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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 사고양식 및 자기조절학습능력과 과학탐구능력의 하위 변인간의 상관관계를 조사하고, 사고양식의 하위요인 중 자기조절학습능력과 과학탐구능력에 유의미한 설명력을 가지는 요인을 밝히고자 하였다. 또한, 사고양식 유형이 서로 다른 군집에 따라 자기조절학습능력과 과학탐구능력은 어떤 차이가 있는지 밝히는 데 본 연구의 목적을 두었다.
- 따라서 본 연구에서는 사고양식 및 자기조절학습능력과 과학탐구능력의 하위 변인간의 상관관계를 조사하고, 사고양식의 하위요인 중 자기조절학습능력과 과학탐구능력에 유의미한 설명력을 가지는 요인을 밝히고자 하였다. 또한, 사고양식 유형이 서로 다른 군집에 따라 자기조절학습능력과 과학탐구능력은 어떤 차이가 있는지 밝히는 데 본 연구의 목적을 두었다. 본 연구의 결과 사고양식과 다른 능력간의 다양한 관계성이 검증된다면, 사고양식의 특성에 따라 과학영재들의 자기조절학습능력 및 과학탐구능력의 향상을 위한 적절한 교수 전략을 탐색하는데 시사점을 줄 것이다.
- 본 연구에서는 대학부설 과학영재교육원에 소속한 중학생 과학영재를 대상으로 사고양식과 자기조절학습능력, 과학탐구능력 간의 상관관계를 알아보고, 사고양식 유형 및 수준에 따른 집단별 차이를 밝혀 각 하위 변인들의 관계 및 자기조절학습능력과 과학탐구능력에 유의미한 설명력을 가지는 사고양식은 무엇인지 검증하고자 하였다. 주요 연구결과 및 논의를 바탕으로 한 본 연구의 결론과 제언은 다음에 제시하는 바와 같다.
- 이에 과학영재들이 드러내는 다양한 특성들 중에서 본 연구에서 주목하는 것은 사고양식과 자기조절학습능력 및 과학탐구능력으로, 이들 특성의 하위 변인 간의 상관관계를 살펴보고 사고양식의 하위요인들 중에서 나머지 두 가지 능력에 대한 유의미한 설명력을 가지는 하위요인은 무엇인지에 대하여 탐색하고자 한다. ‘사고양식(thinking style)’은 Sternberg (1990, 1997)가 정신자치제 이론(the theory of mental self-government)에 기초하여 제안한 개념으로, 미국, 홍콩, 중국, 필리핀 등 다양한 문화권에서 다른 구인들과의 관계를 밝히는 다양한 연구들이 진행되어왔다.
가설 설정
- 본 연구에서 는 윤미선과 김성일(2002)의 접근 방법을 수용하되, 실시한 상관관계 및 회귀분석 결과를 근거로 학생의 자기조절학습능력과 과학탐구능력에 영향을 미치는 여섯 가지 개별 사고 양식(입법적, 계급제, 과두제, 지엽적, 외부지향적, 자유주의적)만을 기준으로 하여 K-means 군집분석을 실시하였다. 여기서 여섯 가지 개별 사고양식은 동일차원 내에서 대립되는 사고양식이 아니며, 대상학생들이 하나의 사고양식만을 가지지 않는다는 가정 하에 있다. 먼저, 개별 사고양식에 대한 점수를 합산하여 전체 응답자의 중앙값(median)을 기준으로 상위집단과 하위집단을 나눈 뒤, K-means 군집분석을 실시하여 <표 8>과 같이 6개의 집단으로 구분하였다.
제안 방법
- 권재술과 김범기(1994)가 개발한 과학탐구능력 검사지(Test of Science Process Skills: TSPS)의 경우 초등학생부터 중학생까지를 그 활용 대상으로 하고 있어 편차가 심하고 변별도가 다소 떨어지는 문제가 있다. TSIS의 경우 검사 도구 개발을 위한 연구 대상 학생이 중학교 1, 2, 3학년으로 본 연구의 대상 학년과 동일하고, 중학생 이상에게 적합한 통합 탐구 기능이 고려되었으며, 수차례의 현장검증을 통해 신뢰도( .80)와 타당도(95.3%)가 높은 평가도구로 검증되었기 때문에 본 연구에 활용하였다. 검사 도구는 지필평가방식의 4지 선다형으로 구성되어 있고, 정답은 1점, 오답은 0점으로 처리하였다.
- 3%)가 높은 평가도구로 검증되었기 때문에 본 연구에 활용하였다. 검사 도구는 지필평가방식의 4지 선다형으로 구성되어 있고, 정답은 1점, 오답은 0점으로 처리하였다. 문항 수는 기초탐구과정(관찰, 시/공관계, 분류, 수사용, 측정, 의사소통, 예상, 추리) 16문항과 통합탐구과정(변인통제, 자료해석, 가설설정, 조작적정의, 실험) 10문항, 각 탐구기능 요소별 두 문항 씩 총 26문항이고, 소요시간은 30분으로 제한하였다.
- 먼저, 개별 사고양식에 대한 점수를 합산하여 전체 응답자의 중앙값(median)을 기준으로 상위집단과 하위집단을 나눈 뒤, K-means 군집분석을 실시하여 과 같이 6개의 집단으로 구분하였다.
