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문제 정의
- 본 연구는 과학 실험에 대한 초등 예비 교사들의 인식을 조사하는 것을 목적으로 하여, 과학자가 하는 실험과 학교 과학 시간에 하는 실험의 목적에 대한 초등 예비 교사들의 응답을 조사하고, 그 특징을 성별, 심화 전공 계열, 과학 성적 등과 관련지어 분석하였다.
- 이에 본 연구에서는 과학 실험에 대한 초등 예비 교사들의 인식을 조사하는 것을 목적으로 하여, 과학자가 하는 과학 실험과 학교 과학 시간에 하는 과학 실험의 목적에 대한 초등 예비 교사들의 응답을 조사하고, 그 특징을 성별, 심화 전공 계열, 과학 성적 등과 관련지어 분석하였다.
제안 방법
- ”라고 묻고, ‘60점 미만, 60～69점, 70～79점, 80～89점, 90점 이상’의 5개의 선택지를 제시하는 방식으로 조사하였다.
- ”의 두 가지 질문에 대해서 자신의 생각을 개방적으로 서술하게 하는 서술형 설문을 사용하였다.
- 두 번째, 과학 실험의 목적에 대한 인식 영역은 5단계 리커트 척도 방식의 총 21개 문항으로 구성하였는데(표 1 참고), 이는 본 연구자들이 본 연구에 앞서 수행하였던 초등과학 영재아들의 과학 실험에 대한 인식 조사 연구(정용재 등, 2011)의 결과에 바탕을 두어 개발된 것이다. 위 연구에서 연구자들은 초등과학 영재아들의 인식을 알아보기 위해서 “과학자들은 왜 실험을 하나요?”와 “과학 시간에 실험을 하는 이유는 무엇인가요?”의 두 가지 질문에 대해서 자신의 생각을 개방적으로 서술하게 하는 서술형 설문을 사용하였다.
- 본 연구에서 사용한 설문지는 크게 응답자 기본 정보와 과학 실험의 목적에 대한 인식을 묻는 2개의 영역으로 구성되어 있다. 첫 번째, 응답자 기본 정보 영역은 성별, 심화 전공, 과학 성적 등을 묻는 문항들로 구성되어 있다.
- 본 연구의 설문 조사는 강의실에서 이루어졌으며, 조사의 목적 및 취지를 설명한 후 무기명으로 실시하였다. 본 연구의 대상 초등 예비 교사들의 응답은 기초적인 빈도 분석과 함께, 응답군의 동일성 여부를 분석하기 위해서 t 검정과 일원 변량 분석(ANOVA)을 실시하였다.
- 아울러서 21개 각 문항마다 실험의 목적으로 동의하는 정도를 ‘전혀 아니다’, ‘아니다’, ‘그저 그렇다’, ‘그렇다’, ‘매우 그렇다’의 5단계 리커트 척도로 표시하게 하였다.
- 위 연구에서 연구자들은 초등과학 영재아들의 인식을 알아보기 위해서 “과학자들은 왜 실험을 하나요?”와 “과학 시간에 실험을 하는 이유는 무엇인가요?”의 두 가지 질문에 대해서 자신의 생각을 개방적으로 서술하게 하는 서술형 설문을 사용하였다. 이후, 학생들의 응답을 세그멘팅(segmenting), 코딩, 심화 코딩을 거치는 질적 자료의 일반적 방법(김영천, 2006)에 따라 분석하고, Wellington(1998), 김희경과 송진웅(2003), 양일호 등(2006b), 정용재와 송진웅(2002)의 연구들에서 사용한 범주들을 참고하여 대략적인 구조를 세운 후, 학생들의 응답 유형과 상응하는 정도를 반복적으로 검토하여, 대범주, 중범주, 소범주의 구조를 수정 보완하였다. 그 결과, 과학 실험에 대한 학생들의 인식을 최종적으로 2개의 대범주와 5개의 중범주, 그리고 21개의 소범주로 범주화 할 수 있었다.
