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문제 정의
- 이러한 결과는 물리적 비유를 사용한 학생 중심 비유 수업이 교사 설명 위주의 비유 수업이나 전통적 수업보다 학생들이 개념을 획득하고 오래 기억하는데 효과적이었음을 의미한다. 구체적인 사물로 이루어진 비유 물을 조작해보면서 목표 개념의 정적 . 동적인 속성을 비유물의 속성과 연결시켜보는 활동은 학생들에게 분자의 배열이나 분포 및 운동성과 같은 목표 개념의 중요한 속성들에 대한 간접 경험을 제공한다고 볼 수 있다.
- 이 비유 물을 활용하여 목표 개념의 주요 속성인 분자의 배열이나 수 같은 정적인 측면과, 분자의 충돌이나 운동 같은 동적인 측면을 동시에 설명할 수 있도록 물리적 비유를 개발하였다. 또한, 분자의 크기, 모양 등이 상태변화 및 온도나 압력 조건의 변화에 따라 달라진다는 오개념이 생기는 것을 방지하기 위해, 동일한 물질의 분자에 해당하는 비유물의 소재(구슬)가 일관성이 유지되도록 하였다. 비유물 소재의 선정과 개발한 물리적 비유의 적절성 및 물리적 비유 활동 방법은 과학 교육전문가, 현직 중학교 과학 교사 및 과학 교육 전공 대학원생들로 구성된 수차례의 소모임을 통해 수정 .
- 이 연구에서는 물질의 입자성에 기초한 중학교 1학년 물질의 세 가지 상태와 분자의 운동과 관련된 개념들에 대해 학생들의 조작과 체험 활동을 강조한 물리적 비유를 개발하고, 이를 적용한 학생 중심 비유 수업의 효과를 인지적 . 정의적 측면에서 조사하였다.
- 이에 이 연구에서는 중학교 1학년 과정 중에서 물질의 입자 개념에 기초한 화학 단원의 개념들에 대한 물리적 비유를 개발하였다. 또한, 이 물리적 비유를 사용한 학생 중심의 비유 수업이 학생들의 인지적 .
- 중학교 1 학년 과학의, 물질의 세 가지 상태, 와, 분자의 운동, 단원은 화학의 여러 개념을 이해하는데 필수적인 물질의 입자 개념이 ■처음 도입되는 단계로, 학생들이 일상생활에서 접하는 거시적인 현상들을 분자의 배열이나 운동과 같은 미시적 관점에서 이해하는 것을 목표로 한다. 그러나 분자는 직접 보거나 만져볼 수 없는 추상적인 개념이므로 학생들은 이와 관련된 개념들을 이해하는데 많은 어려움을 겪고 있다(Harrison & De Jong, 2005).
- 지금까지 논의된 내용을 바탕으로, 학생들의 사고 수준과 친숙함을 고려한 비유물의 개발과 학생들의 체험을 강조한 수업 방식을 기존의 교사 중심 비유 수업에서의 제한점을 극복하기 위한 한 가지 유용한 대안으로 제안하고자 한다. 그러나 이 연구에서는 물질의 입자 개념에 기초한 중학교 1학년 화학의 일부 내용들에 대해서만 물리적 비유를 개발하고 적용하였으므로, 이 효과를 일반화하는 데에는 무리가 있다.
제안 방법
- , 물질의 세 가지 상태, 단원에 대한 물리적 비유는 고체와 액체, 액체와 기체, 고체와 기체 사이의 상태변화에 대해 각각 개발하였다. 먼저, 스티로폼 용기의 옆면을 톡톡 칠 때 구슬이 규칙적인 배열을 유지한 체제 자리에서 진동하는 것을 고체 상태의 분자에 대응시키고, 이 용기를 천천히 돌리면 구슬의 배열이 불규칙해지면서 이리 저리 움직이는 것을 액체 상태의 분자에 대응시켰다.
- , 분자의 운동' 단원에서는 확산, 기체의 압력, 기체의 부피와 압력, 기체의 온도와 부피에 대한 물리적 비유를 개발하였다. 확산의 경우, 두 가지 색의 구슬이 들어 있는 스티로폼 용기를 천천히 돌리면 구슬들이 고르게 섞이는 과정을 분자 운동에 의한 확산(Fig.