- 검사 도구는 지필평가방식의 4지 선다형으로 구성되어 있고, 정답은 1점, 오답은 0점으로 처리하였다. 문항 수는 기초탐구과정(관찰, 시/공관계, 분류, 수사용, 측정, 의사소통, 예상, 추리) 16문항과 통합탐구과정(변인통제, 자료해석, 가설설정, 조작적정의, 실험) 10문항, 각 탐구기능 요소별 두 문항 씩 총 26문항이고, 소요시간은 30분으로 제한하였다. 검사 결과, 본 연구에서 측정한 검사 도구의 반분신뢰도는 .
- 본 연구에서는 과학영재의 사고양식과 자기조절학습능력 및 과학탐구능력을 측정하기 위하여 각각 3가지 측정도구가 사용되었다. 자기조절학습능력 검사는 2011년 5월에 시행하였고, 사고양식검사와 과학탐구능력 검사는 2011년 7월에 동시 투입하였다.
- 사고양식이 학업 성취에 대한 예측변인으로 작용할 수 있다는 점(Grigorenko & Sternberg, 1997; Zhang, 2001; Bernardo et al., 2002), 자기조절학습의 효율적 사용이 학생의 학업성취와 과학탐구능력 향상에 영향을 미친다는 점(Zimmerman & Martinez-Pons, 1988; 윤초희, 정현철, 2006) 등의 관점에 근거하여, 과학영재가 선호하는 사고양식 유형이 자기조절학습능력과 과학탐구능력에 영향을 미치는 변인으로도 기능할 수 있는가를 알아보기 위해 우선 이들 요소 간 상관분석과 회귀분석을 실시하였다.
- 본 연구에서는 과학영재의 사고양식과 자기조절학습능력 및 과학탐구능력을 측정하기 위하여 각각 3가지 측정도구가 사용되었다. 자기조절학습능력 검사는 2011년 5월에 시행하였고, 사고양식검사와 과학탐구능력 검사는 2011년 7월에 동시 투입하였다. 실시한 세 가지 측정도구에 대한 설명은 다음과 같다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 2011년 현재 울산지역 대학부설 과학영재교육원에 소속된 중학생 과학영재 110명(남자 75명, 여자 35명)을 연구 대상으로 하였다. 학년별로는 중학교 1학년(49명), 2학년(38명), 3학년(23명)으로 구성되어 있고, 분야별로는 수학(29명), 물리(27명), 화학(29명), 생물(25명) 등 수 ․ 과학과 관련한 4개 분야에 비교적 고르게 분포되어 있다.
데이터처리
- TSIS를 활용하여 중학생 과학영재의 탐구 능력을 측정한 결과 기초탐구능력 및 통합탐구능력 하위 변인에 따른 평균과 표준편차는 에 제시하였다.
- 사고양식, 자기조절 학습능력, 탐구능력의 평균과 표준편차는 기술통계분석을 통해 산출하였고, 변인 간 상호 관련성을 파악하기 위하여 Pearson의 상관계수에 기초한 상관관계분석과, 단계선택방식(stepwise)에 의한 다중회귀분석(multiple regression)을 수행하였다. 다음으로, 사고양식 유형 및 선호도 수준에 따른 집단의 차이 여부를 검토하기 위하여 K-mean 군집분석을 통해 사고양식 유형별로 집단을 구분한 뒤, 다변량분산분석(MANOVA)과 사후검증을 실시하였다.
- 따라서, 과학탐구능력과 유의한 상관관계를 보이는 입법적, 과두제, 자유주의적 사고양식이 과정별 탐구능력을 얼마나 설명할 수 있는지 알아보기 위해 다중회귀분석을 실시하였다( 참조).
- 본 검사를 통해 수집된 자료는 Microsoft Office Excel 2010 프로그램을 사용하여 1차적으로 입력하여 검수하였고, 자료의 분석과 통계량 산출은 PASW Statistics 18 프로그램을 사용하여 처리하였다. 성별, 학년, 분야 등의 기본정보는 빈도분석과 교차분석을 통해 연구대상 집단의 특성을 파악하였으며, 상관관계 분석과 신뢰도 분석을 통해 각각의 검사도구의 하위 변인별 타당도와 내적일관성에 의한 신뢰도를 확인하였다.
- 즉, 대립되는 양식에 대해 두 가지 사고양식이 기준보다 높거나, 한 가지만 높거나, 두 가지 모두 기준보다 낮은 패턴으로 구분된다는 것이다. 본 연구에서 는 윤미선과 김성일(2002)의 접근 방법을 수용하되, 실시한 상관관계 및 회귀분석 결과를 근거로 학생의 자기조절학습능력과 과학탐구능력에 영향을 미치는 여섯 가지 개별 사고 양식(입법적, 계급제, 과두제, 지엽적, 외부지향적, 자유주의적)만을 기준으로 하여 K-means 군집분석을 실시하였다. 여기서 여섯 가지 개별 사고양식은 동일차원 내에서 대립되는 사고양식이 아니며, 대상학생들이 하나의 사고양식만을 가지지 않는다는 가정 하에 있다.
