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문제 정의
- 본 연구에서는 남녀 분리반 중학교 과학수업에 Jigsaw Ⅲ 협동학습 모형을 적용하여 전통적 학습 모형과 비교해 봄으로써 Jigsaw Ⅲ 협동학습이 수업 처치, 성 차이, 성적 차이에 따라 과학학업성취도와 과학학습태도에 어떤 영향을 미치는지 알아보고 남녀 분리반 여학생의 과학수업에 더욱 효과적인 학습 모형을 모색하려고 하였다. 구체적인 연구문제는 다음과 같다.
가설 설정
- (1) Jigsaw Ⅲ 협동학습 실험반과 전통학습 통제반 간에 수업 처치, 성 차이, 성적 차이에 따른 과학학업성취도는 차이가 있을까?
- (2) Jigsaw Ⅲ 협동학습 실험반과 전통학습 통제반 간에 수업 처치, 성 차이, 성적 차이에 따른 과학학습태도는 차이가 있을까?
- (3) Jigsaw Ⅲ 협동학습에 대한 의견은 성에 따라 차이가 있을까?
제안 방법
- 현재까지 과학과에서의 협동학습에 대한 국내연구를 보면 STAD 모형(이양락, 1997; 노태희 등, 1997b; 임희준, 1998)이나 LT 모형(임희준, 1998; 노태희 등, 1999)을 적용한 경우가 대부분이었고, Jigsaw 모형(Slavin, 1995)에 대한 연구는 부족하였다. 특히, Jigsaw Ⅲ 협동학습 모형은 과학교육연구에서 많이 시도되지 않았고 STAD 협동학습 모형과 Jigsaw Ⅱ 협동학습 모형의 장점들을 모았으므로 과학 교과에도 효과적일 것으로 생각되어 본 연구에 사용하기로 하였다.
- 연구 대상은 전통적 수업을 하는 통제집단 여자반과 남자반, Jigsaw Ⅲ 협동학습을 하는 실험집단 여자반과 남자반으로 구분하였고 연구 설계에 따라 4개 집단에서 과학학업성취도, 과학에 대한 학습태도를 조사하였다. 사전 과학학업성취도 검사는 오리엔테이션을 하기 전에 실시하였으며 수업 처치 후에 사후 과학학업성취도 검사를 실시하였다.
- 과학에 대한 학습태도의 변화를 조사하기 위한 측정도구로는 박경숙, 이혜선(1976)이 개발하고 임정란(2006)이 사용한 ‘학습태도검사’를 과학과에 맞게 수정하여 총 18문항을 사용하였는데 이 검사의 하위 영역은 주의집중, 학습방법, 자율학습으로 되어있다.
- 김경미(1999)가 제작한 과학학업성취도 검사지를 사용하였는데 중학교 2학년「전기」단원에 대한 문제로 객관식 8문항, 주관식 4문항으로 총 12문항으로 되어 있었다. 사전과 사후검사에서 각 한 문항씩 내용이 일치하지 않아 본 연구에서는 삭제하고, 객관식 7문항과 주관식 4문항으로 총 11문항으로 구성하였다. 문항들은 전류, 전압, 저항의 개념과 옴의 법칙, 마찰전기에 관한 내용으로 되어 있다.
- 신재필(2003)의 협동학습 학생 의견 설문지의 내용을 본 연구에 맞도록 약간 수정하여 사용하였는데 Jigsaw Ⅲ 협동학습에 대한 흥미도, 협동학습을 할 때 자신의 역할에 대한 중요성, 협동학습에 대한 참여도, 협동학습이 전통적인 학습방법과 비교할 때 공부에 도움이 되는 정도, 협동학습을 계속 희망하는 정도, 협동학습의 장단점에 대한 내용 등으로 객관식 9문항과 주관식 2문항 총 11문항으로 구성되어 있다. 객관식 9문항은 리커트의 5단계 척도로 <매우 그렇다>, <그렇다>, <보통이다>, <그렇지 않다>, <전혀 그렇지 않다>로 응답한 것을 점수화하여 총 45점 만점으로 하였다.