- 개념 응용에 대한 검사는 Bloom의 목표 분류상의 적용 영역에 해당하는 문항으로, 학습한 개념을 다양한 상황에 적용하는 능력을 측정하기 위해 8개의 문항으로 개발하였다. 이 검사는 주어진 답지 중 하나를 선택하고 그 이유를 설명하는 형식으로 구성하였고, 과학교육 전문가 3인과 교사 2인으로부터 안면 타당도를 검증받았다.
- 개념 이해 측정을 위한 검사는 선행 연구(강석진, 노태희, 2000)를 참조하여 6개의 문항으로 개발하였다. 모든 문항은 거시적인 화학 현상을 제시한 후, 이를 분자 수준의 그림으로 표현하고 설명하는 주관식 서술형으로 구성하였다.
- 또한, 용기를 빠르게 돌리면 구슬이 빠르게 움직이면서 간격이 멀어져 용기 밖으로 튀어 나가는 것을 기체 상태의 분자에 대응시켰다. 따라서 용기를 톡톡 치다가 천천히 돌렸을 때를 고체에서 액체로의 상태 변화에, 용기를 천천히 돌리다가 빠르게 돌렸을 때를 액체에서 기체로의 상태 변화에, 용기를 톡톡 치다가 빠르게 돌렸을 때를 고체에서 기체로의 상태변화에 대응시켰다. 이때 구슬의 수가 변하지 않는 것처럼 상태 변화 시 분자의 수도 변화가 없다는 점을 강조하였다.
- 수업 처치 이전에 과학 수업 환경에 대한 인식 검사를 실시하였고, 참여 교사에게 각 집단의 수업 방식에 대해 자세히 설명하였다. 또한, 두 비유 수업 집단의 학생들이 새로운 수업 방법에 익숙해지도록 1차시 동안 오리엔테이션 및 연습을 실시하였다. 참여 교사는 매 차시 수업을 연구 대상이 아닌 학급에서 연습하였고, 연구자 중 1인이 연습 수업을 참관한 후 수업 진행에서 개선할 점이 있을 경우에는 참여 교사 및 공동 연구자들과 논의를 거쳐 이를 보완하였다.
- 대해 각각 개발하였다. 먼저, 스티로폼 용기의 옆면을 톡톡 칠 때 구슬이 규칙적인 배열을 유지한 체제 자리에서 진동하는 것을 고체 상태의 분자에 대응시키고, 이 용기를 천천히 돌리면 구슬의 배열이 불규칙해지면서 이리 저리 움직이는 것을 액체 상태의 분자에 대응시켰다. 또한, 용기를 빠르게 돌리면 구슬이 빠르게 움직이면서 간격이 멀어져 용기 밖으로 튀어 나가는 것을 기체 상태의 분자에 대응시켰다.
- 개발하였다. 모든 문항은 거시적인 화학 현상을 제시한 후, 이를 분자 수준의 그림으로 표현하고 설명하는 주관식 서술형으로 구성하였다. 이 검사는 과학 교육 전문가 3인과 교사 2인으로부터 안면 타당도를 검증 받았으며, 이 연구에서의 내적 신뢰도(Cronbach, s a)는 사후 및 파지검사에서 각각 .
- 물리적 비유는 일상생활에서 쉽게 볼 수 있는 사물들로 구성된 비유물을 활용하는 것으로, 이 연구에서는 선행 연구(Kurtz, 1995)에서 분자 운동론과 관련된 개념 이해에 효과적이었던 물리적 비유를 참고로 하 여비유물을 개발하였다. 비유물의 소재는 분자의 움직임이나 성질과 관련된 개념들을 설명하기 위해 구슬, 스티로폼 용기, 플라스틱 상자 등을 이용하였다.
- 보완한 절차에 따라 물리적 비유를 사용한 수업을 교사의 설명 위주로 진행하였다. 즉, 교사는 '목표 개념 도입 단계에서 간단한 시범 실험이나 설명을 통해 학습할 개념을 간략히 소개하였고, '비유물 도입 및 유사성 대응, 단계에서는 비유물에 대해 자세히 설명한 후 비유 물과 목표 개념 간의 유사성을 대응시켜 주었다.
- 비유물 소재의 선정과 개발한 물리적 비유의 적절성 및 물리적 비유 활동 방법은 과학 교육전문가, 현직 중학교 과학 교사 및 과학 교육 전공 대학원생들로 구성된 수차례의 소모임을 통해 수정 . 보완한 후 사용하였다.
