이원 반복 측정 변량 분석(two-way repeated measure ANOVA)을 실시하였다. 이를 통해 SSC 실험이 초등 예비 교사의 실험 활동에 대한 태도와 과학 교수 효능감에 미치는 주 효과 및 사전수준 사이에 상호 작용 효과가 있는지를 분석하였다 모든 분석은 SPSS 12.0 통계 프로그램을 사용하였다. SSC 실험에 대한 인식 분석을 위해서 열린 형태의 주관식 문항은 응답 유형을 분류하고 응답빈도 및 비율을 분석하였고, 객관식 문항의 경우, 응답 빈도와 비율을 계산하였다.
- 하위수준을 구획 변인으로 하는 단일 집단 사전-사후 검사로 설계되었으며, 이원 반복 측정 변량 분석(two-way repeated measure ANOVA)을 실시하였다. 이를 통해 SSC 실험이 초등 예비 교사의 실험 활동에 대한 태도와 과학 교수 효능감에 미치는 주 효과 및 사전수준 사이에 상호 작용 효과가 있는지를 분석하였다 모든 분석은 SPSS 12.
이론/모형
- 과학실에서 이루어지는 실험 활동에 대한 태도를 측정하기 위한 검사지(ALWS: Attitude toward La boratory Work Scale)는 Hofstein(1976)이 고등학교 1 학년부터 3학년까지 학생들의 흥미와 태도 측정을 위해 개발한 도구를 이재천(1998)이 24개 문항으로 수정한 것을 사용하였다. 질문 항목 중에서 '교사' 라는 단어를, 교수, 로 치환하였고, 나머지는 그대로 사용하였다.
- 본 연구에서는 이러한 문제 의식에서 출발하여 예비 교사들의 실험 활동에 대한 태도 및 교수 효능감에 긍정적인 변화를 주기 위한 효과적인 실험강화 방안의 하나로서 교육대학의 과학 심화 과목인, 화학 및 실험, 과목에 Small-Scale Chemistry를 도입하여 적용하였다. Small-Scale Chemistry(SSC) 는 전통적인 유리 실험 기구 대신 플라스틱 소재의 실험 기구와 몇 방울 단위의 시약을 사용하여 소규모로 화학 실험을 하는 것으로 경제성, 안전성, 환경 보호 측면에서 유리할 뿐 아니라, 간단히 짧은 시간에 실험을 실시할 수 있는 장점이 있다 (Thompson, 1989).
- 초등 예비 교사들의 과학 교수 효능감 검사는 Enochs & Riggs(1990)가 예비 교사용으로 개발한 과학 교수 효능감 검사지 (STEBI: Science Teaching Efficacy Belief Scale) 중 과학 교수에 대한 개인적 효능 신념 부분의 문항 13개를 사용하였다. 본 연구에서 구한 검사 도구의 내적 신뢰도(Cronbach's a)는 사전 검사, 사후 검사에서 각각 0.
성능/효과
- 예이다. SSC 실험을 통해 흥미를 갖게 되었고, 이러한 실험 활동이 학습에도 효과가 있을 것으로 인식하고 있음을 알 수 있다.
- 그러나 실험 활동 가치, 실험 활동 효율, 실험 활동 흥미의 하위 영역에서 수업 효과와 사전 수준 간의 상호 작용 효과가 유의미하게 나타났다. 각 하위영역 사전 점수 상위 수준 초등 예비 교사는 평균점수에서 큰 변화를 보이지 않는 반면, 하위 수준 초등 예비 교사는 세 하위 영역 모두에서 평균 점수의 향상을 나타내고 있었다. 대응 표본 검정을 이용하여 하위 수준에 대한 단순 검증을 실시한 결과, 실험 활동 가치(仁-2.
- 초등 예비 교사의 과학 교수 효능감이 SSC를 적용한 '화학 및 실험' 강좌 수강 전후에 변화가 있는지, 과학 교수 효능감 사전 수준과의 상호작용이 있는지를 분석하였다. 그 결과, 수업 처치에 따른 과학 교수 효능감의 주 효과와 상호작용 효과가 나타나지 않았다. 즉, SSC 실험을 적용한 수업이 초등 예비 교사들의 과학 교수 효능감에 영향을 주지 못하였고, 사전 수준에 따른 수업 처치의 영향에도 차이가 없었다.
