선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이 연구에서는 중학교 2학년 과정 중의 ‘전기’와 ‘혼합물의 분리’ 단원에서 MBL실험이 적용 가능한 주제를 개발하여 과학실험 수업에 적용해 본 후 MBL실험 수업이 학생들의 과학학업성취도, 과학탐구능력, 그래프 능력, 과학과 관련된 정의적 영역에 미치는 효과를 전통적 수업과 비교하여 보았다.
- 이 연구의 목적은 중학교 과학수업에 MBL실험 수업을 적용한 후 전통적 실험 수업과 비교하여 어떠한 학습 효과가 있는지 알아보는 것이다. MBL실험 집단은 중학교 2학년 교과서 내용 중 5개 주제의 실험을 MBL실험으로 개발하여 적용하였으며 전통실험 집단은 교과서에서 제시한 방법으로 실험을 실시하였다.
- 모둠별 실험활동에서는 실험결과에 대한 예상, 실험장치 꾸미기, 실험 수행, 결과 분석, 토론 및 정리 순서로 진행되었다. 이러한 방법으로 수업을 진행함으로써 교사에 의한 영향을 최소화하고자 하였다. 그러나 실험방법에 차이가 있었기 때문에 전통실험과 MBL실험 안내서와 보고서를 각각 개발하여 사용하였다.
- 이에 이 연구에서는 중학교 2학년 과정 중의 ‘전기’와 ‘혼합물의 분리’ 단원에서 MBL실험에 적합한 주제를 개발하여 과학실험 수업에 적용해 본 후 MBL실험이 중학생들의 과학학업성취도, 과학탐구능력, 그래프 능력, 과학과 관련된 정의적 측면에 미치는 효과를 전통적 수업과 비교하여 보았다.
제안 방법
- ‘혼합물의 분리’ 단원의 가열곡선을 얻는 실험은 교과서에서 제시한 실험 방법에 따라 물 중탕법으로 알코올을 가열하면서 온도를 측정하였다.
- MBL실험 집단은 중학교 2학년 교과서 내용 중 5개 주제의 실험을 MBL실험으로 개발하여 적용하였으며 전통실험 집단은 교과서에서 제시한 방법으로 실험을 실시하였다. MBL 실험 수업의 효과를 알아보기 위하여 MBL실험 수업과 전통실험 수업 실시 전에 과학학업성취도, 그래프 능력, 과학탐구능력, 과학과 관련된 정의적 영역의 사전 검사를 실시하였고, 수업 처치 후에 사후 검사를 실시하였다. 연구결과 과학학업성취도와 과학탐구능력, 그래프 그리기 능력에서 MBL실험 수업이 전통실험 수업보다 효과가 있는 것으로 나타났다.
- 온도센서를 사용한 ‘혼합물의 분리’ 실험은 물질을 가열할 때 전통실험 방법과는 달리 물 중탕법을 사용하지 않고 불꽃의 크기를 작게 조절하여 직접 가열하였는데, 그 이유는 온도센서를 사용하면 알코올 온도계를 사용할 때보다 측정하고자 하는 물질의 양을 적게 사용할 수 있고 불꽃의 크기를 작게 조절하여 가열하므로 인화의 위험이 거의 없어서 물 중탕법 보다 실험 시간을 많이 단축할 수 있기 때문이다. MBL실험 집단은 실험의 시작과 동시에 1초 간격으로 측정된 온도 데이터가 인터페이스를 통해 컴퓨터로 수신되어 엑셀 프로그램에서 표와 그래프로 실시간으로 그려지는 가열 곡선 그래프를 보며 실험을 하였다. 이때 그래프는 데이터 입력과 동시에 모니터에 자동으로 그려지나 그래프의 x, y축의 이름과 눈금 간격, 최대, 최소값 등은 모두 학생들이 입력하면서 그래프를 편집한다.
