날씨 변화 학습에서 개념스케치 활용이 고등학생의 개념 이해도와 과학 태도에 미치는 영향 The Effects of Concept Sketches on the Understanding and Attitude in High School Student's learning of Weather Change원문보기
본 연구는 고등학생의 날씨 변화 학습에서 개념스케치 활용이 개념 이해도와 과학 태도에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 날씨의 변화를 효과적으로 학습할 수 있도록 개념스케치-학습할 개념의 특징, 원리, 절차, 관계 등을 설명한 글이 적혀있는 그림-를 활용한 수업을 적용하고 개념 이해도와 과학과 관련된 태도에 미치는 영향을 분석하였다. 개념스케치를 활용한 수업은 교과서 위주의 강의식 수업에 비해 날씨의 변화에 대한 개념 이해도를 향상시키는데 효과적이었다. 또한 과학과 관련된 학생들의 태도 변화에 있어서도 실험집단이 비교집단보다 통계적으로 유의미한 향상을 보였다. 개념스케치 활용 수업에 대한 학생들의 인식 조사에서는 많은 학생들이 개념스케치 활용 수업이 흥미로웠으며 수업집중력이 향상되고 복습의 기회가 생겨 학습에 도움이 되었다고 생각하였다.
본 연구는 고등학생의 날씨 변화 학습에서 개념스케치 활용이 개념 이해도와 과학 태도에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 날씨의 변화를 효과적으로 학습할 수 있도록 개념스케치-학습할 개념의 특징, 원리, 절차, 관계 등을 설명한 글이 적혀있는 그림-를 활용한 수업을 적용하고 개념 이해도와 과학과 관련된 태도에 미치는 영향을 분석하였다. 개념스케치를 활용한 수업은 교과서 위주의 강의식 수업에 비해 날씨의 변화에 대한 개념 이해도를 향상시키는데 효과적이었다. 또한 과학과 관련된 학생들의 태도 변화에 있어서도 실험집단이 비교집단보다 통계적으로 유의미한 향상을 보였다. 개념스케치 활용 수업에 대한 학생들의 인식 조사에서는 많은 학생들이 개념스케치 활용 수업이 흥미로웠으며 수업집중력이 향상되고 복습의 기회가 생겨 학습에 도움이 되었다고 생각하였다.
The purpose of this study was to investigate the effect of concept sketches on the understanding and scientific attitude in high school student's learning of weather change. Among the various fields of meteorology, especially in weather change, we often deal with the change of the spatiotemporal cha...
The purpose of this study was to investigate the effect of concept sketches on the understanding and scientific attitude in high school student's learning of weather change. Among the various fields of meteorology, especially in weather change, we often deal with the change of the spatiotemporal change in an abstract way. So making use of 'Concept Sketches'- simplified sketches which represent the main features, principles, processes and interrelationships of the learning contents using some concise explanations, signs and terms - could help the students learn the phenomena of weather change efficiently. This study's aim was to check up the effect and analyze the results of the lesson including the concept sketches. As a result of this study, concept sketches group showed significant improvement compared to the other groups in understanding of weather change and in scientific attitude, too. In students' recognition research of concept sketches showed that students found the class more interesting with improved concentration and had a chance to review through concept sketching, which is helpful for their learning. Considering the above research results, the study which applies concept sketching required the students to actively process their knowledge, and had a positive effect on the understanding of weather changes. Most of all, drawing the pictures which is a familiar activity helped the students to take part in the class eagerly.
The purpose of this study was to investigate the effect of concept sketches on the understanding and scientific attitude in high school student's learning of weather change. Among the various fields of meteorology, especially in weather change, we often deal with the change of the spatiotemporal change in an abstract way. So making use of 'Concept Sketches'- simplified sketches which represent the main features, principles, processes and interrelationships of the learning contents using some concise explanations, signs and terms - could help the students learn the phenomena of weather change efficiently. This study's aim was to check up the effect and analyze the results of the lesson including the concept sketches. As a result of this study, concept sketches group showed significant improvement compared to the other groups in understanding of weather change and in scientific attitude, too. In students' recognition research of concept sketches showed that students found the class more interesting with improved concentration and had a chance to review through concept sketching, which is helpful for their learning. Considering the above research results, the study which applies concept sketching required the students to actively process their knowledge, and had a positive effect on the understanding of weather changes. Most of all, drawing the pictures which is a familiar activity helped the students to take part in the class eagerly.
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문제 정의
즉, 그림만으로 자신의 생각을 표현하는 데는 한계가 있으므로 교사가 학생들의 오개념을 쉽는 데지 한계가할 수 있고, 학생 스스로 개념을 객관적으로 이해하고 평가하기 쉽지 않으므로 오개념이 지속될 수 있다. 따라서 그림만으로는 자신의 생각을 모두 표현하는 것은 한계가 있으므로 개념스케치-학습할 개념의 특징, 원리, 절차, 관계 등을 설명한 글이 적혀있는 그림-를 활용한 수업을 제안하고자 한다.