- 협동학습을 위해 모집단은 4-5명의 이질적인 학생들로 구성하고 집단의 수는 학급당 8-9개로 하였다. 모집단은 집단 간의 편중을 막고 집단 간에는 동질성을, 집단 내에는 이질성을 유지하기 위해 2008년 2학기 1차 지필고사 과학성적순위에 따라 상위(24%), 중상위(30%), 중하위(23%), 하위(23%)로 나누고 1명씩 모집단에 무선으로 편성하였다. 한편 전문가 집단은 각 모집단에서 같은 수준의 과제를 맡은 학생 4-5명씩 9개조로 편성하였다.
- 모집단은 집단 간의 편중을 막고 집단 간에는 동질성을, 집단 내에는 이질성을 유지하기 위해 2008년 2학기 1차 지필고사 과학성적순위에 따라 상위(24%), 중상위(30%), 중하위(23%), 하위(23%)로 나누고 1명씩 모집단에 무선으로 편성하였다. 한편 전문가 집단은 각 모집단에서 같은 수준의 과제를 맡은 학생 4-5명씩 9개조로 편성하였다.
- 학생들이 Jigsaw Ⅲ 협동학습 시간에 보다 충실한 학습이 이루어질 수 있는 방안으로서 전문가별 학습지를 예습과제로 주어 전문가 집단 구성원끼리 해결해오도록 하였다. 예습과제 해결과정에서는 교과서, 참고서적, 신문, 잡지, 백과사전, 인터넷 등을 참고자료로 활용하도록 하였고 수업 전에 예습과제가 충실히 수행되지 않아 미비한 수업 시간에는 교과서의 내용을 활용하도록 하였다.
- 학생들이 Jigsaw Ⅲ 협동학습 시간에 보다 충실한 학습이 이루어질 수 있는 방안으로서 전문가별 학습지를 예습과제로 주어 전문가 집단 구성원끼리 해결해오도록 하였다. 예습과제 해결과정에서는 교과서, 참고서적, 신문, 잡지, 백과사전, 인터넷 등을 참고자료로 활용하도록 하였고 수업 전에 예습과제가 충실히 수행되지 않아 미비한 수업 시간에는 교과서의 내용을 활용하도록 하였다. 수업 절차는 도입(수업에 대한 안내), 모집단활동, 전문가활동, 모집단의 재소집, 휴식기, 평가대비를 위한 모집단의 재소집을 거쳐 평가와 보상으로 진행되었다.
- 각 소단원의 학습이 끝난 후 평가와 보상 단계에서는 과학 개념 위주의 향상점수 평가지를 통한 개인별 시험을 4회 실시하였는데 1회의 기본 점수는 2학기 1차 지필고사 과학성적으로 하고, 그 후의 기본 점수는 1회 기본 점수와 그 다음 회의 시험 점수의 평균으로 하였는데 개별 향상점수 기준은 표 2에 나타내었다. 집단별 향상점수는 각 모집단 구성원의 개별 향상점수의 평균으로 하고, 시험 후 즉시 게시판에 성적을 공개하고 우승한 모집단에게 칭찬과 포상을 하였다.
- 과학학업성취도 검사 결과는 전체 평균, 객관식 평균, 주관식 평균이 처치별, 성별, 성적별로 차이가 있는지를 알아보기 위해 사전 검사점수를 공변인으로 하는 공변량 분석을 실시하였다. 과학학업성취도 주관식 4개 문항은 학생들의 전기 관련 개념 변화 정도를 보기 위해 객관식과는 달리 정답, 유사답, 기타 답, 오답으로 분류하여 조사하였다.