- 그 결과, 과학 실험에 대한 학생들의 인식을 최종적으로 2개의 대범주와 5개의 중범주, 그리고 21개의 소범주로 범주화 할 수 있었다. 표 1에 제시되어 있는 본 연구에서 사용한 조사 도구는 위 연구의 결과로 얻은 범주 및 범주 체계를 설문 문항에 적합하도록 문장의 표현만 수정한 것이다. 아울러서 21개 각 문항마다 실험의 목적으로 동의하는 정도를 ‘전혀 아니다’, ‘아니다’, ‘그저 그렇다’, ‘그렇다’, ‘매우 그렇다’의 5단계 리커트 척도로 표시하게 하였다.
대상 데이터
- 설문에 응한 학생은 총 240명이었는데, 이중에서 응답의 일부가 누락된 13명을 제외하고 총 227명의 응답을 분석하였다. 227명의 분석 대상자 중에서 남학생은 69명, 여학생은 158명이었다. 교육대학교 심화 전공별로는 초등 국어교육 전공자가 55명, 초등윤리교육 전공자가 27명, 초등사회교육 전공자가 51명으로 문과 계열의 심화 전공자가 총 133명이었고, 초등 수학교육 전공자가 50명, 초등 과학 교육 전공자가 44명으로 이과 계열의 심화 전공자가 총 94명이었다.
- 충청 지역 소재 교육대학교 3학년 학생들을 대상으로 설문 조사를 실시하였다. 설문에 응한 학생은 총 240명이었는데, 이중에서 응답의 일부가 누락된 13명을 제외하고 총 227명의 응답을 분석하였다. 227명의 분석 대상자 중에서 남학생은 69명, 여학생은 158명이었다.
- 충청 지역 소재 교육대학교 3학년 학생들을 대상으로 설문 조사를 실시하였다. 설문에 응한 학생은 총 240명이었는데, 이중에서 응답의 일부가 누락된 13명을 제외하고 총 227명의 응답을 분석하였다.
데이터처리
- 본 연구의 대상 초등 예비 교사들의 응답은 기초적인 빈도 분석과 함께, 응답군의 동일성 여부를 분석하기 위해서 t 검정과 일원 변량 분석(ANOVA)을 실시하였다. 과학 실험의 목적에 대한 인식과 성별, 심화 전공 계열, 과학 성적 등 다른 요인들의 관련성 여부를 분석하기 위해서는 일원 변량 분석(ANOVA)와 단순 회귀 분석을 실시하였다. 이중에서 심화 전공 계열은 초등국어교육과, 초등윤리교육과, 초등사회교육과는 문과 계열로, 초등수학교육과, 초등과학교육과는 이과 계열로 분류하였다.
- 본 연구의 설문 조사는 강의실에서 이루어졌으며, 조사의 목적 및 취지를 설명한 후 무기명으로 실시하였다. 본 연구의 대상 초등 예비 교사들의 응답은 기초적인 빈도 분석과 함께, 응답군의 동일성 여부를 분석하기 위해서 t 검정과 일원 변량 분석(ANOVA)을 실시하였다. 과학 실험의 목적에 대한 인식과 성별, 심화 전공 계열, 과학 성적 등 다른 요인들의 관련성 여부를 분석하기 위해서는 일원 변량 분석(ANOVA)와 단순 회귀 분석을 실시하였다.
- 이중에서 심화 전공 계열은 초등국어교육과, 초등윤리교육과, 초등사회교육과는 문과 계열로, 초등수학교육과, 초등과학교육과는 이과 계열로 분류하였다. 한편, 필요에 따라서는 명목 변수들을 더미변수(dummy variable)로 변환하여 실시하였고, 통계 처리에는 SPSS 15.0이 사용되었다.
