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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 공과대학 학생들을 대상으로 하는 전공 교과영역에서도 구조화된 인지적 성찰 일지 적용이 효과가 있는지를 분석해 보고자 한다.
제안 방법
- 구조화된 성찰일지를 제공한 것이 메타인지에 영향을 주었는가를 검증하기 위해, 실험집단과 통제집단에게 사후에 메타인지 분석을 재실시하였다. 두 집단 간의 메타인지에 차이가 있는지를 알아보기 위해 독립표본 t검정을 실시한 결과, 다음 <표 6>과 같이 전체적인 메타인지(t=2.
- 실험집단과 통제집단의 동질성 검사를 위해 메타인지 검사와 학업성취도를 한 후 집단의 동질성이 검증하였다. 그리고 네 차례의 구조화된 인지적 성찰일지를 제공 한 후, 메타인지와 학업성취도를 검사하였다. 처음 검사에 대해 응답한 167명의 사례 중 한번이라도 참여하지 않은 사례는 제외시켜 최종적으로는 143명만을 연구 대상으로 하여 사례를 분석하였다.
- ‘기초반도체공학’수업시간은 월요일과 화요일로 나누어 2시간, 1시간으로 진행되었다. 두 집단 간의 메타인지와 학습능력에 차이가 있는지 검증하기 위해, 사전에 메타인지와 학습능력 평가를 실시하였고, 4주간 실험집단에만 구조화된 성찰일지를 매주 제공하였다. 실험집단의 경우 성찰일지를 월요일 강의시간에 나누어주고 화요일에 제출하도록 하였다.
- 본 연구에서 사용한 구조화된 인지적 성찰일지는 첫째, 오늘 배운 학습내용이 무엇인지 기술하는 질문 둘째, 오늘 내운 내용 중 이해되지 않는 부분은 무엇인지 기술하는 질문 셋째, 내가 모르는 부분을 이해하기 위해서 스스로 어떻게 해야 할 것인지를 기술하는 질문 넷째, 오늘 배운 지식이 기존에 내가 알고 있던 지식과 어떻게 연관이 되는지를 기술하는 질문으로 구성하였다.
- 본 연구에서는 메타인지의 차이를 보다 체계적으로 비교 분석하기 위해 18개의 메타인지 측정 문항을 요인 분석 하였고, 그 결과 유의미하게 묶이지 않는 문항 3를 제외하고 나머지 유의미한 문항으로 4개의 요인을 추출하였다. 추출된 4개의 요인은 유의미하게 묶인 각 문항들이 측정하고자 하는 메타인지 내용의 공통성을 도출하여 ‘학습내용에 대한 이해(문항1, 문항2, 문항4, 문항6, 문항7, 문항10)’, ‘학습내용 흥미도(문항8, 문항12, 문항15)’, ‘학습전략(문항 11, 문항13, 문항14, 문항16)’, ‘학습에 대한 태도(문항5, 문항9, 문항17, 문항18)’로 명명하였다(<표 2>, <표3> 참조).
- 실험에 들어가기에 앞서 실험집단과 통제집단의 메타인지에 차이가 있는지를 알아보기 위해, 사전 메타인지 분석을 실시하였다. 두 집단 간의 차이를 검증하기 위해 독립표본 t검증을 실시한 결과, 두 집단 간에 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 실험집단의 경우 성찰일지를 월요일 강의시간에 나누어주고 화요일에 제출하도록 하였다. 실험이 완료된 사후에 다시 두 집단의 메타인지와 학습능력을 평가하여 실험 처치에 의한 집단 간의 차이를 분석하였다.
- 총 143명중 실험 집단은 52명, 통제 집단은 91명이고, 학과별로는 전자과가 117명, 전기과가 26명으로 구성되었다. 실험집단과 통제집단의 동질성 검사를 위해 메타인지 검사와 학업성취도를 한 후 집단의 동질성이 검증하였다. 그리고 네 차례의 구조화된 인지적 성찰일지를 제공 한 후, 메타인지와 학업성취도를 검사하였다.
- 두 집단 간의 메타인지와 학습능력에 차이가 있는지 검증하기 위해, 사전에 메타인지와 학습능력 평가를 실시하였고, 4주간 실험집단에만 구조화된 성찰일지를 매주 제공하였다. 실험집단의 경우 성찰일지를 월요일 강의시간에 나누어주고 화요일에 제출하도록 하였다. 실험이 완료된 사후에 다시 두 집단의 메타인지와 학습능력을 평가하여 실험 처치에 의한 집단 간의 차이를 분석하였다.
