[국내논문]고등학교 교육과정에 도입된 최신 과학 내용이 학생들의 과학에 대한 흥미에 미치는 영향 The Effect of Advanced Science Content Introduced to High School Curriculum on Students' Interest in Science원문보기
이 연구에서는 고등학교 10학년 과학 교육과정에 최신 과학 내용을 도입한 수업이 학생들의 과학과 과학 수업에 대한 흥미에 미치는 영향을 조사하였다. 서울시에 소재한 남녀공학 고등학교 4 학급을 각 2학급씩 비교 집단과 실험 집단으로 배치하였고, 학생들의 사전 과학학업 성취도에 따라 3집단(상, 중, 하)으로 나누어분석하였다. 처치집단은 ‘반응속도’, ‘환경’, ‘과학의 탐구’단원 수업에 최신 과학기술 내용을 도입한 학습 자료를 이용하여 학습하였다. 수업 처치는 6주 동안 실시하였으며, 처치 전 후에 학생들의 과학 학습 태도 검사를 실시하였다. 연구 결과, 과학에 대한 흥미 영역에서는 학업 성취도와 수업 처치 간에 유의미한 상호작용 효과가 나타났다(p<.01). 과학 수업에 대한 흥미 영역에서는 성취도와 관계없이 모든 집단에서 수업 처치에 따른 주효과가 유의미하게 나타났다(p<.05). 최신 과학 내용을 교육과정과 연계하여 수업시간에 소개하는 것은 학생들의 과학과 과학 수업에 대한 흥미를 향상시키는데 도움이 되며, 교육과정 내용과 관련하여 최신 과학에 대해 배우기를 원하는 학생이 많은 것으로 나타났다.
이 연구에서는 고등학교 10학년 과학 교육과정에 최신 과학 내용을 도입한 수업이 학생들의 과학과 과학 수업에 대한 흥미에 미치는 영향을 조사하였다. 서울시에 소재한 남녀공학 고등학교 4 학급을 각 2학급씩 비교 집단과 실험 집단으로 배치하였고, 학생들의 사전 과학학업 성취도에 따라 3집단(상, 중, 하)으로 나누어분석하였다. 처치집단은 ‘반응속도’, ‘환경’, ‘과학의 탐구’단원 수업에 최신 과학기술 내용을 도입한 학습 자료를 이용하여 학습하였다. 수업 처치는 6주 동안 실시하였으며, 처치 전 후에 학생들의 과학 학습 태도 검사를 실시하였다. 연구 결과, 과학에 대한 흥미 영역에서는 학업 성취도와 수업 처치 간에 유의미한 상호작용 효과가 나타났다(p<.01). 과학 수업에 대한 흥미 영역에서는 성취도와 관계없이 모든 집단에서 수업 처치에 따른 주효과가 유의미하게 나타났다(p<.05). 최신 과학 내용을 교육과정과 연계하여 수업시간에 소개하는 것은 학생들의 과학과 과학 수업에 대한 흥미를 향상시키는데 도움이 되며, 교육과정 내용과 관련하여 최신 과학에 대해 배우기를 원하는 학생이 많은 것으로 나타났다.
This study investigated the effect of introducing advanced science contents into the science curriculum 10th grade on students' interest in science. Four classes of the 10th grade were selected from a co-ed high school located in the city of Seoul. Among them, each two classes were assigned as a con...
This study investigated the effect of introducing advanced science contents into the science curriculum 10th grade on students' interest in science. Four classes of the 10th grade were selected from a co-ed high school located in the city of Seoul. Among them, each two classes were assigned as a control group and treatment group, respectively. Students in each group were divided into three groups according to their previous science achievement. The treatment group was taught with materials consisting of advanced science content that was associated with the 'Reaction Rates', 'Environment' and 'Inquiry of Science' section of the curriculum. Before and after being taught over a six-week period, students' interest in science and science class were measured. The data showed that there was a significant correlation between the instruction and students' previous science achievement in the 'interest in science'(p<.01). There was a significant difference between the two groups in the 'interest in science class' irrespective of their prior science achievement (p<.05). The data showed that the introduction of advanced science content into the science curriculum had considerable effect on increasing students' interest in science and science class. Moreover, many students expected more opportunities to learn advanced science content associated with the science curriculum.
