[논문]초등과학영재와 일반아동의 분류 능력 차이

김경민; 차희영; 구슬애

doi:10.14697/jkase.2011.31.5.709

초등과학영재와 일반아동의 분류 능력 차이
Differences in Classification Skills between The Gifted and Regular Students in Elementary Schools 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.31 no.5, 2011년, pp.709 - 719

김경민 (면온초등학교) , 차희영 (한국교원대학교) , 구슬애 (한국교원대학교)

초록
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본 연구의 목적은 초등과학영재 학생과 일반아동사이의 분류 활동 능력의 차이를 확인하는데 있다. 연구를 수행하기 위해 강원도 지역의 P교육청 부설 영재교육원의 초등과학영재 학생 6명과 B와 M초등학교의 일반아동 6명이 연구 대상으로 선정되었다. 학생들에게 부여되는 분류 활동 과제는 선행 연구를 바탕으로 실물자료 과제 3가지와 사진자료 과제 3가지로 총 6가지였으며, 초등과학영재 학생과 일반아동 사이의 분류 활동 능력 차이를 확인하기 위해 분류 활동 과제 수행에 걸리는 시간 측정, 분류 활동 결과 분석 및 분류 기준 수 비교, 분류 능력 지수 산출을 실시하였다. 연구 결과 분류 과제 종류에 관계없이 초등과학영재가 일반아동에 비해 분류 활동 과제 수행에 걸리는 시간이 더 짧게 걸렸다. 분류 활동 결과 분석에 있어서는 초등과학영재와 일반아동 모두 비교 관찰을 실시하였으나 생성된 분류 기준 수에 있어서는 초등과학영재가 더 많은 기준 수를 산출하였고, 분류 능력 지수 또한 초등과학영재의 경우가 더 높았으나 학년의 발달과 유의미한 관계는 없었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to identify the differences in classification skills shown in classification activities between the gifted and regular students in elementary schools. The subjects for the research consisted of six gifted students in an institute for the gifted for science annexed to P school district in Gangwon-do and 6 students at B and M general elementary schools. Results were as follows: The time taken for classification activities of the gifted was shorter than regular regardless of subjects for classifying. The number of standards for classifying for the gifted was more than regular students. Coefficient for measuring classification skills of the gifted was higher than regulars regardless of age. Consequently, there was a difference in the time taken for classifying and generating the number of standards and in a numerical index of classification activities performed at science classes between the science gifted and the regular students.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구의 연구 목적은 초등과학영재와 초등학교 일반학생들이 주어진 분류 활동 과제를 수행하는 동안에 걸린 시간, 분류 활동 결과 분석을 통한 분류 기준 수 및 분류 기준 특징 비교 그리고 분류 능력 지수 측정을 통해 초등과학영재와 일반아동들 사이의 분류 능력의 차이 여부를 알아보는 것으로 설정 하였다. 단, 본 연구에서 초등과학영재란 지역교육청에서 운영하는 영재 교육원에 선발된 학생들을 의미한다.
본 연구는 과학영재 학생과 일반 학생 사이의 차이점을 탐구하기 위한 노력의 하나로 기초탐구능력의 하나인 분류 능력 파악을 통해 과학 영재의 특성을 알아보았다. 분류는 사물을 비슷한 군끼리 모으는 것으로 유기체가 자신의 주변 환경을 효과적으로 처리하기 위해 어떤 대상이나 사물을 유목화 하는 활동으로 인지발달에 초보적인 요소이며(Inhelder & Piaget, 1964), 자연현상이나 사건, 사물을 어떤 기준에 의해 일정한 질서 체계를 세워서 정리하는 과정을 뜻하는 것으로 탐구 과정 요소 중 중요한 탐구능력에 해당한다.
본 연구의 목적은 초등과학영재 학생과 일반아동 사이의 분류 활동 능력의 차이를 확인하는데 있다. 연구를 수행하기 위해 강원도 지역의 P교육청 부설 영재교육원의 초등과학영재 학생 6명과 B와 M초등학교의 일반아동 6명이 연구 대상으로 선정되었다.