- 과학학업성취도 검사 결과는 전체 평균, 객관식 평균, 주관식 평균이 처치별, 성별, 성적별로 차이가 있는지를 알아보기 위해 사전 검사점수를 공변인으로 하는 공변량 분석을 실시하였다. 과학학업성취도 주관식 4개 문항은 학생들의 전기 관련 개념 변화 정도를 보기 위해 객관식과는 달리 정답, 유사답, 기타 답, 오답으로 분류하여 조사하였다. 과학학습태도 검사 결과는 처치별, 성별, 성적별로 전체 평균 점수 차이와 하위 영역인 주의집중, 학습방법, 자율학습의 평균에 차이가 있는지를 알아보기 위해 사전 검사점수를 공변인으로 하는 공변량 분석을 실시하였다.
- 과학학업성취도 주관식 4개 문항은 학생들의 전기 관련 개념 변화 정도를 보기 위해 객관식과는 달리 정답, 유사답, 기타 답, 오답으로 분류하여 조사하였다. 과학학습태도 검사 결과는 처치별, 성별, 성적별로 전체 평균 점수 차이와 하위 영역인 주의집중, 학습방법, 자율학습의 평균에 차이가 있는지를 알아보기 위해 사전 검사점수를 공변인으로 하는 공변량 분석을 실시하였다. Jigsaw Ⅲ 협동학습에 대한 학생 의견 설문결과는 성별로 교차 분석을 실시하였고 주관식 2개 문항은 장∙단점별로 비슷한 유형의 응답들을 같은 부류로 묶어 전체 학생과 남녀학생별로 차이가 있는지를 카이자승법을 이용하여 알아보았다.
- 과학학습태도 검사 결과는 처치별, 성별, 성적별로 전체 평균 점수 차이와 하위 영역인 주의집중, 학습방법, 자율학습의 평균에 차이가 있는지를 알아보기 위해 사전 검사점수를 공변인으로 하는 공변량 분석을 실시하였다. Jigsaw Ⅲ 협동학습에 대한 학생 의견 설문결과는 성별로 교차 분석을 실시하였고 주관식 2개 문항은 장∙단점별로 비슷한 유형의 응답들을 같은 부류로 묶어 전체 학생과 남녀학생별로 차이가 있는지를 카이자승법을 이용하여 알아보았다.
- 그 결과는 표 4에 제시되어 있다. 집단의 평균은 공변인 효과를 고려한 추정평균을 제시하였다.
- 전통적 수업의 통제반과 Jigsaw Ⅲ 협동학습의 실험반간에 성별에 따른 차이가 있는지를 알아보기 위해 사전 검사 점수를 공변인으로 하는 공변량 분석을 하였다. 분석 결과, 성취도 전체 점수에서 차이가 있었는데, 객관식 점수에는 차이가 없었으므로 이 차이는 주관식 점수에서 생긴 것으로 그 결과를 표 5에 제시하였다.
- 먼저, 실험반과 통제반간의 수업 처치에 따른 과학 학습태도 차이를 알아보기 위해 하위 영역에 대해 사전검사 점수를 공변인으로 한 공변량 분석을 한 결과 자율학습 사후 검사 점수에서 유의미한 결과를 나타내었고, 그 결과는 표 9과 같다.
- 객관식 9문항은 리커트의 5단계 척도로 , , , , 로 응답한 것을 점수화하여 총 45점 만점으로 하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 대구시에 소재한 남녀 분리반 중학교 2학년 4개 학급을 대상으로 하였다. 그 중에서 2개 학급(남, 여 학급 각 1개 반)은 전통적 수업을 실시한 통제집단이고, 2개 학급(남, 여 학급 각 1개 반)은 Jigsaw Ⅲ 협동학습 실험집단으로 선정하여, 통제집단에 여자 36명, 남자 35명, 실험집단에 여자 38명, 남자 34명으로 총 143명이 본 연구의 대상이 되었다.