- 이 연구의 목적은 중학교 과학수업에 MBL실험 수업을 적용한 후 전통적 실험 수업과 비교하여 어떠한 학습 효과가 있는지 알아보는 것이다. MBL실험 집단은 중학교 2학년 교과서 내용 중 5개 주제의 실험을 MBL실험으로 개발하여 적용하였으며 전통실험 집단은 교과서에서 제시한 방법으로 실험을 실시하였다. MBL 실험 수업의 효과를 알아보기 위하여 MBL실험 수업과 전통실험 수업 실시 전에 과학학업성취도, 그래프 능력, 과학탐구능력, 과학과 관련된 정의적 영역의 사전 검사를 실시하였고, 수업 처치 후에 사후 검사를 실시하였다.
- 사후 검사 도구는 실험 적용 단원 범위 내에서 연구자들이 1차 개발한 것을 2명의 과학교육 전문가와 2명의 현장 과학교사들의 검토를 거친 후 수정하여 실험집단과 통제집단에 적용하였다. 검사지는 이원목적 분류 틀에 따라 총 25문항으로 5지선다형 17문항, 단답형 4문항, 서술형 4문항으로 구성하였다. 행동영역별로는 지식, 이해, 적용영역 각 8, 8, 9문항으로 구성하였으며, 각 영역별 문항 수는 수업의 양과 유사한 비율로 구성하였다.
- 따라서 통계처리 방법의 일관성을 위하여 모든 검사도구에서 공변량 분석을 실시하였다. 과학학업성취도, 과학탐구능력, 그래프능력과 과학과 관련된 정의적 영역 모두 공변량 분석을 하기 위한 기본 가정이 충족되었으므로, 사전검사 점수를 공변인으로 하고 사후검사 점수를 종속변수로 하는 공변량 분석을 실시하였다.
- 전통적 실험집단에서는 실험으로부터 얻어진 측정값을 보고서의 표에 기록한 후 그 데이터를 토대로 그래프를 직접 그리고 해석한 후 보고서에 제시된 질문에 답을 하는 수업을 실시하였다. 그러나 MBL실험 집단에서는 센서에 의해 자동으로 측정된 데이터가 컴퓨터 화면에 엑셀 파일로 기록되고 자동으로 모니터에 그려지는 그래프를 보면서 실험을 하였다. 실험종료 후 모니터의 그래프를 편집하고 출력하여 실험보고서에 붙이고 보고서에 제시된 질문에 답을 하기 위하여 토론하는 수업을 실시하였다.
- 이러한 방법으로 수업을 진행함으로써 교사에 의한 영향을 최소화하고자 하였다. 그러나 실험방법에 차이가 있었기 때문에 전통실험과 MBL실험 안내서와 보고서를 각각 개발하여 사용하였다.
- 실험보고서 구성은 측정한 데이터를 기록할 표를 만들어 제시하였으며, 기록된 자료를 토대로 그래프를 직접 그리도록 하였다. 그리고 MBL실험보다 시간이 오래 걸리는 점을 감안하여 교과서에 제시된 질문에만 답을 하도록 하였다.
- 두 단원의 진행 순서는 앞 단원과의 연계성을 꼭 고려하지 않아도 되기 때문에 실험집단이 1학기 때 온도 센서를 이용한 MBL실험을 실시해 왔으므로 두 단원의 진행 순서를 바꾸어 학생들에게 좀 더 익숙한 온도 센서를 사용하는 ‘혼합물의 분리’ 실험을 먼저 실시하였으며, 약 6주에 걸쳐서 실험수업을 진행하였다.
- 사전 검사 결과 검사도구에 따라 두 집단의 평균이 유의미한 차이가 있는 것도 있었고, 유의미한 차이가 없는 것도 있었다. 따라서 통계처리 방법의 일관성을 위하여 모든 검사도구에서 공변량 분석을 실시하였다. 과학학업성취도, 과학탐구능력, 그래프능력과 과학과 관련된 정의적 영역 모두 공변량 분석을 하기 위한 기본 가정이 충족되었으므로, 사전검사 점수를 공변인으로 하고 사후검사 점수를 종속변수로 하는 공변량 분석을 실시하였다.
- 모둠 편성을 위하여 실험 수업이 시작되기 전에 인지발달 수준 검사(GALT)를 실시하였으며, 9월에 실시되었던 과학학업성취도 결과를 토대로 인지발달 수준과 과학학업성취도를 고려한 이질집단 모둠을 편성한 후 수업을 실시하였다.