- 참여 교사는 매 차시 수업을 연구 대상이 아닌 학급에서 연습하였고, 연구자 중 1인이 연습 수업을 참관한 후 수업 진행에서 개선할 점이 있을 경우에는 참여 교사 및 공동 연구자들과 논의를 거쳐 이를 보완하였다. 본 수업이 모두 끝난 후 사후 검사로 개념이해, 개념 응용, 과학 수업 환경에 대한 인식 검사를 실시하였다. 두 비유 집단에서는 비유 수업에 대한 학생들의 인식도 조사하였다.
- 비유 수업에 대한 선호도는 학생들의 비유 수업에 대한 관심, 참여도, 흥미 등을 묻는 5단계 리 커트 척도의 5문항으로 구성하였고, 비유 수업의 장점과단점은 서술형 문항으로 구성하여 학생들이 각각 한가지씩 서술하도록 하였다.
- 비유 수업에 대한 인식 검사는 비유 수업에 대한 선호도 및 비유 수업의 장점과 단점을 묻는 문항으로 구성하였다. 비유 수업에 대한 선호도는 학생들의 비유 수업에 대한 관심, 참여도, 흥미 등을 묻는 5단계 리 커트 척도의 5문항으로 구성하였고, 비유 수업의 장점과단점은 서술형 문항으로 구성하여 학생들이 각각 한가지씩 서술하도록 하였다.
- 또한, 분자의 크기, 모양 등이 상태변화 및 온도나 압력 조건의 변화에 따라 달라진다는 오개념이 생기는 것을 방지하기 위해, 동일한 물질의 분자에 해당하는 비유물의 소재(구슬)가 일관성이 유지되도록 하였다. 비유물 소재의 선정과 개발한 물리적 비유의 적절성 및 물리적 비유 활동 방법은 과학 교육전문가, 현직 중학교 과학 교사 및 과학 교육 전공 대학원생들로 구성된 수차례의 소모임을 통해 수정 . 보완한 후 사용하였다.
- 선행 연구들을 검토하여, 물질의 세 가지 상태, 단원의 목표 개념(3개)과 '분자의 운동, 단원의 목표 개념 (4개)에 대해 총 7개의 물리적 비유를 개발하고, TCA 집단과 SCA 집단에서 사용할 구체적인 교수 . 학습 자료를 개발하였다.
- 두 비유 집단에서는 비유 수업에 대한 학생들의 인식도 조사하였다. 수업 처치가 끝나고 3주 후에 개념 이해와 개념 응용의 파지 검사를 실시하였다.
- 수업은 총 8차시로 진행하였고, 세 집단 모두 한 명의 교사가 미리 제공된 수업 지도안에 따라 수업을 실시하였다. 1차시에는 본 수업에 필요한 기본 내용인 , 주변 물질의 상태, 에 대해 세 집단에서 모두 동일한방식으로 수업을 실시하였고, 2차시부터는 각 집단별 수업 방식에 따라 수업을 진행하였다.
- 개발하였다. 이 검사는 주어진 답지 중 하나를 선택하고 그 이유를 설명하는 형식으로 구성하였고, 과학교육 전문가 3인과 교사 2인으로부터 안면 타당도를 검증받았다. 이 연구에서의 내적 신뢰도(Cronbach's a) 는 사후 및 파지 검사에서 각각 .
- 비유물의 소재는 분자의 움직임이나 성질과 관련된 개념들을 설명하기 위해 구슬, 스티로폼 용기, 플라스틱 상자 등을 이용하였다. 이 비유 물을 활용하여 목표 개념의 주요 속성인 분자의 배열이나 수 같은 정적인 측면과, 분자의 충돌이나 운동 같은 동적인 측면을 동시에 설명할 수 있도록 물리적 비유를 개발하였다. 또한, 분자의 크기, 모양 등이 상태변화 및 온도나 압력 조건의 변화에 따라 달라진다는 오개념이 생기는 것을 방지하기 위해, 동일한 물질의 분자에 해당하는 비유물의 소재(구슬)가 일관성이 유지되도록 하였다.
- 또한, 이 물리적 비유를 사용한 학생 중심의 비유 수업이 학생들의 인지적 . 정의적 측면에 미치는 효과를 교사 중심의 비유 수업 및 전통적 수업과 비교하였다.
- 효과를 인지적 . 정의적 측면에서 조사하였다.