- 추출된 4개의 요인은 유의미하게 묶인 각 문항들이 측정하고자 하는 메타인지 내용의 공통성을 도출하여 ‘학습내용에 대한 이해(문항1, 문항2, 문항4, 문항6, 문항7, 문항10)’, ‘학습내용 흥미도(문항8, 문항12, 문항15)’, ‘학습전략(문항 11, 문항13, 문항14, 문항16)’, ‘학습에 대한 태도(문항5, 문항9, 문항17, 문항18)’로 명명하였다(<표 2>, <표3> 참조). 추출된 4개 요인의 값은 요인을 구성하는 항목의 평균을 구해 활용하였다. 학습자의 학업성취를 측정하기 위한 도구는 내용전문가인 교과 담당 교수가 내용과 관련되어 사전, 사후 성취도 검사지를 개발하였고, 채점하였다.
- 학습자의 메타인지를 측정하기 위해 사용된 도구는 Sperling(2002)이 개발한 메타인지 측정 문항으로, 연구자 2인이 학생들의 편의를 위해 한국어로 번역한 후 교육학 박사 1인이 수정 보완하여 사용하였다. Sperling(2002)의 메타인지 측정 문항은 총 18문항으로 구성되어, 전혀 아니다’에서 ‘항상 그렇다’의 5점 척도로 측정하도록 되어 있다.
- 추출된 4개 요인의 값은 요인을 구성하는 항목의 평균을 구해 활용하였다. 학습자의 학업성취를 측정하기 위한 도구는 내용전문가인 교과 담당 교수가 내용과 관련되어 사전, 사후 성취도 검사지를 개발하였고, 채점하였다.
대상 데이터
- D대학교 공과대학 2학년 전공과목인 ‘기초반도체공학’ 과목을 수강하는 학생 두 반을 대상으로 하였다.
- 본 연구 문제를 탐색하기 위해, 수도권 소재 D대학교 공과대학 2학년을 대상으로 하는 ‘기초반도체공학’수강 두 반을 선정해 통제집단과 실험집단으로 구분하고, 2007년 10월 29일부터 11월 19일까지 4주간 실험을 실시하였다.
- 연구 대상자는 실험 집단 52명, 통제 집단 91명으로 총 143명을 대상으로, 학과별로는 전자과가 117명, 전기과가 26명으로 전자과 전공이 대다수를 차지하였다. 학년별로는 2학년 100명으로 69.
- 그리고 네 차례의 구조화된 인지적 성찰일지를 제공 한 후, 메타인지와 학업성취도를 검사하였다. 처음 검사에 대해 응답한 167명의 사례 중 한번이라도 참여하지 않은 사례는 제외시켜 최종적으로는 143명만을 연구 대상으로 하여 사례를 분석하였다.
- D대학교 공과대학 2학년 전공과목인 ‘기초반도체공학’ 과목을 수강하는 학생 두 반을 대상으로 하였다. 총 143명중 실험 집단은 52명, 통제 집단은 91명이고, 학과별로는 전자과가 117명, 전기과가 26명으로 구성되었다. 실험집단과 통제집단의 동질성 검사를 위해 메타인지 검사와 학업성취도를 한 후 집단의 동질성이 검증하였다.
데이터처리
- 구조화된 성찰일지 제공이 학업성취에 얼마나 효과적인가를 비교하기 위해 사전, 사후 검사 시기에 따른 차이 검증을 위한 대응표본 t검증을 실시하였다.
- 구조화된 성찰일지 제공이, 성찰일지를 제공하지 않을 때에 비해 메타인지에 얼마나 효과적인가를 비교하기 위해 사전, 사후 검사 시기에 따른 차이 검증을 위한 대응표본 t검증을 실시하였다.
- 요인분석을 통해 추출된 요인은 요인에 포함된 문항들의 평균을 통해 기초적인 기술 통계로 재분석하였다. 메타인지와 학업성취도의 집단별 평균 비교를 위해 독립표본 t검정과 대응표본 t검정을 실시하였다.
- 요인 추출 방법은 주성분 분석 방법을 사용하였고, 회전방식으로는 Kaiser의 베리맥스 방법을 사용하였다. 요인분석을 통해 추출된 요인은 요인에 포함된 문항들의 평균을 통해 기초적인 기술 통계로 재분석하였다. 메타인지와 학업성취도의 집단별 평균 비교를 위해 독립표본 t검정과 대응표본 t검정을 실시하였다.