성능/효과
- 과학자들이 하는 실험과 학교 과학 시간에 하는 실험의 목적에 대한 대상 초등 예비 교사들의 인식을 t 검정을 통해 서로 비교해 본 결과, 두 인식은 상당한 차이를 보였다(표 12). ‘이론의 결과를 검사(확인)하기 위해서’, ‘호기심을 해소/유발하기 위해서’, ‘성취욕을 충족/유발하기 위해서’, ‘장래 희망(진학, 취업)의 성취를 위해서’를 제외하고는 모든 소범주에서 통계적으로 의미 있는 차이가 났다.
- 이후, 학생들의 응답을 세그멘팅(segmenting), 코딩, 심화 코딩을 거치는 질적 자료의 일반적 방법(김영천, 2006)에 따라 분석하고, Wellington(1998), 김희경과 송진웅(2003), 양일호 등(2006b), 정용재와 송진웅(2002)의 연구들에서 사용한 범주들을 참고하여 대략적인 구조를 세운 후, 학생들의 응답 유형과 상응하는 정도를 반복적으로 검토하여, 대범주, 중범주, 소범주의 구조를 수정 보완하였다. 그 결과, 과학 실험에 대한 학생들의 인식을 최종적으로 2개의 대범주와 5개의 중범주, 그리고 21개의 소범주로 범주화 할 수 있었다. 표 1에 제시되어 있는 본 연구에서 사용한 조사 도구는 위 연구의 결과로 얻은 범주 및 범주 체계를 설문 문항에 적합하도록 문장의 표현만 수정한 것이다.
- 둘째, 위와 같이 학교 과학 시간에 수행하는 실험의 목적에 대한 균형 잡힌 관점의 지도는 남자 초등 예비 교사나 이과 계열 심화 전공자들에게도 주의하여 이뤄져야 할 것이다. 흔히 남자와 이과 계열 심화 전공자들의 경우, 과학이나 실험에 대한 인식이 좀 더 바람직할 것으로 생각하기 쉬우나, 본 연구의 결과는 남자일수록, 그리고 이과 계열 심화 전공자일수록 학교 과학 시간에 수행되는 실험의 목적을 학습의 도구로서 다소 편중되게 인식하고 있음을 보여준다.
- 둘째, 학교 과학 시간에 실험을 하는 목적에 대해서 본 연구의 대상 초등 예비 교사들은 전체적으로 인지적 영역, 과정 기능적 영역, 정의적 영역 등의 내적인 가치 추구에 편중된 인식을 하고 있었다. 사회적 유용성 영역과 개인적 유용성 영역에 대해서는 목적으로 동의하는 정도가 상당히 낮았으며, 핵심 목적으로 언급된 경우도 거의 없었다.
- 반면, 이과 계열 심화 전공자들은 문과 계열 심화 전공자들에 비해 ‘설명/이해를 용이하게 하기 위해서’ 에 동의하는 정도가 유의미하게 높았다.
- 분석 결과, ‘새로운 이론(아이디어)을 생성하기 위해서’, ‘설명/이해를 용이하게 하기 위해서’, ‘흥미(재미)를 충족/유발하기 위해서’, ‘사람들의 생활을 편리하게 하기 위해서’, ‘국가 발전을 위해서’, ‘인류의 행복을 위해서’에 동의하는 정도가 계열에 따라 통계적으로 유의미한 차이가 났다(표 5).
- 셋째, 과학자들이 하는 실험과 학교 과학 시간에 하는 실험의 목적에 대한 본 연구의 대상 초등 예비교사들의 인식은 상당한 차이가 있었다. 즉, 과학자들이 실험을 하는 목적은 비교적 과학 실험이 본성에 충실하여 다양한 관점의 인식을 가지고 있는 편이었지만, 학교 과학 시간에 하는 실험에 대해서는 과학 실험의 본성에 충실한 목적보다는 효과적인 과학 학습의 도구로서의 목적을 갖는 것으로 편중되게 인식하고 있었다.