- 성별, 학년, 분야 등의 기본정보는 빈도분석과 교차분석을 통해 연구대상 집단의 특성을 파악하였으며, 상관관계 분석과 신뢰도 분석을 통해 각각의 검사도구의 하위 변인별 타당도와 내적일관성에 의한 신뢰도를 확인하였다. 사고양식, 자기조절 학습능력, 탐구능력의 평균과 표준편차는 기술통계분석을 통해 산출하였고, 변인 간 상호 관련성을 파악하기 위하여 Pearson의 상관계수에 기초한 상관관계분석과, 단계선택방식(stepwise)에 의한 다중회귀분석(multiple regression)을 수행하였다. 다음으로, 사고양식 유형 및 선호도 수준에 따른 집단의 차이 여부를 검토하기 위하여 K-mean 군집분석을 통해 사고양식 유형별로 집단을 구분한 뒤, 다변량분산분석(MANOVA)과 사후검증을 실시하였다.
- 본 검사를 통해 수집된 자료는 Microsoft Office Excel 2010 프로그램을 사용하여 1차적으로 입력하여 검수하였고, 자료의 분석과 통계량 산출은 PASW Statistics 18 프로그램을 사용하여 처리하였다. 성별, 학년, 분야 등의 기본정보는 빈도분석과 교차분석을 통해 연구대상 집단의 특성을 파악하였으며, 상관관계 분석과 신뢰도 분석을 통해 각각의 검사도구의 하위 변인별 타당도와 내적일관성에 의한 신뢰도를 확인하였다. 사고양식, 자기조절 학습능력, 탐구능력의 평균과 표준편차는 기술통계분석을 통해 산출하였고, 변인 간 상호 관련성을 파악하기 위하여 Pearson의 상관계수에 기초한 상관관계분석과, 단계선택방식(stepwise)에 의한 다중회귀분석(multiple regression)을 수행하였다.
- 이러한 상관관계를 바탕으로 자기조절학습전략에 영향을 미치는 설명량을 유의하게 증가시키는 사고양식 유형이 있는지 다중회귀분석을 통해 검증하였으며( 참조), VIF지수는 1에 근접하여 다중공선성은 없었다.
이론/모형
- 그러나, 종종 연구 대상 학생들이 검사의 목적을 미리 파악하여 의도적으로 측정 목적에 맞추어 응답하려는 경향을 고려하여 ‘학습 방법 검사’로 명명한 서혜애 외(2010)의 검사 도구를 활용하였다.
- 김수경 외(2007)가 중학생의 탐구 능력을 측정하기 위해 개발한 과학탐구능력 검사지(Test of Science Inquiry Skills: TSIS)를 사용하였다. 이 검사지는 SAPA Ⅱ에서 분류한 13가지 탐구과정 요소(AAAS, 1990)들을 수용하고 있다.
- 본 연구에서 사용한 과학탐구능력 검사도구인 TSIS는 SAPA Ⅱ에서 분류한 13가지 탐구과정 요소(AAAS, 1990)들을 수용하고 있으며, 각각의 탐구기능이나 조작적 정의는 물론 구체적 활동 예시를 기준으로 삼고 있다(김수경 외, 2007). TSIS를 활용하여 중학생 과학영재의 탐구 능력을 측정한 결과 기초탐구능력 및 통합탐구능력 하위 변인에 따른 평균과 표준편차는 <표 3>에 제시하였다.
- 본 연구에서는 Thinking Style Questionnaire Short Version (Sternberg & Wagner, 1991;윤미선, 1997)을 김소연(2000)이 타당화한 검사 도구를 5점 척도(1=전혀 그렇지 않다 ~ 5=매우 그렇다)로 변환하여 사용하였다.
- 본 연구에서는 과학영재의 자기조절학습능력을 측정하기 위하여 국내에서 개발된 검사 도구를 사용하였다. 이 도구는 MSLQ (Motivated Strategies for Learning Questionnaire; Pintrich et al.
성능/효과
- 본 연구에서는 Thinking Style Questionnaire Short Version (Sternberg & Wagner, 1991;윤미선, 1997)을 김소연(2000)이 타당화한 검사 도구를 5점 척도(1=전혀 그렇지 않다 ~ 5=매우 그렇다)로 변환하여 사용하였다. 검사 도구는 3개 차원 13개의 양식은 모두 5개씩 65 문항으로 이루어져 있으며, 검사에 소요되는 시간은 평균 20분이었다. 본 연구에서 측정한 사고양식 검사 전체 신뢰도(Cronbach α)는 .
- 결과를 살펴보면, 입법적 사고양식은 과학영재의 기초탐구능력 및 통합탐구능력과 비교적 높은 정적 상관(r=.270, p<.01)을 보였으며, 하위 탐구능력과도 유의한 상관을 나타냈다.
- 64)로 하위 모든 변인에서 일반학생보다 높은 과학탐구능력을 나타내었으나, 성별과 학년에 따른 유의한 차이는 보이지 않았다. 그러나 통합탐구능력 가운데 변인을 통제하는 능력의 경우, 선행연구의 분석대상 중 남학생은 평균 0.87(SD=.77), 여학생은 평균 0.92(SD=.78)로 모두 1점 이하의 매우 낮은 평균 점수를 기록한 반면, 과학영재는 1.78의 높은 평균을 보여 일반학생에 비해 실험결과에 영향을 미치는 독립변인과 종속변인을 파악하고 적절히 통제할 수 있는 능력이 뛰어난 것으로 분석되었다.