This study investigated the effect of introducing advanced science contents into the science curriculum 10th grade on students' interest in science. Four classes of the 10th grade were selected from a co-ed high school located in the city of Seoul. Among them, each two classes were assigned as a control group and treatment group, respectively. Students in each group were divided into three groups according to their previous science achievement. The treatment group was taught with materials consisting of advanced science content that was associated with the 'Reaction Rates', 'Environment' and 'Inquiry of Science' section of the curriculum. Before and after being taught over a six-week period, students' interest in science and science class were measured. The data showed that there was a significant correlation between the instruction and students' previous science achievement in the 'interest in science'(p<.01). There was a significant difference between the two groups in the 'interest in science class' irrespective of their prior science achievement (p<.05). The data showed that the introduction of advanced science content into the science curriculum had considerable effect on increasing students' interest in science and science class. Moreover, many students expected more opportunities to learn advanced science content associated with the science curriculum.
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문제 정의
‘반응 속도’와‘환경’, ‘과학의 탐구’단원에 6주에 걸쳐 최신 과학 내용을 도입하였으며, 기존 연구들과 비교하여 최신 과학 소재를 학교 교육과정에 보다 적극적으로 연계하고자 노력하였다.
본 연구에서는 제 7차 교육과정 고등학교 ‘과학’과 관련된 최신 과학 내용을 도입한 수업이 학생들의 과학에 대한 흥미에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보고, 수업 평가와 개인 면담을 통해 최신 과학 내용을 도입한 수업에 대한 학생들의 인식을 알아보았다. 또한, 본 연구에서는 최신 과학 내용이 도입된 수업을 받아본 학생들의 설문 결과를 바탕으로 과학에 대한 흥미를 향상시킬 수 있는 방향으로 학교 과학수업에 최신 과학 내용을 도입하는 방안을 제안하고자 하였다. 하지만 우리나라 학생들이 실험 수업과 같이 직접 활동을 선호하는 경향이 있는 점(곽영순 등, 2006; 박두찬과 송진웅, 2009)과 관련하여, 본 연구에서 최신 과학 내용을 도입한 것과 도입하는 방식의 효과가 섞여 나타났을 가능성이 있어 연구 결과 해석이 제한적이다.
본 연구에서는 제 7차 교육과정 고등학교 ‘과학’과 관련된 최신 과학 내용을 도입한 수업이 학생들의 과학에 대한 흥미에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보고, 수업 평가와 개인 면담을 통해 최신 과학 내용을 도입한 수업에 대한 학생들의 인식을 알아보았다.
이 연구에서는 고등학교 10학년 과학 교육과정에 최신 과학 내용을 도입한 수업이 학생들의 과학과 과학 수업에 대한 흥미에 미치는 영향을 조사하였다. 서울시에 소재한 남녀공학 고등학교 4 학급을 각 2학급씩 비교 집단과 실험 집단으로 배치하였고, 학생들의 사전 과학학업 성취도에 따라 3집단(상, 중, 하)으로 나누어 분석하였다.
이 연구에서는 고등학교 학생들의 과학에 대한 흥미를 향상시키기 위해 1학년 과학 수업에 7차 교육과정에 나오는 기초과학 내용과 관련된 최신 과학 내용을 도입하였다. ‘반응 속도’와‘환경’, ‘과학의 탐구’단원에 6주에 걸쳐 최신 과학 내용을 도입하였으며, 기존 연구들과 비교하여 최신 과학 소재를 학교 교육과정에 보다 적극적으로 연계하고자 노력하였다.
처치 집단 학생들을 대상으로 최신 과학 내용이 도입된 수업에 대한 인식을 조사하였다.