제안 방법

대상 학생들과의 반구조화된 형태의 면담은 분류 활동 전∙후에 이루어졌다. 사전 면담은 학생이 수행할 분류 활동에 대한 안내 및 학생 특성 파악을 위한 질문으로 그리고, 사후 면담은 학생이 활동지에 기록한 내용의 재확인과 관련한 질문을 중심으로 이루어졌다.
분류 능력 지수(CQ, Classification ability Quotient)는 권용주 등(2007)이 분류의 기준 수, 차원 수, 분류의 유형 값, 분류 기준의 정확도를 기준으로 개발한 바 있다. 본 연구에서는 일반학생들을 대상으로 한 분류 관련 연구(이정경 등, 2008; 최현동 2005, 2008)에서 분류 활동 시간이 분류 발달의 한 측면으로 생각되고 있는 점을 고려하여 권용주 등(2007)의 분류 능력 지수 산출식을 분류 활동 시간으로 나누어 학생들의 분류 능력지수를 산출하였다. 따라서, 본 연구에서 사용된 수정된 분류 능력 지수 산출식은 <그림1>과 같다.
분류 과제는 과제의 친숙도와 난이도를 고려하여 선정되었고, 분류과제는 제시 형태에 따라 실물자료와 사진자료로 구분하였다. 실물자료는 구슬, 단추, 콩을 선정하였고, 사진자료는 최현동(2005, 2008)이 사용한 인공자극 카드, 눈결정 카드, 자연자극 카드를 선정하였다.
분류 활동 과제를 수행하면서 나타난 초등과학영재와 일반아동의 분류에 걸린 시간, 분류 기준 수 및 분류 기준 비교, 분류 능력 지수를 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
연구 대상 학생들의 분류 활동 특성 차이를 알아보기 위해 분류 활동 결과지를 분석하였다. 이를 분석하기 위한 준거는 주정은과 차희영(2007)의 분류하기 탐구 능력 평가 요소를 바탕으로 하였고, 각 준거 및 준거에 대한 설명은 <표3>과 같다.
연구의 타당도와 신뢰도를 높이기 위해 디지털 캠코더 녹화, 학생들의 활동지 작성, 반구조화된 면담, 현장 관찰 기록지 작성 등을 통해 학생들의 분류 활동 수행과 관련된 자료를 수집하였다.
분류 활동 수행은 개별로 이루어졌고 분류 활동에 제시된 과제의 종류에 관계없이 학생이 분류 활동을 끝내겠다고 할 때까지 분류 활동은 시간제한 없이 진행되었다. 철저한 개인별 분류 활동이 이루어지도록 하기 위해 상호간의 의견 교환 및 힌트가 될 만한 언행을 하지 않도록 분류 활동 실시 전에 사전약속을 한 뒤 분류 활동을 실시하였다.
연구를 수행하기 위해 강원도 지역의 P교육청 부설 영재교육원의 초등과학영재 학생 6명과 B와 M초등학교의 일반아동 6명이 연구 대상으로 선정되었다. 학생들에게 부여되는 분류 활동 과제는 선행 연구를 바탕으로 실물자료 과제 3가지와 사진자료 과제 3가지로 총 6가지였으며, 초등과학영재 학생과 일반아동 사이의 분류 활동 능력 차이를 확인하기 위해 분류 활동 과제 수행에 걸리는 시간 측정, 분류 활동 결과 분석 및 분류 기준 수 비교, 분류 능력 지수 산출을 실시하였다. 연구 결과 분류 과제 종류에 관계없이 초등과학영재가 일반아동에 비해 분류 활동 과제 수행에 걸리는 시간이 더 짧게 걸렸다.