- 0을 사용하였다. 전체 데이터에 대해 기초적인 기술통계 및 빈도 분석을 실시하였고, 메타인지 요인 유목화를 위해 요인 분석을 실시하였다. 요인 추출 방법은 주성분 분석 방법을 사용하였고, 회전방식으로는 Kaiser의 베리맥스 방법을 사용하였다.
이론/모형
- 전체 데이터에 대해 기초적인 기술통계 및 빈도 분석을 실시하였고, 메타인지 요인 유목화를 위해 요인 분석을 실시하였다. 요인 추출 방법은 주성분 분석 방법을 사용하였고, 회전방식으로는 Kaiser의 베리맥스 방법을 사용하였다. 요인분석을 통해 추출된 요인은 요인에 포함된 문항들의 평균을 통해 기초적인 기술 통계로 재분석하였다.
성능/효과
- 1%)로 남자가 대다수를 차지하였다. 각 집단의 학과분포를 보면 실험집단에서는 전자과와 전기가가 각각 50%씩 차지하였으나, 통제집단은 모두 전자과였다. 학년 분포는 실험집단보다 통제집단에서 3학년의 분포가 조금 더 많았다(<표 4> 참조).
- 구조화된 성찰일지가 학업성취에 어떠한 영향을 미쳤는지 알아보기 위해 실험 후, 사후 학업성취 평가를 실시한 결과, 실험 집단은 평균 2.67이고, 통제 집단은 1.60으로 실험집단의 학업성취가 높게 나타났다. 이 두 평균 점수의 유의성 검증을 실시한 결과 t=2.
- 첫째, 구조화된 인지적 성찰일지를 제공하는 것은 메타인지와 학업성취 향상에 영향을 미친다(<표5>,<표6>, <표9> 참조). 구조화된 인지적 성찰일지는 실험집단과 통제집단을 비교하였을 때 메타인지와 학업성취 향상에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이는 강인애(1998), 이승희(2002)의 연구 결과와 일치하는 연구결과이다.
- 14에 비해 유의미하게 높은 점수를 보이는 것으로 나타났다. 그러므로, 구조화된 성찰일지의 제공이 메타인지를 높이는데 효과적인 것으로 검증되었다.
- 이는 한학기가 끝나는 시점에서 실시된 학업성취 사후검사 문항이 사전검사 문항보다 어려워 전체적인 평균 점수가 낮아진 것으로 해석된다. 그리고 구조화된 인지적 성찰일지를 제공한 집단이 궁극적으로는 제시하지 않은 집단보다는 학업성취에 긍정적인 결과를 가져왔다.
- 두 집단 간의 메타인지에 차이가 있는지를 알아보기 위해 독립표본 t검정을 실시한 결과, 다음 과 같이 전체적인 메타인지(t=2.044)와, ‘학습내용이해’ 요인(t=2.652)에서 5%수준에서 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 실험에 들어가기에 앞서 실험집단과 통제집단의 메타인지에 차이가 있는지를 알아보기 위해, 사전 메타인지 분석을 실시하였다. 두 집단 간의 차이를 검증하기 위해 독립표본 t검증을 실시한 결과, 두 집단 간에 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 즉, 구조화된 성찰일지를 제공하기 전, 실험집단과 통제 집단의 전체적 메타인지의 수준과 메타인지 각 요인별 수준은 동일한 것으로 나타났다.
- 둘째, 구조화된 인지적 성찰일지는 메타인지의 향상(또는 유지)에 유의미한 영향을 미친다.
- 따라서, 전체적 메타인지 점수에서 실험집단이 통제 집단 보다 유의미하게 높은 메타인지를 가지고 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서 추출한 요인별로 구분해서 볼 때,‘학습내용 이해’요인에서 실험집단 평균이 3.
- 본 연구에서 추출한 요인별로 구분해서 볼 때,‘학습내용 이해’요인에서 실험집단 평균이 3.37로, 통제집단 3.14에 비해 유의미하게 높은 점수를 보이는 것으로 나타났다.
- 셋째, 구조화된 인지적 성찰일지는 학업성취의 향상(또는 유지)에 유의미한 영향을 미친다.