- 실험을 효과적인 과학 학습의 한 도구로 보는 경향성은 학교 과학 시간에 실험을 하는 가장 핵심적인 목적을 한 가지만 고르게 한 결과에서도 두드러지게 나타났다(표 8). 연구 대상 초등 예비 교사들의 37.
- 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학자가 실험을 하는 목적에 대하여 본 연구의 대상 초등 예비 교사들은 전체적으로 비교적 다양한 인식을 가지고 있는 편이었지만, 외적인 가치보다는 내적인 가치를 추구하기 위해서 실험을 한다고 인식하는 경향이 더 컸다. 또, 영역별로는 인지적 영역과 사회적 유용성 영역에서의 성과 산출을 위해서 실험을 한다고 생각하는 경향이 조금 더 컸다.
- 특히, ‘사람들의 생활을 편리하게 하기 위해서’, ‘인류의 행복을 위해서’, ‘(발명품, 의약품 등의) 실용화 가능성을 확인하기 위해서’ 등에 대해서 문과 계열 심화 전공자들의 동의 정도가 이과 계열 심화 전공자들에 비해 유의미하게 높았다.
- 표 9에서 알 수 있듯이, ‘어떤 것을 발명하기 위해서’, ‘사고력(창의력)의 발달을 위해서’, ‘국가 발전을 위해서’, ‘인류의 행복을 위해서’, ‘(발명품, 의약품 등의) 실용화 가능성을 확인하기 위해서’ 등에서 남자보다 여자 예비 교사들의 동의 정도가 통계 적으로 유의미하게 높았다.
- 한편, 연구 대상 초등 예비 교사들의 응답을 남녀별로 분석한 결과(표 4), ‘새로운 현상이나 물질을 발견하기 위해서’, ‘실험(탐구) 기능의 발달을 위해서’, ‘사고력(창의력)의 발달을 위해서’, ‘흥미(재미)를 충족하기 위해서’, ‘사람들의 생활을 편리하게 하기 위해서’, ‘국가 발전을 위해서’, ‘인류의 행복을 위해서’ 에서 통계적으로 유의미한 차이가 있었다.
후속연구
- 본 연구는 가급적 많은 응답자의 실험에 대한 인식을 조사하기 위하여 주어진 목적에 리커트 척도로 의견을 표시하는 방법을 사용하였고, 이로 인해 초등 예비 교사들이 실험의 목적에 대해 가지고 있는 좀 더 구체적이고 풍부한, 혹은 대안적인 인식을 파악하는 데에는 한계가 있을 수 있다. 하지만, 이러한 한계 내에서라도, 초등 예비 교사들의 실험에 대한 대략적인 인식을 파악한 본 연구의 결과가 추후 초등 예비 교사와 아동들의 과학적 소양을 함양하는 실험 교육 방안의 모색에 유용한 정보를 제공할 수 있기를 기대해 본다.
- 셋째, 균형 잡힌 실험의 목적을 인식한 교사가 그러한 목적을 달성할 수 있는 실험 프로그램을 적용했을 때 실제로 어떠한 과학 교육적 효과가 있는지에 대한 추후 연구가 필요하다. 본 연구에서 논의된 바와 같이 실제로 학교 실험의 목적을 균형 잡히게 인식하고, 그러한 목적 하에 실험을 수행했을 때, 과학적 소양의 함양에 긍정적인 효과가 있는지 구체적으로 검증된다면, 추후 실험 지도에서 있어서 중요한 시사점들을 얻을 수 있을 것이다.
- 셋째, 균형 잡힌 실험의 목적을 인식한 교사가 그러한 목적을 달성할 수 있는 실험 프로그램을 적용했을 때 실제로 어떠한 과학 교육적 효과가 있는지에 대한 추후 연구가 필요하다. 본 연구에서 논의된 바와 같이 실제로 학교 실험의 목적을 균형 잡히게 인식하고, 그러한 목적 하에 실험을 수행했을 때, 과학적 소양의 함양에 긍정적인 효과가 있는지 구체적으로 검증된다면, 추후 실험 지도에서 있어서 중요한 시사점들을 얻을 수 있을 것이다.