대상 데이터

본 연구는 강원도 P교육청 부설 영재교육원 과학영재 6명과 강원도 B와 M 초등학교의 4학년과 6학년 6명, 총 12명의 학생을 대상으로 하였다. 학생들의 분류능력이 성별에 따라 유의미한 차이가 나타나지 않기 때문에(안영균, 1997; 예성옥, 1999; 최현동 등, 2005) 본 연구에서는 연구 대상의 성별 비율이 고려되지 않았다.
학생들의 분류능력이 성별에 따라 유의미한 차이가 나타나지 않기 때문에(안영균, 1997; 예성옥, 1999; 최현동 등, 2005) 본 연구에서는 연구 대상의 성별 비율이 고려되지 않았다. 본 연구에서 학생들의 분류 활동이 이루어지는 시간 및 분류 활동 후 학생 면접이 방과 후에 이루어졌기 때문에 초등과학영재와 일반아동 중에서 학생들의 자발적 의사를 통해 1차 연구 대상자를 선정하였고, 이들 중 학부모의 연구동의를 얻은 과학영재 6명과 일반아동 6명만이 본 연구의 최종 연구 대상으로 선정되었다. 자발적 의사와 학부모 동의 통해 선정된 연구 대상의 과학 시험 성적과 평가 기록, 행동 발달 상황 자료와 같은 기본적인 특징은 담임교사의 협조로 파악하였고, 파악된 특징은 <표1>과 같다.
분류 과제는 과제의 친숙도와 난이도를 고려하여 선정되었고, 분류과제는 제시 형태에 따라 실물자료와 사진자료로 구분하였다. 실물자료는 구슬, 단추, 콩을 선정하였고, 사진자료는 최현동(2005, 2008)이 사용한 인공자극 카드, 눈결정 카드, 자연자극 카드를 선정하였다. 제시된 분류과제의 종류 및 분류 과제 투입 순서는 과학교육 전문가와 과학교육전공 교사 5인의 타당도를 거쳤다.
본 연구의 목적은 초등과학영재 학생과 일반아동 사이의 분류 활동 능력의 차이를 확인하는데 있다. 연구를 수행하기 위해 강원도 지역의 P교육청 부설 영재교육원의 초등과학영재 학생 6명과 B와 M초등학교의 일반아동 6명이 연구 대상으로 선정되었다. 학생들에게 부여되는 분류 활동 과제는 선행 연구를 바탕으로 실물자료 과제 3가지와 사진자료 과제 3가지로 총 6가지였으며, 초등과학영재 학생과 일반아동 사이의 분류 활동 능력 차이를 확인하기 위해 분류 활동 과제 수행에 걸리는 시간 측정, 분류 활동 결과 분석 및 분류 기준 수 비교, 분류 능력 지수 산출을 실시하였다.

