초등 과학수업에서 지구와 달의 운동 개념변화를 위한 수업모듈의 개발 및 적용 Development and Application of Instructional Module for the Conceptual Change of the Earth and Moon's Movement in the Elementary Science Class원문보기
본 연구의 목적은 달이 한 쪽 면만 보이는 현상에 대해 초등과학 영재학생들이 갖고 있는 선개념을 확인하여 유형별로 분류하고, 개발한 수업 모듈을 적용해 봄으로써 지구와 달의 운동 개념이 어떻게 변화되어 가는지 확인해 보기 위함이다. 이를 위해 J대학교 초등과학영재 15명의 학생들을 대상으로 질문지법과 면담법, 역할극을 활용하여 선개념을 조사한 후 지구과학교육 전문가와 2명의 박사과정 대학원생과 함께 분석하였다. 또한 수업 모듈을 개발하여 사전 모의수업을 통해 보완한 후, 동영상 촬영을 하면서 실제 수업을 녹화하였다. 녹화한 동영상을 토대로 프로토콜을 분석하였으며, 다음과 같은 연구결과가 나왔다. 첫째, 달이 한 쪽 면만 보이는 현상에 대한 초등과학 영재학생들의 선개념은 달이 한 쪽 면만 보이는 이유에 대해 달이 지구주위를 돌기 때문이라는 막연한 개념의 '가' 유형, 달이 지구주위를 한 쪽 면만 쳐다보기 때문이라는 현상적 개념의 '나' 유형, 달의 자전과 공전주기가 같기 때문이라는 암기 개념의 '다' 유형으로 크게 3가지로 분류되었다. 둘째, 달이 한 쪽 면만 보이는 현상에 대해 역할극으로 표현했을 때 나타난 선개념은 달의 회전 방향에 대해 잘못된 개념을 갖고 있는 A 유형, 달의 자전과 공전이 동시에 나타나도록 표현하지 못한 잘못된 개념을 갖고 있는 B 유형, 지구의 움직임을 정확하게 표현하지 못한 C 유형으로 크게 3가지로 분류되었다. 여기에 좀 더 세분화시키면 A 유형은 달의 자전과 공전의 방향을 제대로 이해하지 못한 채 움직임을 표현한 A-1 유형과 달의 움직임 자체를 역할극으로 표현하지 못한 A-2 유형으로, C 유형은 지구가 움직이되 달만 쳐다보고 움직이는 C-1 유형과 지구와 달이 정량적으로 움직이지 않게 표현한 C-2 유형으로 분류되었다. 셋째, 선개념을 수정하기 위해 본 연구자가 개발한 수업 모듈을 통해 A 유형의 경우는 1단계(달만 공전)과 2단계(달만 자전)의 수업단계에서, B 유형의 경우는 3단계(달의 자전과 공전)의 수업단계에서, C-1 유형의 경우는 4단계(달의 자전과 공전 주기 관련 표현하기)와 5단계(지구의 자전을 고려한 달의 움직임 생각하기)에서, C-2 유형의 경우는 6단계(지구와 달의 움직임과의 관계 조작하기) 수업을 통해 긍정적인 개념 변화가 가능했다. 본 연구는 지구와 달의 운동 개념 변화를 위해서는 역할극과 함께 탐구자료 제작 및 단계별 탐구활동을 동시에 실시하면 보다 효과적인 개념 변화가 이루어질 수 있음을 시사한다.