- 각 차원별로 하위 사고양식의 점수를 비교해보면, 먼저 정신자치제의 ‘기능’차원에서 입법적 양식은 창조성을 요구하는 일을 좋아하고 행정적 양식은 명확한 지시가 있는 업무를 수행하기를 좋아하며 사법적 양식은 타인의 활동에 대하여 평가하는 것을 선호한다. 기능적 차원에서 연구대상 과학영재들은 창의적인 것을 선호하는 입법적인 사고양식으로 사고하고 있었으며, 전체 13가지 사고양식에서 가장 높게 나타났다. 한기순 외(2003)의 연구에서도 중학생 과학영재는 입법적으로 사고하는 경향이 모든 사고양식 중 가장 높았고, 과학영재학교 학생들을 대상으로 한 박수경(2004), 윤소정 외(2003)의 연구 결과와도 일치 하였다.
- <표 3>에 의하면 전체 26문항 26점 만점을 기준으로 전체 측정 평균이 23점 이상으로 나타나 연구대상 과학영재의 과학탐구능력 수준이 매우 높음을 알 수 있다. 기초탐구능력에서는 특히 수사용하기와 시/공 관계 사용하기 능력이 가장 높게 나타났고 측정하기와 관찰하기 능력이 상대적으로 낮게 나타났다. 시/공 관계를 사용하는 것은 시간의 변화에 따라 공간적 변화를 통찰할 수 있는 능력을 말하며, 수사용은 물체를 분류하고 순서를 부과하여 특정 기준을 찾아내는 능력이다.
- 다음으로, 자기조절학습은 학습자가 스스로 왜 학습에 열중해야 하는지를 인식하고, 특정 목적 성취에 필요한 자신의 인지능력 및 기능의 수준에 대해 판단하며, 자신의 학습하고자 하는 내용이 얼마나 유용한지 판단하는 능력이 요구된다. 동기차원에 있어서 선행연구의 영재학생은 뛰어난 수준을 보이고 있었으며, 특히 목표지향성과 자아효능감에서 일반학생과 유의한 차이를 보였다. 본 연구대상과 비교하면, 선행연구에서 분석한 일반학생의 목표지향성(M=3.
- 둘째, 연구대상 중학생 과학영재의 사고양식 유형과 자기조절학습능력의 하위요소 및 과학탐구능력 간에는 밀접한 관련성이 발견되었다. 과학영재는 입법적, 사법적, 자유주의적으로 사고함과 동시에 다양한 목표를 설정하되 일의 우선순위와 중요성을 설정하여 문제를 해결하려는 계급제적 경향을 가지고 있다.
- 그러나 ‘수준’차원에 있어서 전체적인 사고양식보다는 지엽적인 경향을 나타내었는데 이러한 경향은 국내 과학영재 학생들을 대상으로 한 연구결과와 일치하였다. 또한, 보수주의적 사고양식은 다른 사고양식 수준에 비해 두드러지게 낮은 경향을 보여, 제공된 지침과 방법에 따라 과제를 해결하는 것을 싫어하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 기존 연구들에서 알려진 과학영재들이 나타내는 인지적 · 정의적 특성과 일치되며, 사고양식의 경향성이 영재의 개별특성을 정의하는 도구로 사용될 수 있음을 시사한다.
- 먼저, 창조적이며 창의적인 입법적 사고양식은 자기조절학습능력 하위 요소 모두와 높은 정적 상관(r=.384 ~ .480, p<.01)이 있었으며, 사법적이고 군주제적이며 무정부적인 사고양식은 동기차원을 제외한 인지, 메타인지, 환경차원의 요소와 유의미한 상관(r=.261 ~ .306, p<.01)을 보였다.
- 반면, 과두제적 사고양식은 과학영재의 기초탐구능력에 부정적인 영향(β= -.215, p<.05)을 미치며 총 변량의 11.6%를 설명하는 것으로 나타났다.
- 48)로 나타났으며, 학년이 올라갈수록, 남학생일수록, 읍 · 면 지역보다 중 · 소도시에 거주할수록 측정 평균이 높게 나타났다. 본 연구 대상의 전체 평균 점수는 23.14(SD=2.64)로 하위 모든 변인에서 일반학생보다 높은 과학탐구능력을 나타내었으나, 성별과 학년에 따른 유의한 차이는 보이지 않았다. 그러나 통합탐구능력 가운데 변인을 통제하는 능력의 경우, 선행연구의 분석대상 중 남학생은 평균 0.
- 동기차원에 있어서 선행연구의 영재학생은 뛰어난 수준을 보이고 있었으며, 특히 목표지향성과 자아효능감에서 일반학생과 유의한 차이를 보였다. 본 연구대상과 비교하면, 선행연구에서 분석한 일반학생의 목표지향성(M=3.44, SD=.78), 자아효능감(M=2.99, SD=.73), 성취가치(M=3.61, SD=.88)보다 모두 우수하였으며, 특히 자아효능감과 성취가치에서 상대적으로 더 높은 수준에 있었다. 마지막으로 환경차원은 자신의 노력과 주의를 조절하고 어려움에 직면하였을 때 정답을 제공 받지 않고 도움을 요청하며, 시간과 자원을 효과적으로 관리하는 능력으로 설명된다.