성능/효과

5개의 기준 수를 생성하였다. 6개의 분류 과제를 평균해 보면 초등과학영재는 10.3개를 일반아동은 9.7개의 기준 수를 생성한 것이므로 초등과학영재가 일반아동에 비해 생성한 기준 수가 많다는 것을 알 수 있었다. 주어진 분류 과제를 모두 수행 하는 동안 생성된 분류 기준 수의 개인별 평균을 나타내면 <그림3>과 같다.
초등학생의 분류 능력은 저학년에서 고학년으로 올라감에 따라 발달적 변화를 보인다고 한다(최현동 등, 2005). 그러나 본 연구에서는 학년의 발달 단계에 따른 개인의 분류 능력의 발달적 변화를 확인 할 수 없었으므로 개인의 분류 능력 발달에 학년의 발달이 절대적으로 영향을 주는 것은 아니며, 개별적 특성에 따라 다르다는 것을 알 수 있었다.
제시된 분류 과제 형태에 따라 차이가 없이 초등과학영재가 분류 과제 수행에 있어 짧은 시간을 사용했는데, 이는 초등과학영재가 분류 과제의 속성 파악 및 분류 과제의 공통점과 차이점을 찾아 분류 기준을 더 빨리 세워 분류 활동을 수행하기 때문으로 판단된다. 둘째, 분류 활동 결과 분석을 통해서는 초등과학영재와 일반아동 모두 위계적이고 비교 관찰을 하지만 분류 기준 수 생성에 있어 초등과학영재 학생의 경우 일반아동에 비해 많은 기준 수를 생성하였으므로 초등과학영재들이 일반아동에 비해 상세 관찰을 통한 분류를 한다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 기존의 선행 연구 결과와는 달리 학생들의 해당 학년이 분류 기준 수 생성 능력과 높은 상관관계가 있는 것으로 보이지는 않는다.
이해 비해 일반아동인 6RA는 분류 활동을 완벽하게 수행하지 않았음에도 불구하고 분류 활동을 마무리 하였고, 기준 2는 도형의 수, 기준 3은 도형의 색깔, 기준 4부터 기준 7을 모두 도형의 모양을 기준을세웠다. 따라서, 6GB 아동에 비해 분류 기준의 일관성이 없어 기준2와 기준3에서 분류 기준이 달라지는 양상을 보여 전체적인 공통점의 파악을 위한 관찰 보다는 분류 대상의 부분적 요소에 더 집중하는 경향을 보였다. 이 결과를 통해 전체적인 관찰을 할 수 있는 피험자가 그렇지 못한 피험자보다 더 분류를 잘 한다는 것을 확인 할 수 있었다(최현동 등, 2005).
연구 결과 분류 과제 종류에 관계없이 초등과학영재가 일반아동에 비해 분류 활동 과제 수행에 걸리는 시간이 더 짧게 걸렸다. 분류 활동 결과 분석에 있어서는 초등과학영재와 일반아동 모두 비교 관찰을 실시하였으나 생성된 분류 기준 수에 있어서는 초등과학영재가 더 많은 기준 수를 산출하였고, 분류 능력 지수 또한 초등과학영재의 경우가 더 높았으나 학년의 발달과 유의미한 관계는 없었다.
김미숙 등(2004)에 의하면 우리나라 초∙중등 영재학생이 또래에 비하여 논리적 사고력과 창의적 문제해결력 또한 매우 우수하다고 한다. 분류 활동지 분석 결과에서도 볼 수 있듯이 일반아동의 경우 분류의 기준 모호가 4회, 일관성이 1회로 나타나 초등과학영재에 비해 비교적 정교하지 못한 분류의 기준을 세우는 것으로 나타났다.
그러나 기존의 선행 연구 결과와는 달리 학생들의 해당 학년이 분류 기준 수 생성 능력과 높은 상관관계가 있는 것으로 보이지는 않는다. 셋째, 분류 능력 지수에 있어서도 초등과학영재가 일반아동에 비해 모든 분류 과제에서 높은 분류 능력지수를 보였다.
학생들에게 부여되는 분류 활동 과제는 선행 연구를 바탕으로 실물자료 과제 3가지와 사진자료 과제 3가지로 총 6가지였으며, 초등과학영재 학생과 일반아동 사이의 분류 활동 능력 차이를 확인하기 위해 분류 활동 과제 수행에 걸리는 시간 측정, 분류 활동 결과 분석 및 분류 기준 수 비교, 분류 능력 지수 산출을 실시하였다. 연구 결과 분류 과제 종류에 관계없이 초등과학영재가 일반아동에 비해 분류 활동 과제 수행에 걸리는 시간이 더 짧게 걸렸다. 분류 활동 결과 분석에 있어서는 초등과학영재와 일반아동 모두 비교 관찰을 실시하였으나 생성된 분류 기준 수에 있어서는 초등과학영재가 더 많은 기준 수를 산출하였고, 분류 능력 지수 또한 초등과학영재의 경우가 더 높았으나 학년의 발달과 유의미한 관계는 없었다.
50분이었다. 전체 분류 활동 수행에 걸린 평균을 비교하면 초등과학영재는 17.43분, 일반아동은 22.97분이었으므로 초등과학영재의 분류 활동 기능이 일반아동 보다 더 나은 것을 확인할 수 있었다.
실물자료는 구슬, 단추, 콩을 선정하였고, 사진자료는 최현동(2005, 2008)이 사용한 인공자극 카드, 눈결정 카드, 자연자극 카드를 선정하였다. 제시된 분류과제의 종류 및 분류 과제 투입 순서는 과학교육 전문가와 과학교육전공 교사 5인의 타당도를 거쳤다.
첫째, 분류 활동을 수행하는데 있어 사용하는 시간은 초등과학영재가 일반아동에 비해 짧았다. 제시된 분류 과제 형태에 따라 차이가 없이 초등과학영재가 분류 과제 수행에 있어 짧은 시간을 사용했는데, 이는 초등과학영재가 분류 과제의 속성 파악 및 분류 과제의 공통점과 차이점을 찾아 분류 기준을 더 빨리 세워 분류 활동을 수행하기 때문으로 판단된다.
초등과학영재와 일반아동이 생성한 분류 기준 수를 각 과제별로 비교해보면 <표5>와 같다. 초등과학영재는 일반아동보다 분류 과제마다 분류 활동으로 생성한 분류 기준수가 많다는 것을 알 수 있었다.