본 연구의 목적은 달이 한 쪽 면만 보이는 현상에 대해 초등과학 영재학생들이 갖고 있는 선개념을 확인하여 유형별로 분류하고, 개발한 수업 모듈을 적용해 봄으로써 지구와 달의 운동 개념이 어떻게 변화되어 가는지 확인해 보기 위함이다. 이를 위해 J대학교 초등과학영재 15명의 학생들을 대상으로 질문지법과 면담법, 역할극을 활용하여 선개념을 조사한 후 지구과학교육 전문가와 2명의 박사과정 대학원생과 함께 분석하였다. 또한 수업 모듈을 개발하여 사전 모의수업을 통해 보완한 후, 동영상 촬영을 하면서 실제 수업을 녹화하였다. 녹화한 동영상을 토대로 프로토콜을 분석하였으며, 다음과 같은 연구결과가 나왔다. 첫째, 달이 한 쪽 면만 보이는 현상에 대한 초등과학 영재학생들의 선개념은 달이 한 쪽 면만 보이는 이유에 대해 달이 지구주위를 돌기 때문이라는 막연한 개념의 '가' 유형, 달이 지구주위를 한 쪽 면만 쳐다보기 때문이라는 현상적 개념의 '나' 유형, 달의 자전과 공전주기가 같기 때문이라는 암기 개념의 '다' 유형으로 크게 3가지로 분류되었다. 둘째, 달이 한 쪽 면만 보이는 현상에 대해 역할극으로 표현했을 때 나타난 선개념은 달의 회전 방향에 대해 잘못된 개념을 갖고 있는 A 유형, 달의 자전과 공전이 동시에 나타나도록 표현하지 못한 잘못된 개념을 갖고 있는 B 유형, 지구의 움직임을 정확하게 표현하지 못한 C 유형으로 크게 3가지로 분류되었다. 여기에 좀 더 세분화시키면 A 유형은 달의 자전과 공전의 방향을 제대로 이해하지 못한 채 움직임을 표현한 A-1 유형과 달의 움직임 자체를 역할극으로 표현하지 못한 A-2 유형으로, C 유형은 지구가 움직이되 달만 쳐다보고 움직이는 C-1 유형과 지구와 달이 정량적으로 움직이지 않게 표현한 C-2 유형으로 분류되었다. 셋째, 선개념을 수정하기 위해 본 연구자가 개발한 수업 모듈을 통해 A 유형의 경우는 1단계(달만 공전)과 2단계(달만 자전)의 수업단계에서, B 유형의 경우는 3단계(달의 자전과 공전)의 수업단계에서, C-1 유형의 경우는 4단계(달의 자전과 공전 주기 관련 표현하기)와 5단계(지구의 자전을 고려한 달의 움직임 생각하기)에서, C-2 유형의 경우는 6단계(지구와 달의 움직임과의 관계 조작하기) 수업을 통해 긍정적인 개념 변화가 가능했다. 본 연구는 지구와 달의 운동 개념 변화를 위해서는 역할극과 함께 탐구자료 제작 및 단계별 탐구활동을 동시에 실시하면 보다 효과적인 개념 변화가 이루어질 수 있음을 시사한다.
The purpose of this study is to categorize preconceived notions by elementary science gifted students about the reason why only one side of the moon is visible and develop an instructional module to correct these notions scientifically. The effectiveness of these modules will then be tested. The par...
The purpose of this study is to categorize preconceived notions by elementary science gifted students about the reason why only one side of the moon is visible and develop an instructional module to correct these notions scientifically. The effectiveness of these modules will then be tested. The participants of this study were 15 (5th and 6th grade students) from Gwangju Metropolitan City and Chonnam Province who passed a gifted student assessment test developed by J university. The student's notions about the reason only one side of the moon is visible were assessed through questionnaires, interviews, and reenactments. Instructional modules to minimize these notions were developed and then improved upon by class reenactments. And then these modules were used to teach a real class with cameras recording the students. Protocols were analyzed using this footage, and emphasis was placed on how the developed class module changed student's misconceptions. The instructional module developed in this study was: student conception assessment writing materials exploration activity stage 1 (moon's orbit) exploration activity stage 2 (moon's rotation) - exploration activity stage 3 (moon's orbit and rotation) - exploration activity stage 4 (verbalizing the moon's orbit and rotation) - exploration activity stage 5 (thinking about moon movement considering earth's rotation - exploration activity stage 6 (relating the earth and moon's movement) and verifying student conception change. An important conclusion of this study was that all 15 students had misconceptions that could be divided into categories A, B, and C. Category A could be separated with more specifics into A-1 and A-2, and C into C-1 and C-2. After the instructional module was utilized, the student categories show positive change in the following stages: Category A at exploration activity stage 1 and 2, Category B at exploration activity stage 3, Category C-1 at exploration activity stage 4 and 5, and Category C-2 at exploration activity stage 6. Category C-1 students immediately changed to Category C-2 after going through a few stages, and their misconceptions were finally corrected after going through exploration activity stage 6. The misconceptions of students in all categories were corrected scientifically after completing stage 6 education. This study proposes that a combined education of reenactments, exploration materials development, and exploration activities by stages will effectively correct misconceptions about the Earth and moon's movement.
