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문제 정의
- 불일치 사례의 맥락은 정의적 측면인 상황 흥 미 유발에는 영향을 주지 못하는 것으로 나타났 다. 그 원인으로 불일치 사례가 학생들의 예상과 다른 결과를 제시하므로, 흥미 유발에서 맥락의 역할이 나타나지 않았을 가능성을 제안했다. 그 러나 이에 대해 일반화된 결론을 내리기 위해서 는 불일치 사례의 어떤 요소들이 흥미를 유발하 는지에 대해 구체적인 연구가 진행될 필요성이 있다.
- 이와 같이, 인지 갈등 전략에서 불일치 사례의 특성은 개념 변화의 메커니즘에 영향을 줄 수 있 다. 따라서 이 연구에서는 불일치 사례의 맥락이 개념 변화 과정에서 인지적 • 동기적 측면에 미치 는 영향을 알아보기 위해, 학생들에 게 과학적 맥 락 (scientific context)과 일상적 맥락(everyday context) 의 불일치 사례를 제시했을 때의 인지 갈등과 상 황 흥미를 비교했다. 또한, 불일치 사례의 맥락과 인지 갈등, 상황 흥미, 그리고 개념 학습에서 중요 한 것으로 보고된 학습 과정에서의 주의집중과 노력16이 개념 이해도에 미치는 영향을 경로 분석을 통해 조사했다.
- 이 연구에서는 불일치 사례의 맥락이 개념 변 화에 미치는 영향을 알아보기 위해 불일치 사례 의 맥락과 인지 갈등, 상황 흥미, 학습 과정에서의 주의집중과 노력, 그리고 개념 이해도 사이의 관계를 조사했다.
제안 방법
- 1) 과학적 맥락과 일상적 맥락의 불일치 사례 를 제시한 후, 불일치 사례의 맥락에 따른 인지 갈등 및 상황 흥미 정도를 비교한다
- 또한 이 연구에서는 인지 갈등을 불일치 사례에 의한 인 지적 측면에서의 갈등으로 정의하고, 초기 이론 에 대한 신념 변화의 정도로 측정했다.18 이를 위 해, 학생들의 응답을 분석하여 거부, 배제, 재해 석, 판단불가, 주변 신념 변화, 신념 감소, 신념 변 화의 7가지 반응 유형으로 분류했다. 초기 이론에 대한 신념을 포기하지 않는 거부, 배제, 재해석은 0점, 신념 변화에 대해 결정을 내리지 못하는 판 단불가는 1점, 초기 이론에 대한 신념이 부분적으 로 변한 주변 신념 변화와 신념 감소는 2점, 초기 이론에 대한 신념을 완전히 포기한 신념 변화는 3 점으로 정량화하였다.
- 2） 각 변인이 개념 이해도에 미치는 영향을 알 아보기 위해, 불일치 사례의 맥락과 인지 갈 등, 상황 흥미, 주의집중, 노력, 개념 이해도 의 인과 관계를 경로 분석을 통해 조사한다.
- 23 학습 지에는 간단한 형성 평가 문항도 포함시켰으며, 총 학습 시간은 15분 정도 소요되었다. 개념 학습 이 끝난 후, 주의집중, 노력, 개념 이해도 검사를 실시했다.
- 개념 변화는 비과학적인 선개념을 지니고 있던 학생들이 과학적 개념을 갖게 되는 것이므로, 선 개념 검사에서 ‘질량이 큰 물체가 물에 가라앉는 다’는 목표 오개념으로 응답하고 초기 이론에도 동의한 194명을 분석 대상으로 선정했다. 또한 이 연구에서는 인지 갈등을 불일치 사례에 의한 인 지적 측면에서의 갈등으로 정의하고, 초기 이론 에 대한 신념 변화의 정도로 측정했다.18 이를 위 해, 학생들의 응답을 분석하여 거부, 배제, 재해 석, 판단불가, 주변 신념 변화, 신념 감소, 신념 변 화의 7가지 반응 유형으로 분류했다.
- 따라서 이 연구에서는 불일치 사례의 맥락이 개념 변화 과정에서 인지적 • 동기적 측면에 미치 는 영향을 알아보기 위해, 학생들에 게 과학적 맥 락 (scientific context)과 일상적 맥락(everyday context) 의 불일치 사례를 제시했을 때의 인지 갈등과 상 황 흥미를 비교했다. 또한, 불일치 사례의 맥락과 인지 갈등, 상황 흥미, 그리고 개념 학습에서 중요 한 것으로 보고된 학습 과정에서의 주의집중과 노력16이 개념 이해도에 미치는 영향을 경로 분석을 통해 조사했다. 구체적인 연구 문제는 다음과 같다.