후속연구

영재가 무엇인지를 알고 교육적으로 가치 있는 영재 개념을 구상한 뒤 그 잠재력을 개발할 수 있는 교육 기회를 제공해야 하는 것은 당연하며(Borland, 1997), 과학 영재를 대상으로 하는 교육 프로그램이 차별화 될 필요성(박경희와 서혜애, 2005)에 대해서 본 연구를 통해도 확인 할 수 있었다. 그러나 본 연구는 강원도 P지역교육청 부설 초등과학영재를 대상으로 실시된 것이므로 대학부설 및 타 지역의 초등과학 영재 프로그램이 기초탐구능력 신장을 위해 어떤 차별화된 전략을 가지고 운영되는지에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	영재교육이 많은 관심의 대상이 되고 있는 배경은?	지식 기반 사회가 되면서 세계 많은 나라들은 자국의 국가 경쟁력을 강화 시키는데 필요한 과학적 소양을 갖춘 유능한 인재를 육성하는데 투자를 아끼지 않고 있으며, 이러한 시대적 분위기에 발맞춰 국가 경쟁력 강화라는 국가적인 측면과 교육기회의 형평성 제고라는 개인적인 측면의 특징을 모두 포함하고 있는 영재교육은 많은 관심의 대상이 되고 있다(이봉우 등, 2008; 조은부와 백성혜, 2006; 조현준 등, 2008). 특히, 2000년 1월 영재교육진흥법이 제정되었고, 2002년 4월 영재교육진흥법 시행령 및 세부 추진 계획이 발표되면서 영재교육원과 영재학교 및 영재 학급의 형태를 거치면서 영재교육이 확대되어 실시되고 있다(최선영, 2008).
	우리나라의 영재교육 대상자 중 수학∙과학 관련 영재 교육을 받는 학생의 비율은?	한국교육개발원의 자료에 의하면 영재교육이 수학과 과학 분야에 치우쳐져 있어 우리나라의 영재교육 대상자 중 수학∙과학 관련 영재 교육을 받는 학생의 비율은 2005년을 기준으로 했을 때 82%인 것으로 파악되었다(김태서, 2007). 국내 영재교육의 변천사를 보면 특히 과학영재교육이 차지하는 비중이 매우 크며, 1998년 전국 8개 대학에 현재의 과학영재교육원이 설치 운영됨으로써 과학영재교육이 우리나라 영재교육의 확대를 이끌어 왔다고 한다(강경희, 2010).
	분류 활동 과제를 수행하면서 나타난 초등과학영재와 일반아동의 분류에 걸린 시간, 분류 기준 수 및 분류 기준 비교, 분류 능력 지수를 분석하여 얻을 수 있는 결론은?	첫째, 분류 활동을 수행하는데 있어 사용하는 시간은 초등과학영재가 일반아동에 비해 짧았다. 제시된 분류 과제 형태에 따라 차이가 없이 초등과학영재가 분류 과제 수행에 있어 짧은 시간을 사용했는데, 이는 초등과학영재가 분류 과제의 속성 파악 및 분류 과제의 공통점과 차이점을 찾아 분류 기준을 더 빨리 세워 분류 활동을 수행하기 때문으로 판단된다. 둘째, 분류 활동 결과 분석을 통해서는 초등과학영재와 일반아동 모두 위계적이고 비교 관찰을 하지만 분류 기준 수 생성에 있어 초등과학영재 학생의 경우 일반아동에 비해 많은 기준 수를 생성하였으므로 초등과학영재들이 일반아동에 비해 상세 관찰을 통한 분류를 한다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 기존의 선행 연구 결과와는 달리 학생들의 해당 학년이 분류 기준 수 생성 능력과 높은 상관관계가 있는 것으로 보이지는 않는다. 셋째, 분류 능력 지수에 있어서도 초등과학영재가 일반아동에 비해 모든 분류 과제에서 높은 분류 능력지수를 보였다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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