- 수업 전반과 후반에 이루어진 도입과 정리 단계는 교사 주도로 진행되었으나, 실험안내서를 보면서 모둠별로 진행되는 실험활동 단계는 학생 주도로 진행되었다. 모둠별 실험활동에서는 실험결과에 대한 예상, 실험장치 꾸미기, 실험 수행, 결과 분석, 토론 및 정리 순서로 진행되었다. 이러한 방법으로 수업을 진행함으로써 교사에 의한 영향을 최소화하고자 하였다.
- 과학학업성취도 사전 검사지는 전라북도교육청에서 2005년 9월에 실시한 학력평가 점수를 이용하였다. 사후 검사 도구는 실험 적용 단원 범위 내에서 연구자들이 1차 개발한 것을 2명의 과학교육 전문가와 2명의 현장 과학교사들의 검토를 거친 후 수정하여 실험집단과 통제집단에 적용하였다. 검사지는 이원목적 분류 틀에 따라 총 25문항으로 5지선다형 17문항, 단답형 4문항, 서술형 4문항으로 구성하였다.
- 두 집단은 모두 면소재지에 소재하는 학교로 위치는 약간 떨어져 있다. 삼기면 소재 중학교 2개 학급은 실험집단으로 교과서에 제시된 실험을 컴퓨터에 기반을 둔 MBL실험으로 실시하였으며, 대야면 소재 2개 학급은 실험집단과 똑같은 주제의 실험을 교과서에 제시된 방법으로 실험하는 통제집단으로 정하였다. 한 학급당 학생수는 통제 집단이 약간 많았으며, 문화수준과 가정환경은 농촌학교로 유사하였다.
- 선정된 실험 주제에 따라 전통실험과 MBL실험을 위한 안내서와 보고서를 연구자들이 개발한 후 과학교육 전문가 2인과 과학교사 2인의 검토를 받고 수정·보완하여 학생들에게 제공하였다.
- 이 연구의 통계 처리를 위하여 SPSS 통계 프로그램을 이용하였다. 수업처치의 효과를 조사하기 위하여 중학교 2학년을 대상으로 실험집단과 통제집단으로 나누어 사전과 사후의 과학탐구능력과 과학과 관련된 정의적 영역, 그래프 능력, 과학학업성취도를 조사하였다. 사전 검사 결과 검사도구에 따라 두 집단의 평균이 유의미한 차이가 있는 것도 있었고, 유의미한 차이가 없는 것도 있었다.
- MBL 실험 보고서에는 실험 후 얻은 데이터에 의해 모니터에 자동으로 그려진 그래프를 출력하여 붙이도록 하였으며, 그래프를 직접 그리지 않은 점을 감안하여 그래프의 가로축과 세로축의 이름과 단위에 대한 질문을 제시하였다. 실험결과와 관련된 질문 문항에 대한 답변 방식은 전통실험보다 실험 시간이 단축되어 토론할 시간이 확보되는 점을 감안하여 자신의 생각을 먼저 기록한 후 모둠원들과 토의한 결과를 다시 기록 하도록 하였다.
- 통제집단의 실험안내서와 보고서는 교과서에 제시된 방법에 근거하여 개발하였다. 실험보고서 구성은 측정한 데이터를 기록할 표를 만들어 제시하였으며, 기록된 자료를 토대로 그래프를 직접 그리도록 하였다. 그리고 MBL실험보다 시간이 오래 걸리는 점을 감안하여 교과서에 제시된 질문에만 답을 하도록 하였다.
- 이때 그래프는 데이터 입력과 동시에 모니터에 자동으로 그려지나 그래프의 x, y축의 이름과 눈금 간격, 최대, 최소값 등은 모두 학생들이 입력하면서 그래프를 편집한다. 실험이 끝난 후 학생들은 그래프를 편집하고 출력하여 보고서에 붙인 후 토론과정을 거쳐 결과 정리를 하였다.