제안 방법
‘날씨의 변화’ 단원에서 개념스케치를 활용한 수업을 실시한 후 학생들이 개념스케치 활용수업에 대해서 어떻게 인식하는지 알아보기 위하여 수업처치 후 사후검사를 실시한 뒤, 개념스케치 활용수업에 대한 인식 설문을 실시하였다.
개념스케치 활용수업에 대한 학생들의 인식을 알아보기 위하여 선다형 4문항과 서술형 2문항으로 구성된 의견 조사지를 활용하였고, 학습내용을 정리하고 개념스케치를 작성하기 위한 활동지를 만들어 제공하였다.
개념스케치는 1차시 수업을 진행하는 동안 완성하도록 하였으며, 동료와의 상호평가와 정리단계를 거쳐 수정·보완 할 수 있도록 하였다.
개념이해도를 알아보기 위하여 ‘날씨의 변화’ 단원 중에서 실험 기간 동안 학습한 내용범위 내에서 필수 학습 요소들을 추출하여 10문항을 5지 선다형으로 구성하였다.
고등학교 1학년 과학 ‘날씨의 변화’ 단원에서 교과서 중심의 강의식 수업을 한 비교집단과 개념스케치를 활용한 수업을 한 실험집단에 대해 개념스케치 활용 수업이 개념이해도와 과학 태도에 미치는 영향을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
또한 X 개념스케치를 활용한 수업을 적용한 것이다. 사후 검사 후에 실험집단에 대해서만 개념스케치 활용수업에 대한 인식 조사를 실시하였다. 개념스케치는 1차시 수업을 진행하는 동안 완성하도록 하였으며, 동료와의 상호평가와 정리단계를 거쳐 수정·보완 할 수 있도록 하였다.
실험 집단과 비교 집단에 대해 각각 1학년 과학 중 ‘날씨의 변화’ 단원에서 4차시의 수업을 실시했다.
대상 데이터
본 연구의 대상자는 경기도 의정부에 소재하는 인문계 U여고 1학년으로 4개 학급 160명이다. U여고는 1학년이 16개 학급으로 구성되어 있고 학급당 학생 수는 40~41명이다.
‘날씨의 변화’ 단원에서 개념스케치를 활용한 수업을 실시한 후 학생들이 개념스케치 활용수업에 대해서 어떻게 인식하는지 알아보기 위하여 수업처치 후 사후검사를 실시한 뒤, 개념스케치 활용수업에 대한 인식 설문을 실시하였다. 설문에 참여한 학생 수는 실험집단의 82명이다. 설문에 대한 응답의 결과는 <표 11>와 같다.
U여고는 1학년이 16개 학급으로 구성되어 있고 학급당 학생 수는 40~41명이다. 실험 집단과 비교 집단의 선정 방식은 1학기 중간 과학 성취도와 학급의 평소 수업 분위기를 기준으로 하여, 학급의 과학 평균 점수가 비슷하고 수업 참여도가 가장 동질적이라고 생각되는 4개 학급을 선정하여 연구 대상으로 하였다. 연구 대상별 표집 인원 구성은 <표 1>과 같으며, 연구 집단에 대한 t-test 분석을 통해 동질 집단임을 확인하였다<표 2>.
데이터처리
연구 대상별 표집 인원 구성은 과 같으며, 연구 집단에 대한 t-test 분석을 통해 동질 집단임을 확인하였다.
집단(실험집단과 통제집단)간의 개념이해도와 과학에 관련된 태도의 사전·사후 점수 변화의 통계적 유의미성은 수업처치에 의한 효과만을 검증하기위해 공분산분석(ANCOVA)을 이용하였다.
이론/모형
개념스케치를 활용한 교수 방법은 김연귀(2008)의 선행연구를 바탕으로 5단계의 체계적 개념스케치 활동으로 고안하였다.
과학태도의 변화를 알아보기 위한 검사 도구는 Munby(1983)의 과학에 대한 태도 분류, 한국교육개발원(1986)에서 개발한 ‘과학적 태도’ 에 대한 평가문항, Klopfer의 과학교육목표 분류, Fraser(1975)의 TOSRA(Test Of Science-Related Attitudes)의 일부를 수정하여 사용한 김경란(2003)의 검사도구에서 ‘과학교과에 대한 태도’ (8문항), ‘과학에 대한 태도’(4문항) ‘과학적 태도’(8문항)만을 선별하여 사용하였다.
넷째 단계에서는 동료와 맞교환을 통해 상호 평가가 이루어지도록 하며, Johnson & Reynolds(2005)의 개념스케치 평가 기준틀을 변형한 개념스케치 평가 기준표를 사용하였다.
성능/효과
개념스케치 활용 수업을 실시한 후 ‘날씨의 변화’ 개념 이해도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 공분산 분석(ANCOVA)을 실시한 결과 유의수준 5%에서 두 집단 간의 유의미한 차이가 나타났다.