- 초 · 중등 과학영재와 일반학생의 자기조절학습능력 및 자율연구능력을 분석한 정현철 외(2004)의 연구에 의하면 메타인지 중 조절과 동기차원의 성취가치를 제외하고, 자기조절학습능력의 모든 하위요소에서 영재학생들은 일반학생보다 높은 값을 나타내며 유의한 차이를 보인다고 하였다. 본 연구에서 분석된 과학영재 학생들의 자기조절학습능력은 선행연구(정현철 외, 2004)의 일반학생(M=2.96~3.61)은 물론 영재학생(M=3.09~4.15)의 평균보다 높게 나타났다. 한편, 부산지역 과학영재교육원 생물반 중학생들의 자기조절학습능력의 측정 평균(서혜애, 2009)과 비교해 본 결과, 환경차원의 행동통제 능력 외에는 큰 차이를 보이지 않았다.
- 전체적 사고양식은 포괄적이고 추상적으로 생각하는 것을 선호하고, 지엽적 사고양식은 이와 반대로 세부적, 실질적, 구체적으로 생각하고 정확성을 요구하며 구체적인 문제를 다루기를 좋아한다. 분석 결과, 연구대상 과학영재의 사고양식은 지엽형이 전체형 사고양식에 비해 더 높게 나타났다. 이러한 결과는 한기순 외(2003), 박수경(2004)의 연구 결과와 일치하고 있으나, 윤소정 외(2003)의 연구에서는 영재고등학교 학생들이 지엽적 사고양식보다 전체적인 사고양식을 선호한다고 하였다.
- 중학생 과학영재의 자기조절학습능력에 대하여 인지전략, 메타인지, 동기차원, 환경차원의 영역별 평균과 표준편차를 산출한 결과는 <표 2>와 같다. 분석 결과, 이들은 인지전략을 아주 빈번히 사용하고 있으며 메타인지 중 계획, 점검, 조절 능력이 높은 것으로 나타났다. 특히, 목표지향성, 자기효능감, 성취가치 요소에서 모두 평균 4.
- 이상과 같이, 사고양식과 자기조절학습능력의 상관관계를 산출한 결과 과두제, 전체적, 보수주의적 사고양식을 제외한 대부분의 요소 간에 유의미한 정적 상관이 나타났다. 분석 결과에서 흥미로운 사실은, 자기조절학습능력의 동기적 측면은 형식 차원의 사고양식의 경향과는 관련이 없었으며, 자기조절학습에 있어서 인지, 메타인지, 동기 및 환경차원의 능력은 입법적, 지엽적, 자유주의적으로 사고할수록 긍정적으로 발휘된다는 점이다. 한편, 과두제와 전체적 사고양식은 자기조절학습능력과 관련성이 없는 것으로 분석되었고, 보수주의적으로 사고할수록 자기조절학습에서 동기적 차원의 전략 사용이 감소하였다.
- 앞서 논의한 바와 같이 연구대상 과학영재는 입법적, 사법적, 자유주의적으로 사고함과 동시에 다양한 목표를 설정하되 일의 우선순위를 따라 문제를 해결하려는 계급제적 경향을 가지고 있다. 사법적 사고양식은 자기조절학습능력을 의미 있게 설명하는 변인은 아니나, 과학영재가 선호하는 사고양식의 유형은 자기조절학습능력을 향상시키는데 긍정적인 영향력을 발휘하는 것으로 밝혀졌다. 한편, 사고양식의 수준차원의 사고양식의 경우 본 연구대상 과학영재들은 전체적이기보다 지엽적으로 사고하는 것으로 나타났는데, 이는 윤소정 외(2003)의 연구와는 서로 상반된 결과이다.
- 셋째, 중학생 과학영재의 사고양식 유형 및 수준에 따라 자기조절학습능력과 과학탐구능력은 어떤 차이를 보이는가?
- 자기조절학습능력이 뛰어난 학습자는 스스로 계획을 세워 자신의 학습과정을 조직하고 끊임없이 점검하거나 정교화, 조직화 전략을 사용하여 능동적으로 학습하게 된다. 어떤 전략을 사용할지 고려하는 사고의 유형과 경향성은 인지전략 뿐 아니라 동기와 환경 차원에서도 중요한 변인으로 작용할 수 있으며, 본 연구의 결과, 사고양식 유형이 자기조절학습능력의 유의미한 설명력을 가지는 요인임이 입증되었다. 자기조절학습능력의 중요한 매개변인으로 작용하는 입법적 사고양식은 과학영재의 과학탐구능력에도 영향을 주는 것으로 밝혀졌다.
- 에서 표준화된 회귀계수를 살펴보면, 중학생 과학영재들은 인지전략의 사용에 있어서 입법적 사고양식(β=.368, p<.05)과 계급제 사고양식(β=.254, p<.05)이 높을수록 인지전략도 상승하는 것으로 나타났다.
- 정신자치제에서 ‘형식’차원의 계급제 사고양식은 다양한 목표를 설정하되 일의 우선순위와 중요성을 설정하여 문제를 해결하려는 경향을 나타낸다. 연구대상 과학영재들은 이러한 체계적이고 위계적인 계급제 사고양식이 가장 높게 나타났고, 계급제와 상반되는 개념인 과두제 사고양식은 가장 낮게 나타났다. 과두제 사고양식은 일의 우선순위를 정하는 것을 꺼려하고, 완벽하게 일을 수행하기보다 여러 가지 일을 동시에 수행하려고 하는 사고양식이다.