- 본 연구는 대구시에 소재한 남녀 분리반 중학교 2학년 4개 학급을 대상으로 하였다. 그 중에서 2개 학급(남, 여 학급 각 1개 반)은 전통적 수업을 실시한 통제집단이고, 2개 학급(남, 여 학급 각 1개 반)은 Jigsaw Ⅲ 협동학습 실험집단으로 선정하여, 통제집단에 여자 36명, 남자 35명, 실험집단에 여자 38명, 남자 34명으로 총 143명이 본 연구의 대상이 되었다.
- 협동학습을 위해 모집단은 4-5명의 이질적인 학생들로 구성하고 집단의 수는 학급당 8-9개로 하였다. 모집단은 집단 간의 편중을 막고 집단 간에는 동질성을, 집단 내에는 이질성을 유지하기 위해 2008년 2학기 1차 지필고사 과학성적순위에 따라 상위(24%), 중상위(30%), 중하위(23%), 하위(23%)로 나누고 1명씩 모집단에 무선으로 편성하였다.
이론/모형
- Jigsaw Ⅲ 협동학습이 전통적 학습을 하는 통제집단에 비해 학생들의 과학학업성취도, 과학학습태도에 있어 어떤 효과를 나타내는 지 알아보기 위하여 이질 통제집단 전후검사 설계(Pretest-Posttest Control Group Design)를 적용하였다.
성능/효과
- 사전검사 점수 차이에 의한 효과를 없애기 위해, 사전 검사 주관식 점수를 공변인으로 한 공변랑 분석 결과 성취도 전체 점수는 실험반과 통제반 간에 유의미하지는 않았지만 주관식 점수에서 유의미한 차이가 있었다. 그 결과는 표 4에 제시되어 있다.
- 본 연구에서 여학생들은 Jigsaw Ⅲ 협동학습의 장점으로 ‘이해가 쉽다’, ‘친구들과 토론하며 많은 이야기를 나눌 수 있다’, ‘서로 협동심을 키운다’를 많이 지적하였는데, 이것은 여학생들이 Jigsaw Ⅲ 협동학습 과정에서 친구와 서로 협동하고 토의하여 결과를 발표하는 과정을 즐거워하므로 Jigsaw Ⅲ 협동학습에 매우 적합하다고 볼 수 있다.
- 유의미한 상호작용 효과를 분석해 보니, 남학생은 실험반이, 여학생은 통제반이 성취도 객관식 점수 평균이 높았는데 이는 Jigsaw Ⅲ 협동학습이 남학생의 객관식 과학학업성취도를 높이는 데 효과가 있다는 것을 말해준다. 일반적으로 남학생은 객관식 문제의 유형에서 높은 성취도를 나타내고, 여학생은 서술형 문제나 주관식 문제의 유형에서 성취도가 높다는 현상과 일치한다고 볼 수 있다.
- 전통적 수업의 통제반과 Jigsaw Ⅲ 협동학습의 실험반 간의 성적 차이에 따른 차이를 알아보기 위해 공변량 분석을 하니 성취도 사후 검사 점수와 성취도 사후 객관식 점수에서 5% 수준에서 유의미한 차이를 나타내었다. 나타난 결과를 표 7에 제시하였다.
- 성적 수준별로 보면 상위는 두드러진 사항은 없었고, 중상위는‘서로 협동심을 키운다’, ‘이해가 쉽다’가 중하위는‘친구라서 편하게 물을 수 있다’,’보통 과학수업보다 재미있다’가, 하위는‘친구들과 토론하며 많은 이야기를 나눌 수 있다’, ‘친구라서 편하게 물을 수 있다’가 많았다.
- 020). 이는 여학생이 남학생보다 Jigsaw Ⅲ 협동 학습을 통하여 수업시간에 자신이 중요한 역할을 하며 수업하는 데 자신감을 가지게 되었음을 알 수 있었다.