- 1차시에는 본 수업에 필요한 기본 내용인 , 주변 물질의 상태, 에 대해 세 집단에서 모두 동일한방식으로 수업을 실시하였고, 2차시부터는 각 집단별 수업 방식에 따라 수업을 진행하였다. 통제 집단에서는 교사의 시범 실험 및 강의 위주의 전통적인 방식으로 수업을 실시하였다.
- SCA 집단에서 사용할 구체적인 교수 . 학습 자료를 개발하였다. 두 비유 수업 집단과의 학습 내용을 통제하고 비유 사용을 제한하기 위해 통제 집단에서 사용할 교수 .
대상 데이터
- 개발하였다. 비유물의 소재는 분자의 움직임이나 성질과 관련된 개념들을 설명하기 위해 구슬, 스티로폼 용기, 플라스틱 상자 등을 이용하였다. 이 비유 물을 활용하여 목표 개념의 주요 속성인 분자의 배열이나 수 같은 정적인 측면과, 분자의 충돌이나 운동 같은 동적인 측면을 동시에 설명할 수 있도록 물리적 비유를 개발하였다.
- 제시)를 선정하였다. 이 교과서를 사용하고 있는 서울시에 위치한 중학교에서 중간고사 과학 성적이 유사한(MS=503.747, F=1.349, p=.262) 1학년 6학급을 선정하여, 통제 집단(69명), 교사 중심 비유(teachercentered analogy; TCA) 집단(69명), 학생 중심 비유 (student-centered analogy; SCA) 집단(70명)으로 2학급씩 배치하였다.
- 이 연구에서는 통제 집단에서의 비유 사용을 통제하기 위해 현행 교육과정에서 사용되고 있는 중학교 과학 교과서의 연구 대상 단원에 비유가 가장 적게 제시되어 있는 교과서(디딤돌; 물질의 세 가지 상태 단원의 도입부에만 제시)를 선정하였다. 이 교과서를 사용하고 있는 서울시에 위치한 중학교에서 중간고사 과학 성적이 유사한(MS=503.
- 개발한 교수 . 학습 자료는 과학 교육 전문가 3인과 현직 중학교 과학 교사 2인의 검토를 받았다. 수업 처치 이전에 과학 수업 환경에 대한 인식 검사를 실시하였고, 참여 교사에게 각 집단의 수업 방식에 대해 자세히 설명하였다.
데이터처리
- 개념 응용의 파지 점수는 공변량 분석의 기본 가정을 만족하지 않았고(F=2.95, p=011), 변수변환으로도 가정을 만족시키지 못하였으므로, 비모수통계 방법인 Kruskal-Wallis 검증을 사용하여 분석하였다. 수업 처치의 주 효과가 있는 경우에는 집단 간 차이를 밝히기 위해 모수 통계에서는 사후 검증으로 Scheffe 방법을 실시하였고, 비모수에서는 Dum의 방법을 사용하였다.
- 수업 처치의 주 효과가 있는 경우에는 집단 간 차이를 밝히기 위해 모수 통계에서는 사후 검증으로 Scheffe 방법을 실시하였고, 비모수에서는 Dum의 방법을 사용하였다. 두 처치 집단의 비유 수업에 대한 선호도는 수업 처치를 독립 변인으로 하여 일원 변량 분석(one-way ANOVA)을 실시하였다.
- 006)가 있었다. 사후 검증으로 Scheffe 검증을 실시한 결과, SCA 집단과 다른 두 집단과의 점수 차이가 통계적으로 유의미하였다(p<.05). 개념 파지에서도 수업 처치의 주 효과(MS=41.
- 95, p=011), 변수변환으로도 가정을 만족시키지 못하였으므로, 비모수통계 방법인 Kruskal-Wallis 검증을 사용하여 분석하였다. 수업 처치의 주 효과가 있는 경우에는 집단 간 차이를 밝히기 위해 모수 통계에서는 사후 검증으로 Scheffe 방법을 실시하였고, 비모수에서는 Dum의 방법을 사용하였다. 두 처치 집단의 비유 수업에 대한 선호도는 수업 처치를 독립 변인으로 하여 일원 변량 분석(one-way ANOVA)을 실시하였다.
- 통계 분석은 수업 처치를 독립 변인으로 하고, 개념이해, 개념 응용, 그리고 개념 이해의 파지에 대해서는 중간고사 과학 성적을 공변인으로, 과학 수업 환경에 대한 인식은 사전 과학 수업 환경에 대한 인식을 공 변인으로 하는 일원 공변량 분석(one-way ANCOVA)을실시하였다. 개념 응용의 파지 점수는 공변량 분석의 기본 가정을 만족하지 않았고(F=2.