제안 방법
동일한 교육과정 내용에 대하여 비교 집단은 전통적인 수업 방식으로 진행하였으며, 실험집단은 교육과정 내용을 학습하고 해당 교육과정과 관련된 최신 과학 내용을 시청각 자료와 학습지로 학습하였다. 고등학교 과학 수업 시간에 최신 과학 내용의 도입이 의미 있고, 타당하게 이루어지게 하기 위하여(Criswell, 2007) 기존 교육과정 내용을 중심으로 이와 관련된 최신 과학 원리만을 도입하였으며 도입된 내용은 과학 교사의 배경 지식 범위를 넘지 않고, 학생들에게 인지적 부담이 크지 않도록 구성하였다. 최신 과학 내용이 도입된 학습지는 과학 교사 2인과 과학교육전문가 2인으로부터 학습지의 타당도를 검증받았다.
처치는 7차 교육과정 고등학교 과학의 ‘반응 속도’와 ‘환경’, ‘과학의 탐구’ 단원에 관련된 최신 과학 소재를 도입하여 6주에 걸쳐 실시되었다. 동일한 교육과정 내용에 대하여 비교 집단은 전통적인 수업 방식으로 진행하였으며, 실험집단은 교육과정 내용을 학습하고 해당 교육과정과 관련된 최신 과학 내용을 시청각 자료와 학습지로 학습하였다. 고등학교 과학 수업 시간에 최신 과학 내용의 도입이 의미 있고, 타당하게 이루어지게 하기 위하여(Criswell, 2007) 기존 교육과정 내용을 중심으로 이와 관련된 최신 과학 원리만을 도입하였으며 도입된 내용은 과학 교사의 배경 지식 범위를 넘지 않고, 학생들에게 인지적 부담이 크지 않도록 구성하였다.
이 연구에서는 고등학교 10학년 과학 교육과정에 최신 과학 내용을 도입한 수업이 학생들의 과학과 과학 수업에 대한 흥미에 미치는 영향을 조사하였다. 서울시에 소재한 남녀공학 고등학교 4 학급을 각 2학급씩 비교 집단과 실험 집단으로 배치하였고, 학생들의 사전 과학학업 성취도에 따라 3집단(상, 중, 하)으로 나누어 분석하였다. 처치 집단은‘반응 속도’, ‘환경’, ‘과학의 탐구’단원 수업에 최신 과학기술 내용을 도입한 학습 자료를 이용하여 학습하였다.
수업 처치는 4개 학급 모두 한 명의 교사가 실시하였으며, 처치 전, 후 학생들에게 과학과 과학수업에 대한 흥미 검사를 실시하였다. 실험집단 학생들은 처치 후에 수업 평가지를 통해 최신 과학기술이 도입된 수업을 평가하도록 하였으며, 학생들의 인식을 알아보기 위해 7명의 학생을 대상으로 개별 면담을 실시하고, 매 수업 후 담당 교사와 면담하였다.
처치 집단은‘반응 속도’, ‘환경’, ‘과학의 탐구’단원 수업에 최신 과학기술 내용을 도입한 학습 자료를 이용하여 학습하였다. 수업 처치는 6주 동안 실시하였으며, 처치 전 후에 학생들의 과학 학습 태도 검사를 실시하였다. 연구 결과, 과학에 대한 흥미 영역에서는 학업 성취도와 수업 처치 간에 유의미한 상호작용 효과가 나타났다(p<.
수업에 대한 평가지는 흥미도, 난이도, 자료의 적절성에 대해 4단계 리커트식 척도로, 선택 이유와 배우고 싶은 최신 과학기술 분야, 수업에 대한 생각을 자유롭게 서술하도록 구성하였다. 본 연구에서 사용한 검사지와 수업 평가지는 과학교육 전문가 2인과 과학교사 2인에게 타당도를 검증받았다.
수업 처치는 4개 학급 모두 한 명의 교사가 실시하였으며, 처치 전, 후 학생들에게 과학과 과학수업에 대한 흥미 검사를 실시하였다. 실험집단 학생들은 처치 후에 수업 평가지를 통해 최신 과학기술이 도입된 수업을 평가하도록 하였으며, 학생들의 인식을 알아보기 위해 7명의 학생을 대상으로 개별 면담을 실시하고, 매 수업 후 담당 교사와 면담하였다.