- 그러나 MBL실험 집단에서는 센서에 의해 자동으로 측정된 데이터가 컴퓨터 화면에 엑셀 파일로 기록되고 자동으로 모니터에 그려지는 그래프를 보면서 실험을 하였다. 실험종료 후 모니터의 그래프를 편집하고 출력하여 실험보고서에 붙이고 보고서에 제시된 질문에 답을 하기 위하여 토론하는 수업을 실시하였다. 따라서 MBL 실험 집단은 데이터에 의해 직접 그래프를 그려보는 경험을 하지 않았더라도 컴퓨터 화면에 나타난 그래프의 가로, 세로축의 제목, 단위, 축의 최고, 최저값, 주 단위 및 그래프의 크기 등을 자유로이 쉽고 빠르게 편집해볼 수 있었기 때문에(박금홍 등, 2005), 전통적인 실험을 실시한 학생들 보다 그래프 그리기 능력에 긍정적 효과를 나타낸 것으로 볼 수 있다.
- 실험집단과 통제집단 모두 4인 1조의 소집단 실험을 실시하였으며, 실험집단은 MBL실험의 Hawthorne 효과를 방지하기 위해 이미 MBL실험을 수행해본 경험이 있는 학급을 선정하였다.
- ‘혼합물의 분리’ 단원의 가열곡선을 얻는 실험은 교과서에서 제시한 실험 방법에 따라 물 중탕법으로 알코올을 가열하면서 온도를 측정하였다. 알코올 온도계에 의해 측정된 온도 값을 초시계를 사용하여 30초 간격으로 읽어 보고서에 제시된 표에 기록하였으며, 기록된 데이터를 토대로 가열곡선 그래프를 보고서에 직접 그렸다. 이때 x, y축의 이름과 눈금, 최대, 최소값 등을 모두 학생들이 결정하여 그래프를 그리고 보고서를 완성하였다.
- 이 연구에서는 과학탐구능력을 측정하기 위해서 권재술과 김범기(1994)가 개발한 과학탐구능력 검사를 사용하였다. 이 검사는 기초 탐구능력과 통합 탐구능력으로 구분되고 10개의 탐구능력 요소를 측정하기 위해 탐구 요소당 3개의 문항이 개발되었다. 탐구능력을 측정하는 도구는 범교과적인 내용으로 문항 내용의 이해를 돕기 위하여 가능한 그림이 많이 사용되었으며, 측정의 편리성을 위하여 4지선다형으로 제시되었고 검사 시간은 45분간이다.
- 학생들은 이 표에 기록된 데이터를 Excel의 수식프로그램을 이용하여 계산한 후 모니터에 그래프로 그려서 나타낸다. 이때 학생들은 모둠원들과 그래프의 x, y축의 이름과 눈금 간격, 축의 최대, 최소값을 적절하게 조절하는 그래프 편집 과정을 토의하며 그래프를 그리고 확정된 그래프를 출력하여 보고서에 붙인 후 토론과정을 거쳐 보고서를 완성하였다.
- 05). 전통적 실험집단에서는 실험으로부터 얻어진 측정값을 보고서의 표에 기록한 후 그 데이터를 토대로 그래프를 직접 그리고 해석한 후 보고서에 제시된 질문에 답을 하는 수업을 실시하였다. 그러나 MBL실험 집단에서는 센서에 의해 자동으로 측정된 데이터가 컴퓨터 화면에 엑셀 파일로 기록되고 자동으로 모니터에 그려지는 그래프를 보면서 실험을 하였다.
- 실험집단에서는 MBL실험 수업을 위해 컴퓨터(pentium IV)와 국내회사에서 제작한 온도센서, 전압센서, 전류센서와 인터페이스를 주 실험도구로 사용하였다. 측정된 실험 데이터들이 실시간으로 표와 그래프로 모니터에 그려지는 것을 관찰하면서 실험할 수 있도록 한 모둠에 한 세트씩 네 모둠의 실험대에 설치하였으며, 나머지 실험도구는 통제집단과 같은 것을 사용하였다. MBL실험을 위한 프로그램은 국내회사에서 제작한 Excel에 기반을 둔 프로그램을 이용하였다.
- 통제집단의 실험안내서와 보고서는 교과서에 제시된 방법에 근거하여 개발하였다. 실험보고서 구성은 측정한 데이터를 기록할 표를 만들어 제시하였으며, 기록된 자료를 토대로 그래프를 직접 그리도록 하였다.