- 실험의 목적과 관련된 위와 같은 교사들의 어려움, 즉, 과학 실험의 목적에 대한 교사들의 불명확한 인식과 실제 수업과 연결 짓지 못하고 있는 어려움을 해결하기 위해서는 우선 예비 교사들이 실험의 목적에 대해 어떻게 인식하고 있는지를 조사하는 것이 필요할 것이다. 왜냐하면, 교사들이 실험의 목적에 대한 자신의 의견을 명료화 하고, 이를 실제 수업 중 실험 활동과 연결 지을 수 있도록 하기 위해서는 예비 교사 교육 단계에서부터 실험의 목적에 대한 심도 있는 논의와 이를 실험 활동 지도와 연결 지을 수 있는 방안들을 모색하는 것이 필요할 것이기 때문이다.
- 아울러서 21개 각 문항마다 실험의 목적으로 동의하는 정도를 ‘전혀 아니다’, ‘아니다’, ‘그저 그렇다’, ‘그렇다’, ‘매우 그렇다’의 5단계 리커트 척도로 표시하게 하였다. 이렇게 개발된 도구는 기존의 도구들(예를 들어, 양일호 등, 2006b)에 비해 좀 더 다양한 과학 실험의 목적이 포함되어 있어서, 주어진 문항에 응답하는 방식의 설문 조사가 응답자의 응답을 제한할 수 있다는 한계점(박승재와 조희형, 1998)을 다소나마 보완할 수 있을 것으로 판단하였다. ‘과학자들이 실험을 하는 목적’에 대한 인식과 ‘학교 과학 시간에 실험을 하는 목적’에 대한 인식 모두 동일한 문항을 사용하여 조사하였는데, 신뢰도를 분석한 결과, Cronbach's Alpha 값은 .
- 결국, 본 연구의 결과처럼 과학 시간에 하는 실험의 목적에 대한 편중된 인식은 위와 같은 과학 교육의 목표 달성에 긍정적이지 않을 수 있다. 이를 보완하기 위해서는 초등 예비 교사들에게 학교 과학 시간에 실험을 하는 목적의 다양한 측면을 고려할 수 있도록 지도하는 것이 필요할 것이다.
- 이러한 본 연구의 결과는 다음과 같은 몇 가지 시사점을 주고 있다. 첫째, 학교 과학 시간에 하는 실험의 목적에 대해 초등 예비 교사들이 조금 더 균형 잡힌 인식을 가실 수 있도록 지도하는 방안의 모색이 필요하다. 앞서 논의한 바와 같이, 과학자들이 하는 실험과 학교 과학 시간에 하는 실험의 목적이다를 수 있긴 하지만, 학교 과학 시간에 하는 실험을 과도하게 인지적 측면에서 과학 학습의 도구로서만 인식하는 것은 과학적 소양의 함양이라는 과학 교육의 목표에 상충된다.
- 본 연구는 가급적 많은 응답자의 실험에 대한 인식을 조사하기 위하여 주어진 목적에 리커트 척도로 의견을 표시하는 방법을 사용하였고, 이로 인해 초등 예비 교사들이 실험의 목적에 대해 가지고 있는 좀 더 구체적이고 풍부한, 혹은 대안적인 인식을 파악하는 데에는 한계가 있을 수 있다. 하지만, 이러한 한계 내에서라도, 초등 예비 교사들의 실험에 대한 대략적인 인식을 파악한 본 연구의 결과가 추후 초등 예비 교사와 아동들의 과학적 소양을 함양하는 실험 교육 방안의 모색에 유용한 정보를 제공할 수 있기를 기대해 본다.
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