이론/모형
- 개념 이해 검사의 응답을 정량화하기 위해 강석진과 노태희(2000)의 기준을 이용하여 채점하였다. 각 문항에 2~4개의 목표 개념을 설정하고 학생들의 응답을 '비과학적인 이해, 는 0점, , 오개념이 하나 포함된 충분한 이해' 및 '부분적 이해'는 1점, , 과학적 이해, 는 2점으로 채점하였다.
- 과학 수업 환경에 대한 인식 검사는 Fraser와 Fisher (1986)에 의해 개발된 축소형 CES(Short Form of Classroom Environment Scale)를 사용하였다. 이 검사 도구는 참여성, 친화성, 교사의 지원성, 과제 지향성, 질서와 조직성, 규칙의 명확성에 관하여 각 4문항씩 총 24문항으로 구성되어 있으며, 5단계 리커트 척도를 사용하였다.
성능/효과
- 000). 개념 응용의 파지 검사에 대한 평균은 통제 집단(1.20), TCA 집단(2.19), SCA 집단(2.96) 순으로 높았고, Dunn 의 방법으로 사후 검증을 실시한 결과 각 집단 간의 점수 차이가 모두 통계적으로 유의미하였다(p<.05).
- 05). 개념 응용의 파지를 비모수 통계 방법인 Kruskal-Wallis 검증 방법으로 분석한 결과, 수업 처치에 의한 주 효과가 있었다侦2=29.981, p=.000). 개념 응용의 파지 검사에 대한 평균은 통제 집단(1.
- 교정 평균을 Table 1에 제시하였다. 개념 이해 검사 점수에 대한 교정 평균은 SCA 집단(7.48)이 통제집단(6.16)이나 TCA 집단(6.44)보다 높았고, 공 변량분석 결과 수업 처치의 주 효과(MS=3L50, F=5.25, p=.006)가 있었다. 사후 검증으로 Scheffe 검증을 실시한 결과, SCA 집단과 다른 두 집단과의 점수 차이가 통계적으로 유의미하였다(p<.
- 개념 응용에 대한 검사는 올바른 답지를 선택하고 이에 대한 설명까지 맞는 경우에만 1점으로 채점하였다. 개념 이해 및 개념 응용에 대한 검사는 채점 과정에서 분석의 신뢰도를 높이기 위해 일부 학생의 답안지를 무작위로 선정하여 채점하는 과정을 반복하고, 두 명의 분석자 간 일치도가 90% 이상임을 확인한 후(개념 이해 검사: 93%, 개념 응용 검사: 95%), 연구자 중 한 명이 모든 답안지를 채점하였다.
- 05). 개념 파지에서도 수업 처치의 주 효과(MS=41.21, F=6.06, p=.OO3)가 있었는데, SCA 집단의 교정 평균(7.45)이 다른 두 집단 (통제: 5.97, TCA: 6.12)보다 높았고, 사후 검증 결과 이들 점수 차이가 통계적으로 유의미하였다(p<.05). 이러한 결과는 물리적 비유를 사용한 학생 중심 비유 수업이 교사 설명 위주의 비유 수업이나 전통적 수업보다 학생들이 개념을 획득하고 오래 기억하는데 효과적이었음을 의미한다.
- Rank를 Table 2에 제시하였다. 공변량 분석 결과, 개념 응용에서 수업 처치의 주 효과가 있었는데 (MS=20.34, F=5.34, p=.005), 개념 응용 검사 점수의 교정 평균은 SCA 집단(3.17)이 다른 두 집단(통제: 2.25, TCA: 2.38)보다 높았다. 사후 검증 결과, SCA 집단과 통제 집단 간의 점수 차이만 통계적으로 유의미하였다(p<.
- 공변량 분석 결과, 하위 영역인 참여성과 과제 지향성 및 수업 환경에 대한 인식 전체에서 수업 처치에 의한 주 효과가 있었다. 참여성 영역의 경우, SCA 집단의 교정 평균(2.
- 05). 과제 지향성 영역의 경우에는 SCA 집단의 교정 평균(2.67)이 가장 높았고, TCA 집단(2.51), 통제 집단(2.33) 순이었는데, 사후 검증 결과 SCA 집단과 통제 집단 간의 점수 차이만 통계적으로 유의미하였다(p<.01).