- 검사지는 이원목적 분류 틀에 따라 총 25문항으로 5지선다형 17문항, 단답형 4문항, 서술형 4문항으로 구성하였다. 행동영역별로는 지식, 이해, 적용영역 각 8, 8, 9문항으로 구성하였으며, 각 영역별 문항 수는 수업의 양과 유사한 비율로 구성하였다. 이들 모두 평가전에 채점 기준표를 만들었고 이에 근거하여 점수를 부여하여 정답률을 조사하였으며, 이 연구에서 과학학업성취도 검사의 신뢰도는 0.
대상 데이터
- 과학학업성취도 사전 검사지는 전라북도교육청에서 2005년 9월에 실시한 학력평가 점수를 이용하였다. 사후 검사 도구는 실험 적용 단원 범위 내에서 연구자들이 1차 개발한 것을 2명의 과학교육 전문가와 2명의 현장 과학교사들의 검토를 거친 후 수정하여 실험집단과 통제집단에 적용하였다.
- 수업내용은 중학교 2학년 과학교과서 내의 ‘전기’ 단원과 ‘혼합물의 분리’ 단원에서 5개의 실험주제를 선정하였다.
- 실험집단에서는 MBL실험 수업을 위해 컴퓨터(pentium IV)와 국내회사에서 제작한 온도센서, 전압센서, 전류센서와 인터페이스를 주 실험도구로 사용하였다.
- 실험집단은 총 32명이며 남학생 9명, 여학생 23명이고 통제집단은 총 46명으로 남학생 23명, 여학생 23명으로 남, 여 학생의 구성은 표 1과 같다.
- 이 연구의 대상은 익산시 삼기면 소재 중학교 2학년 2개 학급과 군산시 대야면 소재 중학교 2학년 2개 학급을 선정하였다. 두 집단은 모두 면소재지에 소재하는 학교로 위치는 약간 떨어져 있다.
- 통제집단은 알코올 온도계, 초시계, 수동식 전류계, 전압계를 사용하였고 나머지 실험기구인 스탠드, 비이커, 알코올램프, 시험관 등은 실험집단과 동일한 것을 사용하였다. 전통적 실험을 하는 집단의 학생들은 직접 측정한 데이터들을 보고서에 제시된 표에 기록하고 이를 토대로 그래프를 직접 보고서에 그렸다.
데이터처리
- 이 연구의 통계 처리를 위하여 SPSS 통계 프로그램을 이용하였다. 수업처치의 효과를 조사하기 위하여 중학교 2학년을 대상으로 실험집단과 통제집단으로 나누어 사전과 사후의 과학탐구능력과 과학과 관련된 정의적 영역, 그래프 능력, 과학학업성취도를 조사하였다.
이론/모형
- 측정된 실험 데이터들이 실시간으로 표와 그래프로 모니터에 그려지는 것을 관찰하면서 실험할 수 있도록 한 모둠에 한 세트씩 네 모둠의 실험대에 설치하였으며, 나머지 실험도구는 통제집단과 같은 것을 사용하였다. MBL실험을 위한 프로그램은 국내회사에서 제작한 Excel에 기반을 둔 프로그램을 이용하였다.
- 과학과 관련된 정의적 영역의 변화를 알아보기 위한 사전 사후 검사도구로는 김효남 등(1998)이 개발한 ‘국가 수준의 과학과 관련된 정의적 영역 평가 체제’를 사용하였다.
- 그래프 능력 검사도구는 McKenzie와 Padillar(1986)가 개발한 선다형 평가지 TOGS(Test Of Graphing Skills in Science)를 김태선(2003)이 우리나라 중·고등학교 학생들의 수준에 맞게 번안한 것을 사용하였다.
- 이 연구에서는 과학탐구능력을 측정하기 위해서 권재술과 김범기(1994)가 개발한 과학탐구능력 검사를 사용하였다. 이 검사는 기초 탐구능력과 통합 탐구능력으로 구분되고 10개의 탐구능력 요소를 측정하기 위해 탐구 요소당 3개의 문항이 개발되었다.