- 001) 유의미한 결과가 나왔다. 즉, 여학생들이 남학생들보다 Jigsaw Ⅲ 협동학습 의견 설문지 점수의 평균 점수가 더 높았다. 이는 Jigsaw Ⅲ 협동학습이 남학생보다는 여학생에게 더 긍정적인 반응을 보였고 더 잘 맞는 학습방법임을 보여주었다.
- 성적 수준별로 보면 상위는 두드러진 사항은 없었고, 중상위는‘서로 협동심을 키운다’, ‘이해가 쉽다’가 중하위는‘친구라서 편하게 물을 수 있다’,’보통 과학수업보다 재미있다’가, 하위는‘친구들과 토론하며 많은 이야기를 나눌 수 있다’, ‘친구라서 편하게 물을 수 있다’가 많았다. 이 결과로 미루어보아 상위는 Jigsaw Ⅲ 협동학습이나 전통학습 모두 별 차이점을 느낄 수 없었고, 중상위와 중하위가 Jigsaw Ⅲ 협동학습을 하면 서로 협동심을 키울 수 있고 수업이 이해하기 쉽다고 생각하며, 하위 학생들은 Jigsaw Ⅲ 협동학습을 하면서 전통학습보다 더 많이 친구들과 토론하고 편하게 물을 수 있어서 좋다고 생각하고 있음을 알 수 있었다. Jigsaw Ⅲ 협동학습을 통해서 중하위와 하위 학생들이 실험을 많이 해 볼 수 있어서 좋다고 하였는데 이는 전통학습에서 중하위와 하위 학생이 모둠별 실험에서 소외되었다는 것을 의미한다.
- 본 연구는 남녀 분리반 여학생에 대한 연구인데 차후에는 JigsawⅢ 협동학습을 남녀 혼성반과 남녀 분리반에 적용하여 여학생의 과학학업성취도와 과학학습태도를 연구해 보면 좋겠다. 이 연구기간 동안 실험반과 통제반 동시에 전류계와 전압계를 연결하는 수행평가를 실시하였는데 실험반의 점수가 더 높았고, 특히 실험 여자반이 통제 여자반보다 월등히 실험기구를 잘 연결하고 실험결과를 분석하는 탐구능력이 향상되었다. 특히 성적 중하위 학생들이 Jigsaw Ⅲ 협동학습을 하면서 전문가 집단에서 실험을 직접 주도하고 스스로 해보게 되어 즐거워하고 자신감을 가졌다.
- 이상의 결과를 종합해 보면, Jigsaw Ⅲ 협동학습은 중학교 여학생들의 주관식 과학학업성취도 향상에 도움이 되었고, 중하위 성적 학생들의 과학학업성취도를 향상시키는 데도 효과적이었고, 과학학습태도 면에서는 학생들이 스스로 공부하는 자율학습태도를 향상시킴을 알 수 있었다. 협동학습을 경험한 학생들을 대상으로 한 의견 조사에 남학생보다는 여학생들이 Jigsaw Ⅲ 협동학습에 대해 더 긍정적이었다.
후속연구
- 본 연구는 남녀 분리반 여학생에 대한 연구인데 차후에는 JigsawⅢ 협동학습을 남녀 혼성반과 남녀 분리반에 적용하여 여학생의 과학학업성취도와 과학학습태도를 연구해 보면 좋겠다. 이 연구기간 동안 실험반과 통제반 동시에 전류계와 전압계를 연결하는 수행평가를 실시하였는데 실험반의 점수가 더 높았고, 특히 실험 여자반이 통제 여자반보다 월등히 실험기구를 잘 연결하고 실험결과를 분석하는 탐구능력이 향상되었다.
- 특히 성적 중하위 학생들이 Jigsaw Ⅲ 협동학습을 하면서 전문가 집단에서 실험을 직접 주도하고 스스로 해보게 되어 즐거워하고 자신감을 가졌다. 그러므로 차후에 실험 수업에도 Jigsaw Ⅲ 협동학습을 적용하고 수행평가 점수를 비교분석하는 연구를 해 볼 필요가 있다.
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