- 중학생 과학영재에게서 나타나는 사고양식의 하위 유형별 평균과 표준편차를 산출한 결과는 아래 <표 1>과 같다. 우선, 중학생 과학영재에게서 나타나는 사고양식의 유형을 살펴본 결과 전체 13가지 사고양식 중에서 입법적 양식이 가장 높았고 다음으로 자유주의적, 외부지향적, 계급제, 사법적 사고양식 순으로 나타났으며, 보수주의적 사고양식이 가장 낮게 나타났다.
- 이상과 같이, 사고양식과 자기조절학습능력의 상관관계를 산출한 결과 과두제, 전체적, 보수주의적 사고양식을 제외한 대부분의 요소 간에 유의미한 정적 상관이 나타났다. 분석 결과에서 흥미로운 사실은, 자기조절학습능력의 동기적 측면은 형식 차원의 사고양식의 경향과는 관련이 없었으며, 자기조절학습에 있어서 인지, 메타인지, 동기 및 환경차원의 능력은 입법적, 지엽적, 자유주의적으로 사고할수록 긍정적으로 발휘된다는 점이다.
- 이상의 결과를 종합하면, 연구대상 중학생 과학영재들은 입법적, 사법적, 계급제적, 자유주의적 사고양식의 특성인 창의적이며 새로운 과제를 선호하고 규칙과 절차에 따라 전통적 방식을 그대로 따르는 것을 싫어하며 자기 자신의 방식으로 계획적으로 문제를 해결하고자 하는 경향이 뚜렷함을 알 수 있다. 이는 계급제 사고양식을 제외하고 미국의 영재 학생이 입법적이고 자유주의적이며 사법적인 사고양식을 지니고 있음을 밝힌 Grigorenko와 Sternberg (1995), Dai와 Feldhusen (1999)의 연구결과와 일치하고 있다.
- 게다가 비교적 뚜렷이 대립되는 개념인 Zhang (2002)의 사고양식 분류(TypeⅠ, Ⅱ)로도 구분되지 못한다. 이에 따른 상관관계 및 회귀분석 결과는 과학영재의 지엽적 사고양식이 철저히 학습을 계획하고 조절하는 능력, 그리고 목표를 가지고 능동적으로 학습에 참여하는 능력과 유의한 관계가 있음을 보였다. 다시 말해, 자기조절학습능력은 포괄적이고 추상적으로 사고하기보다 세부적, 실질적, 구체적으로 사고할수록 높아진다고 볼 수 있다.
- 그러나 인지전략과 높은 상관을 보인 사법적 사고양식은 본 회귀모형에서 제외되었다. 입법적 사고양식은 인지전략 전체 변량에 대해 23.0%를 설명하고 있으며 계급제 사고양식이 회귀모형에 추가되면 30.4%의 설명력을 가지는 것으로 나타났다. 메타인지전략의 사용에서는 계급제 사고양식(β=.
- 어떤 전략을 사용할지 고려하는 사고의 유형과 경향성은 인지전략 뿐 아니라 동기와 환경 차원에서도 중요한 변인으로 작용할 수 있으며, 본 연구의 결과, 사고양식 유형이 자기조절학습능력의 유의미한 설명력을 가지는 요인임이 입증되었다. 자기조절학습능력의 중요한 매개변인으로 작용하는 입법적 사고양식은 과학영재의 과학탐구능력에도 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 한편, 자기조절학습과 과학탐구능력의 향상에 사고양식이 긍정적, 혹은 부정적으로 작용한다는 이상의 결과는 여섯 가지 개별 사고양식(입법적, 계급제, 과두제, 지엽적, 외부지향적, 자유주의적)이 높거나 낮은 집단별로 의미 있는 차이를 보임으로써 검증되었다.
- 종합적으로는 입법적 사고양식(β=.279, p<.05)이 긍정적 영향을 미치고, 과두제 사고양식(β=-.213, p<.05)이 부정적 영향으로 작용하여, 두 사고양식 유형은 과학탐구능력의 매개변인으로 유의하다는 것을 알 수 있다.
- 첫째, 연구대상 중학생 과학영재의 사고양식 유형, 자기조절학습능력, 과학탐구능력의 특징과 수준을 밝힌 결과, 중학생 영재의 사고양식 경향성은 Grigorenko와 Sternberg (1995), Dai와 Feldhusen (1999)의 연구결과와 유사하게 나타났고 Zhang (2002)이 제시한 TypeⅠ과는 수준차원에서 상반된 결과를 보였다. 즉, 전체 13가지 사고양식 중에서 과학영재는 입법적 성향이 가장 높게 나타났고 그 외 자유주의적, 외부지향적, 계급제, 사법적인 경향성의 순으로 나타났다. 과학영재들은 일정한 구조가 없는 상태에서 자신만의 방식으로 창작해내고(입법적), 개방된 학습 환경과 새로운 방식에 도전하는 것을 즐기며(자유주의적), 동료와 함께 협력하여 일하고 연구하는 것을 좋아하고(외부지향적), 일의 우선순위를 정해 체계적으로 일하며(계급제), 사람과 사물에 대하여 판단, 평가, 비교하는 경향성(사법적)을 강하게 보여주었다.