- 인지발달 수준 측정도구는 GALT(Group Assessment of Logical Thinking)를 우리말로 번안한 “논리적 사고력 검사”를 사용하였다(최영준 등, 1985).
성능/효과
- MBL실험 수업이 과학과 관련된 정의적 영역에 미치는 효과를 조사한 결과 통제집단이 실험집단보다 통계적으로 유의미하게 높았으며 하위영역인 과학에 대한 인식, 흥미, 태도에서도 긍정적 효과를 나타내었다. 이러한 결과는 학생들과 친숙한 컴퓨터를 새로운 실험 도구로 활용하는 실험 방식에 호기심과 흥미를 갖게 되고, 전통실험과 비교해 볼 때 즉시적으로 실험결과를 확인할 수 있는 실험 기회를 제공하므로 MBL실험의 긍정적 잠재력 때문에 나타난 결과로 생각된다.
- MBL실험 수업이 그래프 능력에 미치는 효과에서는 처치 후 그래프 해석 능력은 통계적으로 유의 하지는 않았으나 평균이 향상되었으며 그래프 그리기 능력은 통계적으로 유의하였다. 이들 두 하위 요소를 합한 전체 그래프 능력 향상에서도 긍정적 효과를 나타내었는데, 이는 MBL실험 집단은 데이터에 의해 직접 그래프를 그려보는 경험을 하지 않았더라도 컴퓨터 화면에 나타난 그래프의 가로, 세로축의 제목, 단위, 축의 최고, 최저값, 주 단위 및 그래프의 크기 등을 자유로이 쉽고 빠르게 편집해 볼 수 있었기 때문으로 생각된다.
- MBL실험은 과학탐구능력에서 전통실험 수업보다 효과가 있는 것으로 나타났다. MBL실험은 전통실험에 비하여 실험시간이 짧게 걸리므로, 가설설정부터 결론 도출까지 탐구의 전 과정을 주어진 수업 시간 내에 수행 할 수 있고 정량적인 데이터를 비교하고 해석하는 활동이 주를 이루기 때문으로 판단된다.
- MBL실험의 과학과 관련된 정의적 영역에 대한 효과를 영역별로 비교한 결과 과학에 대한 인식영역에서 사후검사 교정평균은 통제집단이 40.5, 실험집단이 43.2로 통계적으로 유의미하였고(p<.05), 과학에 대한 흥미와 과학적 태도 영역에서도 사후검사 교정평균은 실험 집단이 48.7, 72.1, 통제집단이 43.2, 65.4로 각각 차이가 있었으며 공변량 분석 결과 모두 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다(p<.05).
- 과학탐구능력 검사 결과를 기초 탐구능력과 통합 탐구능력으로 나누어 분석한 결과 기초 탐구능력의 경우에는 유의미한 차이가 나타났으나(p<.05), 통합 탐구능력의 경우에는 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다(p>.05).
- 과학탐구능력의 사후검사 교정평균은 실험집단 21.5, 통제집단 19.8로 공변량 분석 결과 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다(p<.05).
- 05). 따라서 MBL실험 수업이 그래프 능력 향상에 긍정적 효과를 나타냄을 알 수 있었다.
- 1로 이미 높은 점수를 얻은 상태이다. 따라서 사후 검사에서 평균이 11.1로 향상은 되었으나 천정효과(ceiling effect)에 의해 향상 정도가 크지 않아서 통계적으로 유의미한 결과가 얻어지지 않은 것으로 생각된다.
- 연구결과 과학학업성취도와 과학탐구능력, 그래프 그리기 능력에서 MBL실험 수업이 전통실험 수업보다 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 MBL실험 수업이 과학과 관련된 정의적 영역에 미치는 효과를 조사한 결과 통제집단이 실험집단보다 통계적으로 유의미하게 높았다. 따라서 중학교 과학실험 수업에 도입 초기 단계에 있는 MBL실험이 새로운 실험방법으로 현장 활용 가능성에 대한 긍정적 시사점을 찾을 수 있었다.