개발된 문항의 타당도를 높이고 난이도를 조정하기 위해서 고등학교 공통과학교사 2인, 고등학교 지구과학교사 2인 및 지구과학 교육대학원생 4인의 검토를 거쳐 수정·보완되었다.
과학 태도는 ‘과학교과에 대한 태도’ , ‘과학에 대한 태도’ , ‘과학적 태도’의 세 영역으로 나누어 사전 검사 점수를 공변인으로 한 사후검사 점수의 공분산분석(ANCOVA)을 실시한 결과, 개념스케치 활용수업이 과학태도에 통계적으로 유의미한 차이를 나타내었다.
둘째, ‘날씨의 변화’ 단원 수업에서 개념스케치를 활용하는 것은 학생들의 과학 태도에 긍정적인 영향을 주었다.
셋째, 실험집단 학생들을 대상으로 개념스케치를 활용한 수업에 대한 인식을 살펴본 결과 개념스케치를 활용한 수업은 흥미로웠으며, 수업에 열심히 참여할 수 있는 동기를 부여하였고 ‘날씨의 변화’ 학습에 도움이 된 것으로 나타났다.
실험집단과 비교집단의 사전·사후 과학태도의 공분산분석(ANCOVA)을 실시한 결과 실험집단의 과학태도에 유의미한 차이가 나타났다.
첫째, ‘날씨의 변화’ 단원에서 개념스케치를 활용한 수업은 개념이해도에 효과적임을 알 수 있다.
특히, ‘과학교과에 대한 태도’ 영역에서는 실험집단과 비교집단 간에 유의미한 차이가 나타나 매우 효과적임을 알 수 있었다.
후속연구
둘째, 개념스케치를 활용한 수업을 적용하기에 적합한 수업내용을 선정하고, 현재의 교육과정에 효과적으로 활용할 수 있는 방안에 대한 연구가 필요하다.
셋째, 그리기 활동에 대한 부정적인 인식을 갖고 있는 학생들도 개념스케치를 활용한 수업에 부담을 느끼지 않고 즐겁게 참여할 수 있도록 평가 기준을 마련하고, 학생들이 자신의 생각을 충분히 표현할 수 있는 개방적인 학습 분위기를 조성하는 노력이 필요하다.
첫째, 학생들의 수준에 맞는 다양한 개념스케치 활용 수업 방안에 대한 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
학습 내용을 시각적으로 표현하도록 하는 그리기 활동이 학생들에게 새로운 개념을 구성하는 데 도움이 되는 이유는?
많은 교육학자들이 과학이나 수학 영역의 효과적인 성취를 위해서 그림 그리기와 같은 감각적인 경험의 발달을 통한 개념 구성 과정을 고려해야 한다고 제안 하였듯이(Nelson, 1998), 그리기는 학생들에게 친숙한 활동이므로 수업에 많이 사용되어진다. 학생들에게 스스로 지식을 구성할 수 있는 기회를 제공해 준다는 구성주의적 관점에서 볼 때, 학생들이 직접 그림을 그리는 활동이 좀 더 유의미하게 개념 학습을 촉진할 것으로 제안되고 있다(Mayer, 1993). 또한 학생들의 배경 지식을 활성화함으로써 과학 개념의 학습을 돕는 장점을 가지며(Glynn, 1997), 의미있는 학습을 위해 학생들이 필요한 정보를 선택하고 이를 시각적 표상으로 조직하여 통합하는 인지 과정을 보완해준다 (Edens & Potter, 2003). 따라서 학습 내용을 시각적으로 표현하도록 하는 그리기 활동은 새로운 개념을 구성하는 데 도움이 될 것이다(Edens & Potter, 2003).
우리나라의 학생들이 과학을 싫어하는 이유로 가장 응답이 많았던 것은?
이러한 학생들의 어려움은 과학적 태도에도 영향을 주고 있다. 실제로 우리나라의 학생들은 초등에서 중학교, 고등학교로 갈수록 과학 선호도가 하락하는 경향(47%→32%→28%)을 나타내며, 과학을 싫어하는 이유에 대해‘어렵기 때문(32.8%)’이라는 응답이 가장 많았다(박승재, 2002). 그러나 학년이 높아질수록 과학에 대한 흥미는 낮아지지만, 과학에 대한 태도와 학업성취도 사이의 상관관계는 높아지며, 특히 여학생의 경우 과학에 대한 긍정적인 태도를 지닐수록 더 높은 성취도를 나타내므로(노진일, 1998; Weinburgh, 1995), 학생들을 수업에 적극적으로 참여시켜 어려운 과학개념을 학습하려는 의욕을 북돋아주고 개념의 이해를 도와주는 수업 전략이 필요하다.
구성주의의 관점에서 학습이란?
구성주의의 관점에서 학습이란 학습자가 기존의 개념과 능동적으로 상호작용하여 새로운 개념으로 재구성하는 적극적인 과정이다. 따라서 학습의 주체인 학습자의 흥미를 유발하고 수업의 적극적인 참여를 유도하는 것은 중요하다.
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