- 교사 중심 수업보다도 효과적이었다. 과학 수업환경에 대한 전체적인 인식에서도 물리적 비유를 사용한 학생 중심 비유 수업이 교사 중심의 수업이나 전통적 수업보다 더 긍정적이었다. 이러한 결과는 물리적 비유를 사용한 학생 중심 비유 수업에서는 학생들이 직접 비유물을 조작해보는 활동을 해봄으로써 수업에보다 능동적으로 참여하고 과제를 해결하기 위해 더 많이 노력했기 때문으로 볼 수 있다.
- 향상시켰다. 또한, 이러한 수업 방식은 물리적 비유를 교사의 설명 위주로 사용한 수업에 비해 학생들의 개념 습득과 파지, 그리고 개념 응용의 파지 측면에서도 효과적이었으며, 학생들의 수업에 대한 참여도에도 긍정적인 영향을 미쳤다. 한편, 교사 중심 비유 수업의 효과를 전통적 수업과 비교했을 때 개념 응용의 파지를 제외한 나머지 부분에서는 유의미한 교수 효과가 나타나지 않았다.
- 기체의 부피와 압력의 관계는, 구슬이 든 상자를 같은 속도로 돌릴 때 상자 속 공간이 좁을수록 구슬이 벽에 충돌하는 횟수가 많아져 더 큰 압력을 받는 것으로 설명하였다. 마지막으로 기체의 온도와 부피의 관계에 대해서는, 상자를 칸막이로 구분한 다음 한 쪽 공간에 구슬들을 넣고 돌릴 때 빠르게 돌릴수록 구슬이 칸막이에 충돌하는 세기와 횟수가 증가하여 칸막이가 더 많이 밀려나는 것으로 설명하였다.
- 즉, 교사는 '목표 개념 도입 단계에서 간단한 시범 실험이나 설명을 통해 학습할 개념을 간략히 소개하였고, '비유물 도입 및 유사성 대응, 단계에서는 비유물에 대해 자세히 설명한 후 비유 물과 목표 개념 간의 유사성을 대응시켜 주었다. 마지막으로, , 목표 개념 도출 및 응용, 단계에서는 주요 목표 개념을 정리하고, 다양한 실생활의 문제들을 비유를 통해 스스로 해결해 보도록 하였다.
- 물리적 비유를 사용한 학생 중심 비유 수업은 교사 중심 비유 수업이나 전통적 수업보다 학생들이 학습한 개념을 응용하거나 이를 오래 지속하는데 효과적으로 나타났다. 이 연구에서 개발한 물리적 비유는 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 동일한 소재를 사용하여 관련 개념들의 속성들을 일관성 있게 표현할 수 있었기 때문에, 인지구조에 정착된 도식 체계를 다른 유사한 상황에 전이하고 오래 지속시키는 데에도 도움을 줄 수 있었던 것으로 생각된다.
- 물리적 비유를 사용한 학생 중심 비유 수업은 전통적 수업보다 학생들의 수업 참여도와 과제에 대한 지향성을 향상시켰고, 수업에 대한 참여도의 향상 측면에서는 교사 중심 수업보다도 효과적이었다. 과학 수업환경에 대한 전체적인 인식에서도 물리적 비유를 사용한 학생 중심 비유 수업이 교사 중심의 수업이나 전통적 수업보다 더 긍정적이었다.
- 비유 수업에 대한 인식 중 선호도 영역에서는 SCA 집단의 평균(3.53)이 TCA 집단(3.14)보다 높았으며, 변량 분석 결과 집단 간 점수 차이가 통계적으로 유의미하였다(MS=5.347, F=8.882, p=.004). 이는 동일한 물리적 비유를 사용하더라도 교사의 설명 위주로 진행되는 비유 수업보다는 활동과 체험을 강조한 학생 중심 비유 수업을 학생들이 더 선호함을 의미한다.
- 38)보다 높았다. 사후 검증 결과, SCA 집단과 통제 집단 간의 점수 차이만 통계적으로 유의미하였다(p<.05). 개념 응용의 파지를 비모수 통계 방법인 Kruskal-Wallis 검증 방법으로 분석한 결과, 수업 처치에 의한 주 효과가 있었다侦2=29.