- 초등 예비 교사의 실험 활동에 대한 태도가 SSC 실험 적용 이전과 이후에 변화가 있는지, 실험 활동에 대한 태도의 사전 수준과의 상호 작용이 있는지 분석하였다. 그 결과, 수업 처치의 주 효과는 유의미하게 나타나지 않았으나 실험 활동에 대한 태도의 사전수준과의 상호 작용 효과가 유의미하게 나타났다. 실험 활동에 대한 태도의 사전 수준에 따라 초등 예비 교사의 실험 활동에 대한 태도 점수의 변화를 보면 사전 점수가 높았던 상위 집단의 점수는 사전 3.
- 않았다. 그러나 실험 활동 가치, 실험 활동 효율, 실험 활동 흥미의 하위 영역에서 수업 효과와 사전 수준 간의 상호 작용 효과가 유의미하게 나타났다. 각 하위영역 사전 점수 상위 수준 초등 예비 교사는 평균점수에서 큰 변화를 보이지 않는 반면, 하위 수준 초등 예비 교사는 세 하위 영역 모두에서 평균 점수의 향상을 나타내고 있었다.
- 각 하위영역 사전 점수 상위 수준 초등 예비 교사는 평균점수에서 큰 변화를 보이지 않는 반면, 하위 수준 초등 예비 교사는 세 하위 영역 모두에서 평균 점수의 향상을 나타내고 있었다. 대응 표본 검정을 이용하여 하위 수준에 대한 단순 검증을 실시한 결과, 실험 활동 가치(仁-2.606, 妒M, 广.021), 실험 활동 효율(片-2.773, 护15, 广.014), 실험 활동 흥미 (/= -2.205, 护 14, p=.O45) 영역에서 통계적으로 유의미한 효과가 나타났다. 이러한 결과는 SSC 실험을 적용한, 화학 및 실험' 수업은 실험 활동 가치, 실험 활동 효율, 실험 활동 흥미에 대한 태도 수준이 상대적으로 낮았던 초등 예비 교사의 태도를 보다 긍정적으로 변화시켜 줄 수 있음을 의미한다.
- 61 로 향상되었다. 대응 표본 검정을 이용하여 하위 집단에 대하여 단순 검증을 실시한 결과, 하위집단의 사전 점수와 사후 점수 간에 유의 수준 .05에서 통계적으로 유의미 한 차이가 나타났다(/=-2.886, 序=13, p=.O13).
- 또한 96.7%의 예비 교사는 SSC 실험이 전통적 화학 실험보다 더 편리하다고 응답하였며, 73.3%는 기존 실험 방법보다 더 안전하다고 하였다. 소수의 예비 교사侶.
- 0% 이상의 예비 교사들이 SSC 실험을 통해 화학에 대한 흥미 및 화학 실험에 대한 흥미를 갖게 되었음을 알 수 있다. 또한, 91.2%의 예비 교사가 SSC 실험이 초등학교 수준에서 화학을 가르치는 데 도움이 된다고 인식하고 있었으며, 85.3%가 예비 교사로서 실험 수업에 대해 자신감을 갖는데 도움이 되었다고 인식하고 있었다. 비록 과학 교수 효능감 검사에서는 통계적으로 유의미한 향상이 나타나지 않았으나, 인식 조사 결과를 통해 볼 때 SSC 실험이 예비 교사들의 화학 또는 화학 실험에 흥미를 증진시키고, 수업에 대한 자신감을 향상시키는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다
- 국내의 다른 연구에서 수업 처치를 통해 예비 초등 교사의 과학 교수 효능감이 향상된 것이 보고되었으나(김찬종, 2000; 임희준과 여상인, 2006), 이러한 연구들은 본 연구와 비교할 때 처치 기간이 한 학기로 길었으며, 과학 교수 효능감 사전 점수도 다소 낮게 보고되고 있다. 본 연구 대상 학생들은 과학 심화 과정의 학생들이므로 수업 처치 이전에 이미 상당 수준의 과학 교수 효능감을 갖고 있었고, 6차시의 처치로는 과학 교수 효능감을 변화시키기 어려웠던 것으로 해석된다.