- 불일치 사례 에 대한 반응 검사는 초기 이론 제 시부, 불일치 사례 제시 부, 반응 조사부의 세 부분 으로 구성했다. 초기 이론 제시부에서는 학생들 의 선개념을 다시 확인하기 위해 목표 오개념에 대한 동의 여부를 표시하게 했다.
- 초기 이론 제시부에서는 학생들 의 선개념을 다시 확인하기 위해 목표 오개념에 대한 동의 여부를 표시하게 했다. 불일치 사례 제 시부에서는 초기 이론과 모순되는 결과에 대해 중학생이 설명하는 방식의 불일치 사례를 읽기 자료의 형태로 제시했다. 불일치 사례는 과학적 맥락과 일상적 맥락의 2가지 로 구성 했다.
- 불일치 사례 제 시부에서는 초기 이론과 모순되는 결과에 대해 중학생이 설명하는 방식의 불일치 사례를 읽기 자료의 형태로 제시했다. 불일치 사례는 과학적 맥락과 일상적 맥락의 2가지 로 구성 했다. 학습과 관련된 맥락은 과학적/일상적 맥락 이외에도, 실 험적/자연적, 일상적/생물적, 과학적/사회적/환경 적, 정성적/정량적, 영상적/언어적 맥락 등 다양하 게 제시되고 있는데,24 이 연구에서 다루는 불일 치 사례는 밀도 개념의 학습과 관련되어야 하므 로, 과학적 맥락과 일상적 맥락을 선택하였다.
- 18 개념 이해도 검사는 각 문항을 과학적 개념 2점, 불완전한 개념 1점, 비과 학적 개념 0점으로 구분하여 총 8점 만점으로 채 점했다. 불일치 사례에 대한 반응 유형 분류와 개 념 이해도 검사 채점은 분석자 2인의 일치도가 95% 이상이 될 때까지 분석 대상 학생의 검사지 를 각각 분류 및 채점하면서 확인한 후, 분석자 중 1 인이 모든 반응 유형 분류와 개념 이해도 검 사 채 점을 최종적으로 실시했다.
- 불일치 사례의 맥락에 따른 변인들의 평균을 비교하기 위 해 독립 표본 t-검증을 실시했고, 변인 들 간의 관계를 알아보기 위해 상관 분석을 실시 했다. 상관 분석 결과와 관련 선행 연구를 토대로 변인들 사이의 관계에 대한 잠정적 인과 모형을 Fig. 3과 같이 설정한 후 경로 분석을 실시하였다. 인지 갈등 전략을 이용한 개념 변화 과정에 대한 선행 연구16,19에 의하면, 불일치 사례에 의해 유발 된 인지 갈등이나 상황 흥미가 개념 학습 과정에 서의 주의집중이나 노력에 영향을 주고, 주의집 중이나 노력은 개념 이해도에 영향을 주는 것으로 나타났기 때문이다.
- 이 연구는 서울의 2개 남녀공학 중학교 1학년 학생 536명을 대상으로 실시되었고, 이 학생들은 밀도 개념에 대해 학습하지 않은 상태였다. 이 연 구에 서 변화시키고자 했던 목표 오개 념 （target misconception）을 지닌 학생들을 선별하기 위해 선개 념 검사를 실시했다. 학생들의 인지 갈등을 유발 하기 위해 불일치 사례를 제시했는데, 과학적 맥 락과 일상적 맥락의 2종류로 구성하여 학생들에 게 무작위로 배당한 후, 불일치 사례에 대한 반응 검사와 상황 흥미 검사를 실시했다.
- 이 연 구에 서 변화시키고자 했던 목표 오개 념 （target misconception）을 지닌 학생들을 선별하기 위해 선개 념 검사를 실시했다. 학생들의 인지 갈등을 유발 하기 위해 불일치 사례를 제시했는데, 과학적 맥 락과 일상적 맥락의 2종류로 구성하여 학생들에 게 무작위로 배당한 후, 불일치 사례에 대한 반응 검사와 상황 흥미 검사를 실시했다. 밀도 개념 학 습은 학습 과정에서 교사에 의한 차이를 통제하 기 위해 학습지를 이용한 개별 학습으로 진행하 였다.
- 밀도 개념 학 습은 학습 과정에서 교사에 의한 차이를 통제하 기 위해 학습지를 이용한 개별 학습으로 진행하 였다. 학습지는 물체가 뜨고 가라앉는 현상으로 부터 출발하여 거시적 수준에서 밀도 개념을 설 명하는 방식으로, 총 4쪽으로 구성되었다.23 학습 지에는 간단한 형성 평가 문항도 포함시켰으며, 총 학습 시간은 15분 정도 소요되었다.