The purpose of this study is to categorize preconceived notions by elementary science gifted students about the reason why only one side of the moon is visible and develop an instructional module to correct these notions scientifically. The effectiveness of these modules will then be tested. The participants of this study were 15 (5th and 6th grade students) from Gwangju Metropolitan City and Chonnam Province who passed a gifted student assessment test developed by J university. The student's notions about the reason only one side of the moon is visible were assessed through questionnaires, interviews, and reenactments. Instructional modules to minimize these notions were developed and then improved upon by class reenactments. And then these modules were used to teach a real class with cameras recording the students. Protocols were analyzed using this footage, and emphasis was placed on how the developed class module changed student's misconceptions. The instructional module developed in this study was: student conception assessment writing materials exploration activity stage 1 (moon's orbit) exploration activity stage 2 (moon's rotation) - exploration activity stage 3 (moon's orbit and rotation) - exploration activity stage 4 (verbalizing the moon's orbit and rotation) - exploration activity stage 5 (thinking about moon movement considering earth's rotation - exploration activity stage 6 (relating the earth and moon's movement) and verifying student conception change. An important conclusion of this study was that all 15 students had misconceptions that could be divided into categories A, B, and C. Category A could be separated with more specifics into A-1 and A-2, and C into C-1 and C-2. After the instructional module was utilized, the student categories show positive change in the following stages: Category A at exploration activity stage 1 and 2, Category B at exploration activity stage 3, Category C-1 at exploration activity stage 4 and 5, and Category C-2 at exploration activity stage 6. Category C-1 students immediately changed to Category C-2 after going through a few stages, and their misconceptions were finally corrected after going through exploration activity stage 6. The misconceptions of students in all categories were corrected scientifically after completing stage 6 education. This study proposes that a combined education of reenactments, exploration materials development, and exploration activities by stages will effectively correct misconceptions about the Earth and moon's movement.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 초등학교 과학영재들을 대상으로 하여 달의 동주기 자전을 학습함에 있어 역할극을 사용할 때 그 학생들이 표현하는 지구와 달의 운동 관련 오개념을 조사하고, 이 오개념을 과학 개념으로 변화시키기 위한 바람직한 수업 모듈을 개발하고자 한다. 그리고 이 수업 모듈을 초등학교 과학영재들에게 투입할 때 나타나는 지구와 달의 운동에 대한 개념 변화를 살펴보고자 한다.
그러므로 달의 동주기 자전을 이해하기 위해 역할극을 활용할 때 발생하는 오개념을 조사하고 이 오개념을 해소하기 위한 방안을 제시하는 것이 필요하다고 생각한다. 따라서 본 연구에서는 초등학교 과학영재들을 대상으로 하여 달의 동주기 자전을 학습함에 있어 역할극을 사용할 때 그 학생들이 표현하는 지구와 달의 운동 관련 오개념을 조사하고, 이 오개념을 과학 개념으로 변화시키기 위한 바람직한 수업 모듈을 개발하고자 한다. 그리고 이 수업 모듈을 초등학교 과학영재들에게 투입할 때 나타나는 지구와 달의 운동에 대한 개념 변화를 살펴보고자 한다.
본 연구에서는 달의 동주기 자전을 설명함에 있어 지구와 달의 운동에 대한 오개념 형성을 최소화 할 수 있는 수업모듈을 개발하고자 한다. 지구와 달의 운동을 학습함에 있어 말이나 글 보다는 그림, 구체적 조작물, 영상, 자료 매체 등 공간 속에서 정신적인 아이디어를 조작하고 이를 설명하기 위한 구체물이 있으면 보다 높은 성취를 기대할 수 있다는 연구 결과(Callison & Wright, 1993)를 토대로 자료를 제작하고 역할극을 활용하여 단계별 절차를 밟는 수업이 효율적일 것이다.