처치 집단은‘반응 속도’, ‘환경’, ‘과학의 탐구’단원 수업에 최신 과학기술 내용을 도입한 학습 자료를 이용하여 학습하였다.
처치는 7차 교육과정 고등학교 과학의 ‘반응 속도’와 ‘환경’, ‘과학의 탐구’ 단원에 관련된 최신 과학 소재를 도입하여 6주에 걸쳐 실시되었다.
대상 데이터
본 연구는 서울시에 소재한 1개 인문계 고등학교 1학년 4개 학급(남학생 70명, 여학생 75명)을 대상으로 2학기 중간고사 이후에 실시하였다. 2학기 중간고사 과학 성적과 과학 수업에 대한 태도가 유사한 학급을 선정하였으며, 실험집단과 비교집단으로 배치하였다.
4개 학급 145명의 학생 중에서 수업과 설문에 모두 참가한 135명의 학생을 대상으로 분석을 실시하였다. 사전 과학 학업 성취도에 따른 처치의 효과를 알아보기 위해 2학기 중간고사 과학 성적을 기준으로 상위 29%(39명)는 상위 집단, 하위 30%(40명)는 하위 집단으로 분류하고 나머지 41%(56명) 학생들은 중위 집단으로 분류하였다.
본 연구는 서울시에 소재한 1개 인문계 고등학교 1학년 4개 학급(남학생 70명, 여학생 75명)을 대상으로 2학기 중간고사 이후에 실시하였다. 2학기 중간고사 과학 성적과 과학 수업에 대한 태도가 유사한 학급을 선정하였으며, 실험집단과 비교집단으로 배치하였다.
데이터처리
000). 과학과 과학 수업에 대한 흥미 영역에서 공 변량 분석의 기본 가정을 만족하여 수업 처치를 독립 변인, 학업 성취도를 구획 변인으로 이원 공변량 분석(two-way ANCOVA)을 실시하였으며, 상호작용 효과가 있는 경우에는 단순 효과를 검증하기 위해 사전 과학 학업 성취도로 일원 공변량 분석을 실시하였다. 최신 과학 내용이 도입된 수업에 대한 학생들의 인식은 빈도 분석을 실시하였다.
과학과 과학 수업에 대한 흥미 영역에서 공 변량 분석의 기본 가정을 만족하여 수업 처치를 독립 변인, 학업 성취도를 구획 변인으로 이원 공변량 분석(two-way ANCOVA)을 실시하였으며, 상호작용 효과가 있는 경우에는 단순 효과를 검증하기 위해 사전 과학 학업 성취도로 일원 공변량 분석을 실시하였다. 최신 과학 내용이 도입된 수업에 대한 학생들의 인식은 빈도 분석을 실시하였다. 모든 통계 분석에는 SPSS 17.
최신 과학 내용이 도입된 수업이 학생의 사전 과학 학업 성취도에 따라 과학과 과학 수업에 대한 흥미에 미치는 영향을 알아보기 위해 비교 집단과 처치 집단의 사전 검사 점수를 공변인, 수업 처치를 독립 변인, 학업 성취도를 구획 변인으로 하여 사후 검사 점수의 평균과 표준 편차, 교정 평균을 구하고, 차이가 통계 적으로 유의미한지 확인하기 위하여 이원 공변량 분석(two-way ANCOVA)를 실시하였다.
이론/모형
과학에 대한 흥미 영역이 잘 변하지 않는 특성이라는 점을 고려하여 정완호 등(1997)이 개발한 과학태도 검사지 문항 중‘과학 교과에 대한 태도’영역의 문항으로 과학 수업에 대한 흥미 영역을 구성하였다.
학생들의 과학에 대한 흥미 검사는 곽영순 등(2006)의 연구에서 사용한 문항 중‘과학에 대한 흥미와 즐거움’영역에 해당하는 5문항으로 구성하였다.