- 연구 결과, 물리적 비유를 사용한 학생 중심 비유 수업은 전통적 수업에 비해 학생들의 개념 이해, 개념응용, 개념 이해 및 응용의 파지에 효과적이었으며, 수업에 대한 참여도나 학습 과제에 노력을 기울이는 태도도 향상시켰다. 또한, 이러한 수업 방식은 물리적 비유를 교사의 설명 위주로 사용한 수업에 비해 학생들의 개념 습득과 파지, 그리고 개념 응용의 파지 측면에서도 효과적이었으며, 학생들의 수업에 대한 참여도에도 긍정적인 영향을 미쳤다.
- 이 연구에서 개발한 물리적 비유는 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 동일한 소재를 사용하여 관련 개념들의 속성들을 일관성 있게 표현할 수 있었기 때문에, 인지구조에 정착된 도식 체계를 다른 유사한 상황에 전이하고 오래 지속시키는 데에도 도움을 줄 수 있었던 것으로 생각된다. 한편, 교사 중심 비유 수업의 경우 수업 직후의 개념 응용에서는 전통적 수업에 비해 효과적이지 못했으나, 개념 응용의 파지 측면에서는 전통적 수업보다 효과적이었다. 이는 비유가 학생들에게 추상적인 목표 개념의 속성과 비유물의 속성 사이에 연관을 만들어 주어 (Rule & Furletti, 2004) 여러 상황들 간의 전이 능력을 오래 유지하는데 유용하게 사용될 수 있다는 선행 연구의 결과(Curtis & Reigeluth, 1983)와 유사하다.
후속연구
- 따라서 물질의 입자 개념이 지니는 정적 . 동적 속성을 모두 설명할 수 있는 물리적 비유를 개발하고, 이 비유의 사용 방식에 따라 그 효과가 어떻게 다른지 조사해 볼 필요가 있다. 특히, 물질의 입자 개념이 처음으로 도입되는 중학교 1학년 학생들의 다수는 인지발달 단계가 형식적 조작기에 이르지 못하였으므로(김태선 등, 2002), 물리적 비유를 사용한 학생 중심 비유 수업이 효과적일 것으로 기대된다.
- 구체물의 조작을 통한 비유 수업은 어린 학생들의 추상적개념 학습에 더욱 유용할 것으로 생각되지만, 이 연구에서는 두 집단에서 사용한 비유물이 서로 달랐으므로 이 결과가 구체물을 활용한 비유 수업의 효과에 대한 것이라고 보기 어렵다. 또한, 이 연구에서는 단원의 특성상 개념의 정적인 속성만을 설명하는 비유를 사용했다는 제한점을 가진다. 따라서 물질의 입자 개념이 지니는 정적 .
- 따라서 중등 과학 교과에 제시되어 있는 다른 개념들에 대해서도 다양한 물리적 비유의 효과를 검증하는 연구들이지속적으로 이루어질 필요가 있다. 또한, 추후에는 사전 과학 성취 수준이나 논리적 사고력 등과 같은 학생들의 개별적인 특성에 따라 물리적 비유를 사용한 수업의 효과가 다르게 나타나는지도 알아볼 필요가 있다. 마지막으로 물리적 비유를 사용한 수업 과정에서 학생들의 물리적 비유에 대한 이해와 비유물과 목표 개념의 속성들 간의 대응 관계가 학습 결과에 어떤 영향을 미치는 지에 대한 체계적인 조사도 필요하다.
- 또한, 추후에는 사전 과학 성취 수준이나 논리적 사고력 등과 같은 학생들의 개별적인 특성에 따라 물리적 비유를 사용한 수업의 효과가 다르게 나타나는지도 알아볼 필요가 있다. 마지막으로 물리적 비유를 사용한 수업 과정에서 학생들의 물리적 비유에 대한 이해와 비유물과 목표 개념의 속성들 간의 대응 관계가 학습 결과에 어떤 영향을 미치는 지에 대한 체계적인 조사도 필요하다.
- 이 연구에서 개발한 물리적 비유는 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 동일한 소재를 사용하여 관련 개념들의 속성들을 일관성 있게 표현할 수 있었기 때문에, 인지구조에 정착된 도식 체계를 다른 유사한 상황에 전이하고 오래 지속시키는 데에도 도움을 줄 수 있었던 것으로 생각된다. 한편, 교사 중심 비유 수업의 경우 수업 직후의 개념 응용에서는 전통적 수업에 비해 효과적이지 못했으나, 개념 응용의 파지 측면에서는 전통적 수업보다 효과적이었다.
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