하지만 항성월과 같은 중학교 이상의 개념이 도입될 수밖에 없는 부분이기에 교사의 적극적인 개입이 필요한 부분이다. 본 연구에서는 지구의 회전을 반드시 고려하여 달이 움직여야 한다는 점을 강조하고 싶었기에 아주 정확한 수량적인 계산보다는 이와 비슷한 수량적인 움직임만을 보여도 만족했다고 생각한다. 특히 달의 한 달을 28일로 제시함으로써 학생들의 자발적인 정량화의 움직임이 가능했다고 생각한다.
가설 설정
교사 : 너무 복잡할 수 있으니까 이번에는 달이 지구를 중심으로 90도만 움직인다고 가정하고 생각해 주세요.
물론 제작한 탐구 자료를 활용하여 표현하는 모둠도 있고, 앞에서 언급한 것과 같이 달이 90°만 움직인다고 가정하고 지구와 달의 궤도를 4등분하여 표현한 모둠도 있었다.
학생들에게 소수점이 나오는 항성월을 제시하기엔 다소 무리가 따른다고 판단하여 28일이라 가정하고 지구와 달의 움직임을 생각해 보도록 지도하였으며, 이에 모든 학생들이 회전수를 수량적으로 계산하여 정확하게 움직였다. 어떤 팀은 정확도를 높이기 위해 작도를 하여 계산하는 발전적인 모습을 아래와 같이 보여 주기도 하였다.
제안 방법
동영상 촬영은 조교 1명과 대학생 4명이 하였으며, 녹화 시작 전에 학생들에게 수업 녹화의 의미를 간단히 설명하여 동의를 얻은 후 녹화가 이루어졌다. 2명의 연구자와 2명의 지구과학교육 전문가가 프로토콜을 분석하여 학생들의 개념 변화를 살펴보았다.
개발한 수업 모듈을 타 시도의 초등과학 영재학생들에게 예비 적용한 후에 수정 보완을 하였다. 완성된 수업 모듈 이용하여 2009년 7월의 집중 교육기간에 2일에 걸쳐 6시간 동안 수업을 실시하였다.
먼저 광주광역시 소재 북구 I초등학교 영재학급 6학년 20명의 학생들을 대상으로 달이 한 쪽 면만 보이는 이유에 대한 수업을 실시한 후 대부분의 학생들이 잘못된 선개념을 갖고 있다는 것을 발견하였고, 개념을 선정하고 이를 제7차 교육과정의 과학 교과서와 관련 선행 논문 및 저서의 내용을 근거로 과제분석을 실시하였다. 과제 분석 후 실제 연구하고자 하는 J대학교 과학영재교육원 초등과학반 학생들에게 달이 한쪽 면만 보이는 이유에 대한 학생들의 선개념을 질문지와 면담, 역할극을 통하여 조사한 후, 지구과학교육 전문가 1명과 과학교육학과 박사과정 대학원생 2명과 함께 분석하였다. 선개념 조사에서 1차로 언어적 표현을 통해 학생들의 개념을 조사한 후 역할극을 활용하여 다시 조사하였다.
이 때 수업 내용을 동영상으로 촬영하고 이를 바탕으로 프로토콜을 작성하였다. 동영상 촬영은 조교 1명과 대학생 4명이 하였으며, 녹화 시작 전에 학생들에게 수업 녹화의 의미를 간단히 설명하여 동의를 얻은 후 녹화가 이루어졌다. 2명의 연구자와 2명의 지구과학교육 전문가가 프로토콜을 분석하여 학생들의 개념 변화를 살펴보았다.
따라서 각 유형별 선개념을 변화시켜 주기 위해 위의 수업을 활용하였으며, A 유형의 경우는 1단계과 2단계의 수업단계에서, B 유형의 경우는 3단계의 수업 단계에서, C-1 유형의 경우는 4단계와 5단계에서, C-2 유형의 경우는 6단계 수업을 통해 긍정적인 개념 변화가수업을했다. 특히 C-1 유형의 경우는 선개념을 바로 잡아 준 후 바로 C-2 유형으로 변화되었고 결국은 C-2 유형의 학생들과 함께 최종 단계를 거쳐서야 비로소 개념 변화가수업을했다.