성능/효과
과학 수업에 대한 흥미 영역에서는 모든 집단에서 수업 처치 집단의 교정 평균이 높게 나타났으며, 수업 처치에 따른 주효과가 유의미하게 나타났다(MS=.479, F=5.537, p.05), 처치와 학업 성취도 간의 상호작용 효과도 나타나지 않았다(MS=.126, F=1.457, p>.05).
즉, 학생 개개인에 따라 선호도가 다르게 나타난다고 볼 수 있으며, 이는 진로, 실생활 등이 학생들을 과학수업으로 유인하고, 학생들에게 학습 동기를 주는 정도가 같지 않다는 선행연구 결과와 일치한다(박두찬과 송진웅, 2009). 또한, 수업 시간 중에 최신 과학기술에 대해 배우는 시간이 어느 정도가 적당한가에 관한 문항에서는 30분 이상(30.8%)과 20-25분(43.1%)이 적당하다고 답하였으며, 최신 과학기술에 대해 간단하고 일반적인 소개보다는 수업 시간을 할애하여 학습 내용과 관련된 최신 과학 기술의 원리에 대해 학습하는 것을 선호하였다.
마지막으로 수업시간에 배우고 싶은 최신 과학에 대해 자유롭게 서술하도록 하였는데 Fig 1와 같이 우주항공기술과 로봇공학기술, 생명공학기술, 나노기술, 환경공학기술, 정보통신기술 순서로 나타났다. 이는 대부분의 고등학생들이 최신 과학기술에 대한 정보를 TV와 인터넷을 통해 얻는 것과 관련하여(김현정 등, 2011) 대중매체를 통해 사회에서 많이 이슈화된 과학기술에 대해 학생들이 배우고 싶어 한다고 볼 수 있다.
수업에 대한 평가지는 흥미도, 난이도, 자료의 적절성에 대해 4단계 리커트식 척도로, 선택 이유와 배우고 싶은 최신 과학기술 분야, 수업에 대한 생각을 자유롭게 서술하도록 구성하였다. 본 연구에서 사용한 검사지와 수업 평가지는 과학교육 전문가 2인과 과학교사 2인에게 타당도를 검증받았다.
따라서 수업 형태와 학생 참여도가 선호도에 많은 영향을 주는 것으로 생각된다. 수업에 대한 평가 중 가장 재미있었던 수업과 지루했던 수업을 묻는 문항에서 선호도가 유사했던 다른 수업들과 달리 최신 과학과 관련된 광의의 과학 진로 지도가 이루어진 수업에서는 재미있었던 수업(24.6%)과 지루했던 수업(35.4%)에서 모두 높은 비율로 나타났다. 즉, 학생 개개인에 따라 선호도가 다르게 나타난다고 볼 수 있으며, 이는 진로, 실생활 등이 학생들을 과학수업으로 유인하고, 학생들에게 학습 동기를 주는 정도가 같지 않다는 선행연구 결과와 일치한다(박두찬과 송진웅, 2009).
연구 결과 과학에 대한 흥미 영역에서는 학업 성취도와 수업 처치 간에 유의미한 상호작용 효과가 나타났으며(p<.01), 과학 수업에 대한 흥미 영역에서는 성취도와 관계없이 모든 집단에서 수업 처치에 따른 주효과가 유의미하게 나타났다(p<.05).
연구 결과, 과학에 대한 흥미 영역에서는 학업 성취도와 수업 처치 간에 유의미한 상호작용 효과가 나타났다(p<.01).
05). 최신 과학 내용을 교육과정과 연계하여 수업시간에 소개하는 것은 학생들의 과학과 과학 수업에 대한 흥미를 향상시키는데 도움이 되며, 교육과정 내용과 관련하여 최신 과학에 대해 배우기를 원하는 학생이 많은 것으로 나타났다.
최신 과학이 도입된 수업 중 재미있었던 수업과 지루했던 수업을 묻는 문항에서 대다수의 학생들은 직접 활동하는 수업인 태양전지를 활용한 제품 만들기(53.8%), 풀러렌 만들기(24.6%) 등을 선호하는 것으로 나타났으며, 자료가 설명 위주로 도입된 경우와 학생 자신과 난이도가 맞지 않는 최신과학 내용이 도입된 경우에 수업을 지루하게 느끼는 것으로 나타났다. 따라서 수업 형태와 학생 참여도가 선호도에 많은 영향을 주는 것으로 생각된다.