대상 데이터
- 개념 변화는 비과학적인 선개념을 지니고 있던 학생들이 과학적 개념을 갖게 되는 것이므로, 선 개념 검사에서 ‘질량이 큰 물체가 물에 가라앉는 다’는 목표 오개념으로 응답하고 초기 이론에도 동의한 194명을 분석 대상으로 선정했다. 또한 이 연구에서는 인지 갈등을 불일치 사례에 의한 인 지적 측면에서의 갈등으로 정의하고, 초기 이론 에 대한 신념 변화의 정도로 측정했다.
- 이 연구는 서울의 2개 남녀공학 중학교 1학년 학생 536명을 대상으로 실시되었고, 이 학생들은 밀도 개념에 대해 학습하지 않은 상태였다. 이 연 구에 서 변화시키고자 했던 목표 오개 념 （target misconception）을 지닌 학생들을 선별하기 위해 선개 념 검사를 실시했다.
- 이 연구의 목표 오개념을 ‘질량이 큰 물체는 물 에 가라앉는다’로 설정하고, 이 오개념을 가진 학 생들을 선별하기 위해 선행 연구18의 선개념 검사 를 사용했다. 이 검사지는 ‘물에 뜨는 구슬과 같은 재료로 만들어져 있으나, 물에 가라앉는 구슬보 다 질량이 큰 구슬을 물에 넣으면 어떻게 될까?’ 라는 질문에 답하고 그 이유를 자세히 서술하도 록 구성되어 있다.
데이터처리
- 인지 갈등 전략을 이용한 개념 변화 과정에 대한 선행 연구16,19에 의하면, 불일치 사례에 의해 유발 된 인지 갈등이나 상황 흥미가 개념 학습 과정에 서의 주의집중이나 노력에 영향을 주고, 주의집 중이나 노력은 개념 이해도에 영향을 주는 것으로 나타났기 때문이다. 경로 분석에는 AMOS 4.0 통 계 프로그램을 사용했고, 계수 추정 방법으로 최 대우도법(maximumlikelihoodmethod)을 선택했다.
- 불일치 사례의 맥락에 따른 변인들의 평균을 비교하기 위 해 독립 표본 t-검증을 실시했고, 변인 들 간의 관계를 알아보기 위해 상관 분석을 실시 했다. 상관 분석 결과와 관련 선행 연구를 토대로 변인들 사이의 관계에 대한 잠정적 인과 모형을 Fig.
이론/모형
- 개념 이해도 검사는 학생들의 밀도에 대한 개 념 이해 정도를 측정하기 위한 것으로서, 선행 연 구19의 검사를 사용했다. 이 검사는 총 4문항이며, 각 문항은 4개의 답지 중 하나를 선택하고 그 이유 를 자세히 기술하도록 구성되어 있다.
- 87이었 다. 노력 검사는 Malpass27의 State Effort Scale 6문 항을 번역하여 사용했다. 이 검사도 5단계 리커트 척도로 구성되어 있으며, 이 연구에서의 신뢰도 계수(Cronbach's a)는 .
- 불일치 사례에 대한 흥미를 측정하기 위한 상 황 흥미 검사는 Chen 등25이 개발한 Situational Interest Scales 중 전체 흥미 영역 4문항을 번역 하여 사용했다. 이 검사는 5단계 리커트 척 도로 구성 되 어 있으며, 이 연구에서의 신뢰도 계수(Cronbach's a)는 .
- 82였다. 주의집중 검사는 개념 학습에 주의를 집중한 정도를 측정하기 위한 것으로서, Keller26 의 Instructional Materials Motivation Survey 중 주 의집중 영역 12문항을 번역하여 사용했다. 이 검 사는 5단계 리커트 척도로 구성되어 있으며, 이 연구에서의 신뢰도 계수(Cronbach's a)는 .
성능/효과
- 불일치 사례에 대한 상황 흥미는 개념 학습 과 정의 주의집중(P = .52)과 노력 (「= .17)에 직접적 으로 영향을 주었고, 이 변인들을 매개로 개념 이 해도에 간접적으로 영향을 미치는 것으로 나타났 다(P = .52, p = .61, p = .20; p = .17, p = .20). 이러한 결과는 인지 갈등뿐만 아니라 상황 흥미가 주의 집중이나 노력과 같은 학습 과정 변인을 매개로 개념 이해도에 영향을 주었던 선행 연구19,31의 결 과와 일관된다.