이는 언어로 표현하는데 어려워하거나 익숙하지 않을 수 있기 때문이다. 또한 언어로 표현한 내용이 단순한 암기인지 아닌지를 정확하게 판단하기가 어려울 수 있으므로 정확한 이해 정도를 확인해 보기 위해 역할극으로 표현해 보도록 하였다. 그 결과 또 다른 선개념이 <표 3>과 같이 분류되었다.
먼저 광주광역시 소재 북구 I초등학교 영재학급 6학년 20명의 학생들을 대상으로 달이 한 쪽 면만 보이는 이유에 대한 수업을 실시한 후 대부분의 학생들이 잘못된 선개념을 갖고 있다는 것을 발견하였고, 개념을 선정하고 이를 제7차 교육과정의 과학 교과서와 관련 선행 논문 및 저서의 내용을 근거로 과제분석을 실시하였다. 과제 분석 후 실제 연구하고자 하는 J대학교 과학영재교육원 초등과학반 학생들에게 달이 한쪽 면만 보이는 이유에 대한 학생들의 선개념을 질문지와 면담, 역할극을 통하여 조사한 후, 지구과학교육 전문가 1명과 과학교육학과 박사과정 대학원생 2명과 함께 분석하였다.
본 연구에서는 인지갈등 유발과 과학개념 제시 단계를 6개의 탐구활동으로 세분화시켰으며, 자료제작을 포함시켜 와 같은 수업모듈을 개발하였다.
과제 분석 후 실제 연구하고자 하는 J대학교 과학영재교육원 초등과학반 학생들에게 달이 한쪽 면만 보이는 이유에 대한 학생들의 선개념을 질문지와 면담, 역할극을 통하여 조사한 후, 지구과학교육 전문가 1명과 과학교육학과 박사과정 대학원생 2명과 함께 분석하였다. 선개념 조사에서 1차로 언어적 표현을 통해 학생들의 개념을 조사한 후 역할극을 활용하여 다시 조사하였다. 이는 언어적 표현이 익숙하지 못하거나 언어적 표현은 정확하지만 인지적 내면화에 따른 표현인지 아닌지 확인할 필요가 있으므로 역할극으로 표현해 보게 한 것이다.
영재학생들의 선개념을 바로잡기 위해 앞서 연구자가 개발한 수업모듈을 적용하였다.
개발한 수업 모듈을 타 시도의 초등과학 영재학생들에게 예비 적용한 후에 수정 보완을 하였다. 완성된 수업 모듈 이용하여 2009년 7월의 집중 교육기간에 2일에 걸쳐 6시간 동안 수업을 실시하였다. 수업을 진행할 때는 질문 형태의 수업 기법을 활용하여 학생들이 최대한 많이 생각하고 발표하도록 유도하였는데 이는 학생들의 사고과정을 알아보기 위함이었다.
수업을 진행할 때는 질문 형태의 수업 기법을 활용하여 학생들이 최대한 많이 생각하고 발표하도록 유도하였는데 이는 학생들의 사고과정을 알아보기 위함이었다. 이 때 수업 내용을 동영상으로 촬영하고 이를 바탕으로 프로토콜을 작성하였다. 동영상 촬영은 조교 1명과 대학생 4명이 하였으며, 녹화 시작 전에 학생들에게 수업 녹화의 의미를 간단히 설명하여 동의를 얻은 후 녹화가 이루어졌다.
본 연구에서 지구와 달의 운동에 대한 개념조사 및 모듈 적용 수업은 J대학교 과학영재교육원 초등과학반 학생 15명을 대상으로 이루어졌다. 이 학생들은 광주광역시와 전라남도에 소재한 초등학교의 5, 6학년 학생 중 영재교육원의 선발 과정을 통과한 학생으로서 달에 대한 물리적인 특성과 달이 왜 한쪽 면만 보이는가에 대한 온라인 학습을 수행하였다.
이러한 각각의 선개념을 수정하기 위해 본 연구자가 개발한 수업절차는 선개념 드러내기 → 자료 만들기 → 1단계(달만 공전) → 2단계(달만 자전) → 3단계(달의 자전과 공전) → 4단계(달의 자전과 공전 주기 관련 표현하기) → 5단계(지구의 자전을 고려한 달의 움직임 생각하기) → 6단계(지구와 달의 움직임과의 관계 조작하기) → 개념 변화 확인하기 순으로 진행하였다.