후속연구
사전 검사 점수와 비교하였을 때, 연구가 진행되었던 6주 동안 비교 집단의 과학 수업에 대한 흥미 점수는 하락한 반면 수업 처치 집단의 경우 과학 수업에 대한 흥미 점수가 상승하였다. 따라서 10학년 과학 수업에 최신 과학 소재를 도입하는 것이 과학 학업 성취도에 관계없이 학생들의 과학 수업에 대한 흥미를 향상시키는데 효과 적이며, 최신과학 소재들은 우리나라 학생들의 과학 수업에 대한 상황적 흥미를 유발시키기 위한 소재로 활용될 수 있을 것이다.
또한 처치를 받은 대다수의 학생들은 수업시간에 최신 과학에 대해 배우면서 과학에 대한 관심도가 많아졌다고 응답하였고, 교육과정 내용과 관련하여 최신 과학에 대해 배우기를 원하는 학생이 많은 것으로 나타났다. 따라서 최신 과학을 고등학교 교육과정과 연계하여 수업시간에 소개하는 것은 학생들의 과학 수업에 대한 흥미를 향상시키는데 도움이 되며, 대다수 학생들에게 성공적으로 상황적 흥미를 유발시킬 수 있었던 최신 과학기술이 도입된 수업 경험을 계속 제공한다면 학생들에게 과학에 대한 지속적인 흥미와 관심을 심어줄 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라 학생들에게 첨단과학기술관련 내용을 소개하려는 시도는 누구를 대상으로 하는가?
과학 선진국들은 첨단과학교육의 필요성을 깨닫고 초,중,고 등학교 학생들을 위한 첨단과학교육 프로그램과 과학 교사들의 교육을 활발히 진행하고 있으며(Chang, 2006; Goodhew, 2006), 나노기술을 도입한 수업이 학생들의 과학에 대한 흥미와 과학 수업 내용의 이해를 돕는다는 연구결과가 보고되었다(Criswell, 2007). 현재 우리나라에서 학생들에게 첨단과학기술관련 내용을 소개하려는 시도는‘주니어 공학기술 교실’, ‘이동과학교실’등과 같이 초등학생을 주 대상으로 하고 있으며, 이러한 프로그램들은 학생들의 흥미와 관심을 높이는데 효과가 있고 다시 참여하기를 원하는 정도가 높게 나타나 긍정적인 평가를 받고 있다 (이봉우 등, 2009; 장경애와 윤혜경, 2005). 하지만 이러한 프로그램들은 비정규 과학학습을 위주로 이루어지고 있으며, 우리나라 학생들은 학교에서 배운 과학 내용을 학교 밖에서의 과학학습으로 지속적인 연계가 이루어지지 않고 있다(김윤지와 정진우, 2006).
우리나라 학생들은 선다형을 통한 학력은 어떠한가?
첨단 과학기술 시대에는 전 국민의 과학소양과 창의력 있는 과학기술 인력이 절대적으로 필요하다(문 수연 등, 2005). 국제비교에서 우리나라 학생들은 선다형을 통한 학력은 상위권이라고 하나, 학년이 높아질수록 과학에 대한 흥미와 즐거움, 도구적 동기 유발및 과학에 대한 가치 인식, 과학관련 진로 선택 의지 등이 낮게 나타나고 있다(곽영순 등, 2006; 송희성등, 2007). 학생들의 과학에 대한 흥미를 기르는 것은그 자체만으로도 중요한 교육 목표가 될 수 있으며 (OECD, 2004; 곽영순 등, 2006), 학생들의 과학교과 흥미도는 과학학업 성취도를 잘 예측하는 변수이고(강영혜 등, 2007) 진로선택에도 중요한 역할을 한다(이양락 등, 2004; 이범홍 등, 2005).
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