- 지엽적 사고양식은 모든 자기조절학습능력 하위요소와 유의미한 정적 상관(r=.266 ~ .392, p<.01)을 보이고 있는 반면 전체적 사고양식은 의미 있는 상관관계를 보이지 않았다.
- 첫째, 연구대상 중학생 과학영재의 사고양식 유형, 자기조절학습능력, 과학탐구능력의 특징과 수준을 밝힌 결과, 중학생 영재의 사고양식 경향성은 Grigorenko와 Sternberg (1995), Dai와 Feldhusen (1999)의 연구결과와 유사하게 나타났고 Zhang (2002)이 제시한 TypeⅠ과는 수준차원에서 상반된 결과를 보였다. 즉, 전체 13가지 사고양식 중에서 과학영재는 입법적 성향이 가장 높게 나타났고 그 외 자유주의적, 외부지향적, 계급제, 사법적인 경향성의 순으로 나타났다.
- 첫째, 중학생 과학영재의 사고양식 유형, 자기조절학습능력, 과학탐구능력은 각각 어떤 특징을 나타내며, 그 수준은 어떠한가?
- 시/공 관계를 사용하는 것은 시간의 변화에 따라 공간적 변화를 통찰할 수 있는 능력을 말하며, 수사용은 물체를 분류하고 순서를 부과하여 특정 기준을 찾아내는 능력이다. 통합탐구능력에서는 주어진 실험 상황에서 검증 가능한 가설을 설정하는 능력의 점수가 매우 높았고 나머지 변인통제, 자료해석, 조작적정의, 실험하기 능력은 비슷한 수준으로 나타났다. 김수경 외(2007)의 연구에 의하면 중학교 1, 2, 3학년 일반학생을 대상으로 과학탐구능력을 측정한 결과 전체 평균이 17.
- 분석 결과, 이들은 인지전략을 아주 빈번히 사용하고 있으며 메타인지 중 계획, 점검, 조절 능력이 높은 것으로 나타났다. 특히, 목표지향성, 자기효능감, 성취가치 요소에서 모두 평균 4.0이상으로 나타나 동기 측면에서 매우 뛰어남을 알 수 있다. 환경차원에서 살펴보면 효과적으로 자원을 활용하고 계획하며 관리하는 능력 또한 뛰어나며, 흥미가 없거나 모호한 과제에 직면하더라도 노력과 주의를 조절하는 능력을 가지고 있었다.
- 특히, 행동을 통제하거나 어려움에 직면할 때 도움을 요청하고, 시간과 자원을 관리하는 자기조절학습능력의 환경차원 제 요소들의 경우, 과두제 , 전체적, 내부지향적, 보수주의적 양식을 제외한 모든 사고양식과 비교적 높은 정적 상관(r=.273 ~ .456, p<.01)을 보였다.
- 분석 결과에서 흥미로운 사실은, 자기조절학습능력의 동기적 측면은 형식 차원의 사고양식의 경향과는 관련이 없었으며, 자기조절학습에 있어서 인지, 메타인지, 동기 및 환경차원의 능력은 입법적, 지엽적, 자유주의적으로 사고할수록 긍정적으로 발휘된다는 점이다. 한편, 과두제와 전체적 사고양식은 자기조절학습능력과 관련성이 없는 것으로 분석되었고, 보수주의적으로 사고할수록 자기조절학습에서 동기적 차원의 전략 사용이 감소하였다. 이러한 상관관계를 바탕으로 자기조절학습전략에 영향을 미치는 설명량을 유의하게 증가시키는 사고양식 유형이 있는지 다중회귀분석을 통해 검증하였으며(<표 5> 참조), VIF지수는 1에 근접하여 다중공선성은 없었다.
- 한편, 목표지향, 자기효능감, 성취가치 등의 동기차원에 있어서 학생들의 자유주의적으로 사고할수록(β=.488, p<.05) 긍정적 영향을 미치며, 변량의 23.8%를 설명하는 것으로 나타났다.
- 이러한 결과는 기존 연구들에서 알려진 과학영재들이 나타내는 인지적 · 정의적 특성과 일치되며, 사고양식의 경향성이 영재의 개별특성을 정의하는 도구로 사용될 수 있음을 시사한다. 한편, 연구대상인 중학생 과학영재는 일반 중학생에 비하여 자기조절학습능력의 모든 구성요소에서 매우 우수한 것으로 분석되었으며, 특히 동기측면의 목표지향성, 자기효능감, 성취가치에서 높게 나타났다. 이들은 과학탐구능력 또한 뛰어나, 정확한 정보를 분석하고 가설을 설정하고 변인을 통제하여 실험을 설계하는 수준이 선행연구의 일반 학생에 비해 월등히 높게 나타났다.
- 자기조절학습능력의 중요한 매개변인으로 작용하는 입법적 사고양식은 과학영재의 과학탐구능력에도 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 한편, 자기조절학습과 과학탐구능력의 향상에 사고양식이 긍정적, 혹은 부정적으로 작용한다는 이상의 결과는 여섯 가지 개별 사고양식(입법적, 계급제, 과두제, 지엽적, 외부지향적, 자유주의적)이 높거나 낮은 집단별로 의미 있는 차이를 보임으로써 검증되었다. 특히 입법적이고 계급제적인 사고양식 수준에 따라 자기조절학습의 수준이 달라지며, 과두제 사고양식은 과학영재의 과학탐구능력을 하락시키는 결과를 가져오게 된다.