- 것으로 나타났다. 실험 활동에 대한 태도 하위영역 중 실험 활동 가치, 실험 활동 효율, 실험 활동 흥미 등의 영역에서 하위 수준의 예비 교사들의 실험 활동 태도 점수가 유의미하게 향상되었다.
- 실험 활동에 대한 태도에 미치는 영향을 구체적으로 살펴보기 위하여 실험 활동에 대한 태도 검사의 하위 영역에 대하여 분석해 본 결과, 네 하위 영역에서 처치에 따른 주 효과는 나타나지 않았다. 그러나 실험 활동 가치, 실험 활동 효율, 실험 활동 흥미의 하위 영역에서 수업 효과와 사전 수준 간의 상호 작용 효과가 유의미하게 나타났다.
- 그 결과, 수업 처치에 따른 과학 교수 효능감의 주 효과와 상호작용 효과가 나타나지 않았다. 즉, SSC 실험을 적용한 수업이 초등 예비 교사들의 과학 교수 효능감에 영향을 주지 못하였고, 사전 수준에 따른 수업 처치의 영향에도 차이가 없었다.
후속연구
- SSC 실험을 초등학교 5학년 학생들에게 적용하여 과학 탐구 능력과 과학적 태도에 긍정적인 효과를 얻었다는 심병주(2005)의 연구가 유일하다. SSC 실험이 초등과학교육에 보다 효과적으로 도입되고 적용되기 위해서는 초등학교 적용시의 문제점이나 방법 등에 대한 후속 연구 및 초등 교육 과정에 맞는 SSC 실험의 개발이 더 활발히 이루어져야 할 것으로 보인다.
- 따른다. 따라서 좀 더 많은 초등 예비 교사를 대상으로 전통적 화학실험을 도입한 강좌와 비교하여 SSC 실험의 효과를 알아보는 후속 연구가 필요하다. 또한 과학전문성을 가진 초등 과학 교사양성을 위한 효과적인 교사 교육의 전략으로써 SSC 초등 과학 실험 프로그램을 계속해서 개발하고 보급하여야 할 것이며 이를 학교 현장에 적용하였을 때 얻을 수 있는 효과에 대한 연구를 지속해나가야 할 것이다.
- 이는 연구 대상이 과학 심화 과정 예비 교사이므로 과학 교수 효능감이 이미 상당히 높은 수준에 있을 뿐 아니라 처치기간도 6차시 정도여서, 과학 교수 효능감의 변화를 기대하기엔 어려움이 있다고 생각된다. 따라서 좀 더 장기적인 처치 후 교수 효능감의 변화를 살펴보거나 상대적으로 과학 교수 효능감이 낮은 예비 교사를 대상으로 연구하여 비교해볼 필요가 있을 것이다.
- 따라서 좀 더 많은 초등 예비 교사를 대상으로 전통적 화학실험을 도입한 강좌와 비교하여 SSC 실험의 효과를 알아보는 후속 연구가 필요하다. 또한 과학전문성을 가진 초등 과학 교사양성을 위한 효과적인 교사 교육의 전략으로써 SSC 초등 과학 실험 프로그램을 계속해서 개발하고 보급하여야 할 것이며 이를 학교 현장에 적용하였을 때 얻을 수 있는 효과에 대한 연구를 지속해나가야 할 것이다.
- 3%가 예비 교사로서 실험 수업에 대해 자신감을 갖는데 도움이 되었다고 인식하고 있었다. 비록 과학 교수 효능감 검사에서는 통계적으로 유의미한 향상이 나타나지 않았으나, 인식 조사 결과를 통해 볼 때 SSC 실험이 예비 교사들의 화학 또는 화학 실험에 흥미를 증진시키고, 수업에 대한 자신감을 향상시키는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다
- 이 연구는 적은 수의 초등 예비교사들을 대상으로 하였기 때문에 연구 결과를 일반화하기에는 제한점이 따른다. 따라서 좀 더 많은 초등 예비 교사를 대상으로 전통적 화학실험을 도입한 강좌와 비교하여 SSC 실험의 효과를 알아보는 후속 연구가 필요하다.
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