단, 역할극으로 표현하는 데는 최소 2명의 학생이 필요하였기에 2인 1조로 짝을 짓되, 연구자의 질문을 받는 학생 이외에는 어떠한 말이나 몸짓도 허용하지 않았다. 이렇게 조사된 학생들의 선개념을 분석한 후 개념을 변화시킬 수 있는 수업 자료가 포함된 수업 모듈을 개발하였다.
대상 데이터
따라서 본 기본 탐구 활동의 6단계를 활용함으로써이 부분에 선개념을 보였던 4명의 학생들과 C-1 유형의 선개념이 발전된 6명의 학생들이 과 같은 개념 변화를 보였다.
본 연구에서 지구와 달의 운동에 대한 개념조사 및 모듈 적용 수업은 J대학교 과학영재교육원 초등과학반 학생 15명을 대상으로 이루어졌다. 이 학생들은 광주광역시와 전라남도에 소재한 초등학교의 5, 6학년 학생 중 영재교육원의 선발 과정을 통과한 학생으로서 달에 대한 물리적인 특성과 달이 왜 한쪽 면만 보이는가에 대한 온라인 학습을 수행하였다.
첫째, 이 연구에서는 초등과학 5, 6학년 영재학생을 대상으로 실시하였다. 하지만 각 지역적 특수성이 있기에 본 연구를 일반화하기 위해서는 다른 지역 학생들에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
이론/모형
수업모듈에는 김종희(2003)가 제시한 학습자의 선개념 확인 → 인지갈등 유발 → 과학개념제시 → 활용과 연습 → 과학개념 정착 확인으로 이루어진 개념변화를 위한 수업 절차를 적용하였다.
성능/효과
15명의 영재학생들의 대답을 분류해 보니 위의 3가지 유형으로 개념이 분류되는 것을 확인할 수 있었다. 먼저 ‘가’ 유형의 경우는 달의 공전 개념만을 설명한 것으로 정확한 과학적 지식을 설명한다고 보기 어렵다.
결국 언어로 표현한 내용을 다시 역할극으로 표현해 본 결과 선개념의 수준차이는 있으나, 본 연구 대상 학생들 모두 선개념을 갖고 있는 것으로 확인되었으며, 이는 언어로 표현한 선개념 유형의 분류에서 ‘가’ 와 ‘나’ 유형뿐만 아니라 ‘다’ 유형도 정확한 이해가 되지 않은 채 형성된 선개념임을 확인할 수 있었다.
그러므로 C-1 유형의 개념을 변화시키기 위해서는 설명식 수업보다는 선개념을 가진 학생들의 생각과 동일한 현상을 보여주고 단계별로 문제점을 찾아가는 수업 방식이 보다 효과적일 것이며, 이에 본 수업 모듈은 좋은 예가 될 것이다.
달이 한 쪽 면만 보이는 이유에 대해 달이 지구주위를 돌기 때문이라는 막연한 개념의 ‘가’ 유형, 달이 지구 주위를 한 쪽 면만 쳐다보기 때문이라는 현상적 개념의 ‘나’ 유형, 달의 자전과 공전주기가 같기 때문이라는 암기 개념의 ‘다’ 유형으로 분석되었다.
달이 한 쪽 면만 보이도록 표현한 역할극에서 크게는 3개의 유형으로, 세부적으로는 5개의 선개념 유형으로 분류할 수 있었다.
둘째, 단위 수업 시간에 활용가능한 간단한 조작 자료는 역할극으로 인해 발생되는 선개념을 수정 및 보완할 수 있는 보조도구로 충분한 교육적 가치가 있다는 점이다.
따라서 위의 내용을 종합적으로 정리해 볼 때, 달이 한 쪽 면만 보이는 이유에 대한 영재학생들의 개념은 현상적이고 암기한 개념이 많았으며, 정확한 이해 정도를 측정하기 위한 역할극을 통한 표현에서도 달의 움직임에 대한 방향에 대한 선개념과 달의 자전과 공전이 동시에 일어나는 상황에 대한 이해력 부족에 대한 선개념, 지구와의 움직임을 고려하지 못한 달의 움직임에 대한 선개념이 형성되어 있음을 확인하였다.