- 한편, 자유주의적 사고양식은 자기조절학습능력 하위 요소 모두와 높은 상관(r=.308 ~ .488, p<.01)을 나타내고 있었고, 보수주의적 사고양식의 경우에는 목표 지향적이며 내재적 가치를 추구하는 동기차원과 부적 상관(r=.195, p<.05)을 보였다.
- 0이상으로 나타나 동기 측면에서 매우 뛰어남을 알 수 있다. 환경차원에서 살펴보면 효과적으로 자원을 활용하고 계획하며 관리하는 능력 또한 뛰어나며, 흥미가 없거나 모호한 과제에 직면하더라도 노력과 주의를 조절하는 능력을 가지고 있었다.
후속연구
- 또한, 초등학생의 경우 메타인지 전략이, 중학생의 경우 탐구동기가 과학탐구 설계능력의 향상에 가장 중요한 것으로 밝히고 있다. 그러나, 메타인지 전략을 수업에 도입한 결과 과학탐구능력의 향상과 관련이 적다거나(노태희, 장신호, 1999), 자기효능감이 과학탐구능력에 영향을 미치지 않는다는 연구 결과(이진희, 2010) 등 자기조절학습의 효과가 과학탐구능력에 있어서 상반되게 나타난 선행연구들을 고려할 때, 자기조절학습과 과학탐구능력간의 상관관계뿐만 아니라 학습자 개별 특성에 따른 외부변인을 탐색하는 연구가 필요하다.
- 한편, 본 연구에서 사용한 과학탐구능력검사도구의 난이도가 연구대상의 수준에 비해 다소 낮아 학생들이 만점에 가까운 성취를 보였는데, 이로 인하여 군집분석에 의한 유형별 집단에 따른 분석을 제외하고는 어떠한 차이도 나타내지 않았다. 따라서 향후 과학영재학생을 대상으로 하는 과학탐구능력검사도구가 개발되어야 할 필요성이 확인되었다.
- 특히 입법적이고 계급제적인 사고양식 수준에 따라 자기조절학습의 수준이 달라지며, 과두제 사고양식은 과학영재의 과학탐구능력을 하락시키는 결과를 가져오게 된다. 또한, 자기조절학습능력이 과학영재의 탐구능력을 긍정적으로 향상시킬 수 있다는 국내 선행연구 결과를 고려할 때, 추후 이러한 과학영재의 과학탐구능력에 대한 사고양식유형과 자기조절학습능력의 상호작용의 효과에 관한 연구가 필요하다.
- 마지막으로, 본 연구는 울산 지역의 대학부설 과학영재교육원 소속의 중학생 과학영재만을 대상으로 한 조사이므로 지역이 다른 과학영재학생에 일반화하는 데에는 무리가 있을 수 있다. 이상에서 밝혀진 연구 결과에 근거하여 앞으로 과학영재의 자기조절학습능력의 효과적 향상을 위한 교수방법과 처치가 제안될 수 있을 것으로 기대한다.
- 또한, 사고양식 유형이 서로 다른 군집에 따라 자기조절학습능력과 과학탐구능력은 어떤 차이가 있는지 밝히는 데 본 연구의 목적을 두었다. 본 연구의 결과 사고양식과 다른 능력간의 다양한 관계성이 검증된다면, 사고양식의 특성에 따라 과학영재들의 자기조절학습능력 및 과학탐구능력의 향상을 위한 적절한 교수 전략을 탐색하는데 시사점을 줄 것이다. 이와 같은 연구의 필요성과 목적에 따른 본 연구의 구체적인 연구문제는 다음과 같다.
- 셋째, 연구대상 중학생 과학영재들이 입법적이고 계급적이며 자유주의적으로 사고하는 것을 선호하며, 이러한 선호 경향이 자기조절학습과 과학탐구능력에 중대한 영향을 미치고 있음을 밝힌 본 연구의 결과는 이들이 가지고 있는 독특한 사고양식을 만족시키는 체계적인 교육의 필요성을 시사한다. 사고양식은 학생들이 처한 과제와 상황에 따라 다양할 수 있으며 다차원적인 심리적 구인이므로, 과학영재의 이러한 사고양식 패턴을 면밀히 살피는 노력이 요구되는 것이다.
- 이러한 결과는 기존 연구들에서 알려진 과학영재들이 나타내는 인지적 · 정의적 특성과 일치되며, 사고양식의 경향성이 영재의 개별특성을 정의하는 도구로 사용될 수 있음을 시사한다.
- 마지막으로, 본 연구는 울산 지역의 대학부설 과학영재교육원 소속의 중학생 과학영재만을 대상으로 한 조사이므로 지역이 다른 과학영재학생에 일반화하는 데에는 무리가 있을 수 있다. 이상에서 밝혀진 연구 결과에 근거하여 앞으로 과학영재의 자기조절학습능력의 효과적 향상을 위한 교수방법과 처치가 제안될 수 있을 것으로 기대한다. 한편, 본 연구에서 사용한 과학탐구능력검사도구의 난이도가 연구대상의 수준에 비해 다소 낮아 학생들이 만점에 가까운 성취를 보였는데, 이로 인하여 군집분석에 의한 유형별 집단에 따른 분석을 제외하고는 어떠한 차이도 나타내지 않았다.
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