- 이 연구 결과 MBL실험을 적용한 과학수업이 비교적 짧은 기간 동안 제한적으로 이루어졌지만 과학학업성취도와 과학탐구능력, 그래프 능력, 과학과 관련된 정의적 영역에서 긍정적 효과를 나타냈음을 확인할 수 있었다. 또한 MBL실험이 중학교 과학실험 수업에 새로운 실험방법 중의 하나로 활용될 수 있는 가능성에 대한 긍정적 시사점을 찾을 수 있었다. 특히 과학에 대한 흥미는 일반적으로 학년과 학교급이 올라갈수록 감소하는 경향으로 보고되고 있는데 과학수업에 MBL실험 도입은 상급학년들의 과학에 대한 흥미 유발에도 기여할 수 있음을 시사하는 바가 크다고 할 것이다
- 실험집단의 사후 그래프 능력 교정평균이 17.8로 통제집단의 교정평균 15.8에 비해 높게 나타났는데 공변량 분석결과 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다(p<.05).
- 연구결과 MBL실험 수업은 전통실험 수업에 비해 중학생들의 과학학업성취도 향상에 긍정적 효과를 나타내었다. 이러한 효과는 센서에 의해 측정된 데이터가 컴퓨터로 수집되어 실시간으로 데이터와 함께 모니터에 자동으로 그래프가 그려지는 것을 직접 보고 해석하고 토의할 수 있어서 실험에 대한 이해도를 높일 수 있고, 단축된 실험 시간을 토론 시간으로 활용할 수 있어서 실험내용에 대한 개념 이해가 정확하게 이루어질 수 있기 때문으로 생각된다.
- MBL 실험 수업의 효과를 알아보기 위하여 MBL실험 수업과 전통실험 수업 실시 전에 과학학업성취도, 그래프 능력, 과학탐구능력, 과학과 관련된 정의적 영역의 사전 검사를 실시하였고, 수업 처치 후에 사후 검사를 실시하였다. 연구결과 과학학업성취도와 과학탐구능력, 그래프 그리기 능력에서 MBL실험 수업이 전통실험 수업보다 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 MBL실험 수업이 과학과 관련된 정의적 영역에 미치는 효과를 조사한 결과 통제집단이 실험집단보다 통계적으로 유의미하게 높았다.
- 이 연구 결과 MBL실험을 적용한 과학수업이 비교적 짧은 기간 동안 제한적으로 이루어졌지만 과학학업성취도와 과학탐구능력, 그래프 능력, 과학과 관련된 정의적 영역에서 긍정적 효과를 나타냈음을 확인할 수 있었다. 또한 MBL실험이 중학교 과학실험 수업에 새로운 실험방법 중의 하나로 활용될 수 있는 가능성에 대한 긍정적 시사점을 찾을 수 있었다.
- 이 연구에 사용된 문항은 16개 소 범주별로 3개 문항씩 총 48문항으로, 인식과 흥미 검사의 신뢰도는 0.83(Cronbach α)이고, 과학적 태도 검사의 신뢰도는 0.87(Cronbach α)이었다.
- 이 검사는 기초 탐구능력과 통합 탐구능력으로 구분되고 10개의 탐구능력 요소를 측정하기 위해 탐구 요소당 3개의 문항이 개발되었다. 탐구능력을 측정하는 도구는 범교과적인 내용으로 문항 내용의 이해를 돕기 위하여 가능한 그림이 많이 사용되었으며, 측정의 편리성을 위하여 4지선다형으로 제시되었고 검사 시간은 45분간이다. 이 연구에서 과학탐구능력 검사의 신뢰도는 0.
후속연구
- 이 연구는 중학교 2학년을 대상으로 정량적으로 측정 가능한 몇 가지 MBL실험 주제를 선정하여 단기간 동안 과학실험에 적용하는 연구를 한 결과이므로 일반화하는 데에는 신중을 기할 필요가 있다. 앞으로 MBL 실험의 장기적 적용 효과를 지속적으로 연구하기 위해서는 MBL실험을 할 수 있는 기구가 교육현장에 도입 되고 다양한 MBL실험 수업 자료가 개발되어 보급되어야 할 것이며 MBL실험에 대한 교사연수도 병행되어야 할 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.