선개념 C-1 유형은 학생들이 갖고 있는 가장 많은 선개념 유형으로, 6명의 학생들과의 면담 결과 직 · 간접적으로 달이 한 쪽 면만 보이는 이유에 대한 원인을 공부한 학생들은 4명이었으며, 대부분 시중에 있는 책을 통해서 습득한 것으로 밝혀졌다.
수업모듈에는 역할극과 함께 탐구자료 제작이라는 활동을 같이 포함시켰으며, 이를 통해 달과 관련된 내용을 학생들에게 지도할 때는 효과적이라는 것을 알 수 있었다. 이 수업절차는 이러한 의미에서 영재학생들 뿐 아니라 일반 학생들에게 까지도 쉽게 접근할 수 있는 방법이라고 생각된다.
언어로 표현한 선개념의 경우는 크게 3가지 유형으로 나눌 수 있었으며, 대답의 대부분은 학생들의 배경 지식과 매우 밀접한 연관이 있음을 알 수 있었다. 특히 ‘다’ 유형의 경우는 많은 학생들이 대답한 경우로 답은 알고 있었지만, 역할극으로 표현한 결과 ‘다’ 유형 역시 정확한 이해가 아닌 단순 암기의 선개념 결과임을 확인하였다.
얼핏 보면‘다’유형의 경우는 정확하게 이해하고 있는 것처럼 보였지만, 연구 대상 15명 전부 다 정확한 과학적 개념을 갖고 있지 않음을 선개념 연구를 통해 확인하였다.
역할극으로 표현한 선개념의 경우는 크게 3가지 유형으로 분류할 수 있었는데 연구 대상 모두가 잘못된 개념을 갖고 있다는 결과를 확인할 수 있었다.
위의 결과, 언어적으로 표현한 ‘가’ 유형은 역할극으로 표현한 A 유형과 연계될 수 있었으며, ‘다’ 유형의 8명은 C 유형과 연관 지을 수 있었다.
첫째, 지금까지 알려진 달이 한 쪽 면만 보이는 이유에 대한 선행 연구는 또다른 선개념을 불러일으킬 수 있는 여지가 있으므로 본 수업절차를 활용하여 이를 효과적으로 수정할 수 있다는 것이다.
특히 ‘다’ 유형의 경우는 많은 학생들이 대답한 경우로 답은 알고 있었지만, 역할극으로 표현한 결과 ‘다’ 유형 역시 정확한 이해가 아닌 단순 암기의 선개념 결과임을 확인하였다.
후속연구
그러므로 달의 동주기 자전을 이해하기 위해 역할극을 활용할 때 발생하는 오개념을 조사하고 이 오개념을 해소하기 위한 방안을 제시하는 것이 필요하다고 생각한다. 따라서 본 연구에서는 초등학교 과학영재들을 대상으로 하여 달의 동주기 자전을 학습함에 있어 역할극을 사용할 때 그 학생들이 표현하는 지구와 달의 운동 관련 오개념을 조사하고, 이 오개념을 과학 개념으로 변화시키기 위한 바람직한 수업 모듈을 개발하고자 한다.
둘째, 개발한 수업 모듈의 효과성을 검증하기 위한 좀 더 객관적이고 세밀한 실험이 필요할 것으로 생각된다. 본 연구에서는 비디오와 면담 및 프로토콜 분석으로 효과성을 검증하였으나, 이를 뒷받침하여 신뢰할 수 있는 효과 검증 방법을 통해 좀 더 긴 시간을 두고 효과성을 검증하여야 할 것이다.
본 수업모듈을 활용한 효과적인 측면뿐만 아니라 학생 개개인의 인지적 사고 과정의 변화에 또 다른 요소들이 영향을 끼칠 수 있기 때문이다. 따라서 수업모듈에 대한 면밀한 검토를 통해 더욱 일반화될 수 있는 방향으로 연구가 진행되어야 할 것이다.
둘째, 개발한 수업 모듈의 효과성을 검증하기 위한 좀 더 객관적이고 세밀한 실험이 필요할 것으로 생각된다. 본 연구에서는 비디오와 면담 및 프로토콜 분석으로 효과성을 검증하였으나, 이를 뒷받침하여 신뢰할 수 있는 효과 검증 방법을 통해 좀 더 긴 시간을 두고 효과성을 검증하여야 할 것이다.