- 불일치 사례의 맥락은 정의적 측면인 상황 흥 미 유발에는 영향을 주지 못하는 것으로 나타났 다. 그 원인으로 불일치 사례가 학생들의 예상과 다른 결과를 제시하므로, 흥미 유발에서 맥락의 역할이 나타나지 않았을 가능성을 제안했다.
- 불일치 사례의 맥락에 따른 각 검사 점수의 평균 및 표준편차와 독립표본 t-검증 결과는 Table 1 과 같다. 인지 갈등에서 과학적 맥락의 불일치 사 례를 제시받은 집단의 평균(1.91)이 일상적 맥락 의 불일치 사례를 제시받은 집단(1.51)보다 통계 적 으로 유의 미하게 높았다(t = 2.07, p = .04). 이러 한 결과는 불일치 사례는 생활 주변의 물건을 이 용하는 일상적 맥락보다 과학실의 실험 도구를 이용하여 실험하는 과학적 맥락이 학생들의 인지 갈등 유발에 더 효과적 임을 의 미 한다.
- 인지 갈등은 개념 이해도와 유의미한 상관 관 계를 보였고, 상황 흥미와 주의집중 및 노력, 주의 집중과 노력 및 개념 이해도, 그리고 노력과 개념 이해도 사이에도 유의미한 상관 관계가 있는 것으 로 나타났다(Table 2). 이러한 결과는 개념 변화에 서 불일치 사례의 역할을 조사했던 선행 연구16,23의 결과와 일관된다.
- 일상적 맥락이 개념 변화 과정에서 효과적으로 작용할 것이라는 기대와 달리, 이 연구에서는 과 학적 맥락의 불일치 사례가 인지 갈등 유발에 효 과적인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 불일치 사례의 상황이 그다지 낯설지 않다면, 체계적이 고 정확한 정보를 제공하는 과학적 맥락이 오히 려 학생들의 선개 념 에 대 한 신념 을 변화시 키기 에 더 효과적일 가능성을 시사한다.
- 또한, 과학적 맥 락의 불일치 사례는 인지 갈등을 매개로 개념 이 해도에도 긍정적인 영향을 미쳤다. 즉, 과학적 맥 락의 불일치 사례가 정보 처리 과정에서 논리적 인 판단을 촉진할 가능성을 보여준다. 따라서 학 생들에게 제시할 불일치 사례를 선정할 때는 학 생들의 인지 수준이나 경험을 고려하여 제시 맥 락을 결정할 필요성이 있다.
- 이러한 결과는 개념 변화에 서 불일치 사례의 역할을 조사했던 선행 연구16,23의 결과와 일관된다. 즉, 불일치 사례에 대한 동기 적 반응인 흥미는 학습 과정에 주의를 집중하고 노력하는 정도와 밀접한 관련이 있고, 주의집중 과 노력은 개념 이해도와 밀접한 관련이 있었다
- 제시되는 불일치 사례의 신뢰성이 인지 갈등 유발에 영향을 미친다는29 점을 고려할 경우, 학생들은 과학실에서 실험 도구를 사용하는 과학적 맥락의 불일치 사례가 더 정확하다고 인 식하여 신뢰했을 가능성이 있다. 한편 과학적 맥 락과 일상적 맥락의 불일치 사례를 제시받은 집 단의 상황 흥미와 주의집중, 노력, 개념 이해도 점 수의 평균은 모두 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다.
후속연구
- 그 원인으로 불일치 사례가 학생들의 예상과 다른 결과를 제시하므로, 흥미 유발에서 맥락의 역할이 나타나지 않았을 가능성을 제안했다. 그 러나 이에 대해 일반화된 결론을 내리기 위해서 는 불일치 사례의 어떤 요소들이 흥미를 유발하 는지에 대해 구체적인 연구가 진행될 필요성이 있다. 예를 들어, 다양한 특성의 불일치 사례를 제 시한 집단들에서 상황 흥미와 그 근원(source)의 유발 정도를 비교해 본다면, 불일치 사례의 특성 과 상황 흥미의 관계에 대해 구체적인 정보를 얻 을 수 있을 것이다.
- 한편, 개념 학습 과정에서 맥락의 역할에 대한 연구는 부족한 실정이므로 관련된 추후 연구가 이루어질 필요가 있다. 예를 들어, 이 연구에서 조 사한 과학적/일상적 맥락 외에도, 자연 현상이나 생 물, 스포츠 등과 관련된 맥 락33 등을 고려 해 볼 수도 있을 것 이 다.
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