- 실험집단의 사전사후 메타인지 검사를 비교해 보면, 메타인지 능력에 유의미한 변화가 없는 것으로 나타났고( 참조), 통제집단의 경우 메타인지 능력이 낮아진 것으로 나타났다( 참조).
- 실험집단의 사전사후 학업성취 검사를 비교해 보면, 메타인지 능력에 유의미한 변화가 없는 것으로 나타났고( 참조), 통제집단의 경우 학업성취능력이 낮아진 것으로 나타났다(<표11. 참조).
- 571로 5%수준에서 유의미한 차이가 있었다. 즉, 구조화된 성찰일지는 학업성취를 높이는데 효과적인 영향을 주는 것으로 나타났다.
- 두 집단 간의 차이를 검증하기 위해 독립표본 t검증을 실시한 결과, 두 집단 간에 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 즉, 구조화된 성찰일지를 제공하기 전, 실험집단과 통제 집단의 전체적 메타인지의 수준과 메타인지 각 요인별 수준은 동일한 것으로 나타났다.
- 569로 1%수준에서 매우 높은 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 즉, 구조화된 성찰일지를 제공하지 않음으로써 학업성취가 낮아진 것으로 나타났다. 이러한 결과는 성찰일지의 제공이 학업성취에 긍정적인 영향을 준 것으로 해석될 수 있다.
- 즉, 실험 집단에서는 구조화된 성찰일지를 제공함으로써, 메타인지가 같은 수준으로 계속 유지되었으나, 통제 집단에서는 구조화된 성찰일지를 제공받지 못함으로써, 전체적인 메타인지의 수준이 평균 3.48에서 3.31로 떨어진 것으로 나타났다. 이는 성찰일지 제공이 메타인지에 긍정적인 영향을 준 것으로 해석될 수 있다.
- 첫째, 구조화된 인지적 성찰일지를 제공하는 것은 메타인지와 학업성취 향상에 영향을 미친다(,, 참조).
- 최종적으로 확보된 설문문항의 내적 합치도는 Cronbach α= .832로 매우 신뢰로운 것으로 나타났다.
- 추출된 4개의 요인은 유의미하게 묶인 각 문항들이 측정하고자 하는 메타인지 내용의 공통성을 도출하여 ‘학습내용에 대한 이해(문항1, 문항2, 문항4, 문항6, 문항7, 문항10)’, ‘학습내용 흥미도(문항8, 문항12, 문항15)’, ‘학습전략(문항 11, 문항13, 문항14, 문항16)’, ‘학습에 대한 태도(문항5, 문항9, 문항17, 문항18)’로 명명하였다(, 참조).
- 한편, 통제집단의 경우 에서 보는 바와 같이, 사전 학업성취도 평균 2.96에서 사후 학업성취도 평균 1.60으로 낮아 졌고, 이는 t=6.569로 1%수준에서 매우 높은 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다.
후속연구
- 이는 연구 대상 교과목의 난이도 및 복잡도의 요인, 한 달여에 걸친 실험 시간의 제약 등 외부적인 변인에 의해 충분한 효과를 가져오지 못한 것으로 보인다. 이에 이러한 제약을 극복하고 다양한 교과목으로 확대한 후속 연구를 통해 구조화된 성찰일지의 메타인지와 학업성취에 대한 효과를 보다 명확히 밝힐 필요가 있다.
- 따라서 교과교육학의 하나인 공학교육은 교과영역의 특성에 맞는 교육방법을 연구하고 적용하여 대학교육 현장에 접목시키는 것을 필요하다(김진수, 2007). 좀 더 구체적으로 살펴보면 공과대학 학생들이 배우는 학습내용의 어려움과 복잡성 그리고 학습해야할 양에 대한 부담이 있는 우리나라 교육 현실에서 학습자들이 좀 더 체계적이고 효과적인 방법으로 학습할 수 있는 공학교육에 맞는 교육방법 및 학습법들에 관한 연구가 필요한 것이다.
- 향후 본 연구에서는 구조화된 성찰일지가 메타인지와 학업성취에 영향을 미친다는 것을 검증했으나, 메타인지와 학업성취의 직접적인 향상을 가져오는 결과보다는 메타인지와 학업성취가 떨어지지 않도록 한다는 검증결과를 가져왔다. 이는 연구 대상 교과목의 난이도 및 복잡도의 요인, 한 달여에 걸친 실험 시간의 제약 등 외부적인 변인에 의해 충분한 효과를 가져오지 못한 것으로 보인다.
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