셋째, 각각의 선개념을 갖고 있던 학생들이 정말 이 수업모듈을 통해서만 개념의 변화가 가능했는가에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다. 본 수업모듈을 활용한 효과적인 측면뿐만 아니라 학생 개개인의 인지적 사고 과정의 변화에 또 다른 요소들이 영향을 끼칠 수 있기 때문이다.
셋째, 본 연구를 통해 나타난 초등과학 영재학생들의 과학적 선개념 유형은 이러한 수업을 진행하고자 하는 많은 교사들에게 수업 준비의 사전 방향을 제시해 줄 것이다.
첫째, 이 연구에서는 초등과학 5, 6학년 영재학생을 대상으로 실시하였다. 하지만 각 지역적 특수성이 있기에 본 연구를 일반화하기 위해서는 다른 지역 학생들에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
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질문
논문에서 추출한 답변
제7차 초등교육과정에서 학습해야 하는 달과 관련된 내용과 탐구요소는 무엇인가?
제7차 초등교육과정에서 학습해야 하는 달과 관련된 내용과 탐구요소는 달의 물리적 상태와 지구의 자전 및 달의 공전 정도이며, 9학년의 경우는 달의 크기와 공전 및 자전, 달의 공전궤도 기울기와 기조력이다(김 혁, 2006). 지구의 자전과 달의 공전에 대한 개념이 초등교육과정에 포함되어 있지만, 달의 운동에 있어서 기초가 되는 달의 자전에 대한 현상을 중학교 교육과정으로 옮겨 초등교육과정을 축소한 것은 학문의 구조적 측면에서 문제가 있어 보인다(최숙희, 2000).
제7차 초등교육과정에서 9학년이 학습해야 하는 달과 관련된 내용과 탐구요소는 무엇인가?
제7차 초등교육과정에서 학습해야 하는 달과 관련된 내용과 탐구요소는 달의 물리적 상태와 지구의 자전 및 달의 공전 정도이며, 9학년의 경우는 달의 크기와 공전 및 자전, 달의 공전궤도 기울기와 기조력이다(김 혁, 2006). 지구의 자전과 달의 공전에 대한 개념이 초등교육과정에 포함되어 있지만, 달의 운동에 있어서 기초가 되는 달의 자전에 대한 현상을 중학교 교육과정으로 옮겨 초등교육과정을 축소한 것은 학문의 구조적 측면에서 문제가 있어 보인다(최숙희, 2000).
연구 대상이 답한 내용을 달이 한 쪽 면만 보이도록 표현한 역할극에서 어떻게 분류하였나요?
A 유형은 달의 회전 방향에 대해 잘못 알고 있는 학생들의 선개념을 의미한다. 특히 A-1은 달의 자전과 공전 방향이 바르지 못한 경우이고, A-2의 경우는 달의 움직임을 역할극으로 표현 자체를 못한 경우에 해당한다.
B 유형은 달의 자전과 공전이 동시에 일어나지 않고 자전을 한 후 한참 후에 공전을 하는 것 혹은 공전을 하다가 자전을 하여 맞추는 식의 표현을 하였다. 다시 말해 달이 공전하면서도 자전을 하지 않다가 정해놓은 일정 도착점에 도착했을 때에 비로소 지구 쪽을 향해 바라보도록 표현하는 학생의 경우를 말한다.
C 유형은 달의 동주기 자전개념을 이해는 하지만 지구와의 관계를 고려하지 않은 선개념을 보여주는 유형에 해당된다. C-1 유형은 달이 한 바퀴 움직일 때 지구가 달의 한 쪽 면만을 보며 따라감으로써 결국 1바퀴 회전하도록 표현한 경우로 가장 많은 학생들이 여기에 해당되었다. C-2 유형은 C-1 유형보다는 좀 더 발전되어 달이 한 바퀴 움직일 때 지구가 회전하는 것으로 표현했지만, 지구와 달의 관계를 고려하지 않은 정확하지 않은 회전주기를 표현한 경우이다.
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