화성암 관찰과 지식에 대한 제주도, 울릉도, 충북 지역 학생들의 비교 A Comparison of Jeju Island, Ulleung Island, and Chungbuk region Students for Igneous rocks Observation and Knowledge원문보기
이 연구의 목적은 현무암과 화성암과 같은 화성암을 관찰할 때 화성암 지역에 살고 있는 학생들과 그렇지 않은 학생들 사이의 특징을 비교하기 위한 것이다. 연구를 위해 제주도에 살고 있는 5학년 학생 68명, 울릉도에 살고 있는 5학년 학생 28명, 그리고 화산지역과 직접적 관련이 없는 지역의 5학년 학생 61명을 선정하였다. 이 연구는 다음과 같이 진행되었다. 현무암과 화성암을 관찰하게 한 후 학생들은 관찰한 사실을 모두 적었다. 그리고 관찰이 끝난 후 관찰이외에 현무암과 화성에 대해 알고 있는 사실 모두를 적도록 하였다. 연구를 통해 알게 된 사실은 다음과 같다. 첫째, 화성암 관찰에 있어서 학생들은 지역적 특성 변인에 의한 유의미한 통계적 차이는 보이지 않았다. 둘째, 화성암과 관련하여 학생들이 관찰 이외에 알고 있는 지식의 양 또한 지역적 특성과 관련되어 유의미한 차이를 보이지 않았다. 셋째, 화성암에 대해 관찰 사실 이외에 알고 있는 지식을 질적으로 분석한 결과, 많은 학생들은 화성암의 근원물질이나 생성과정에 대해 알고 있었으나 지역적인 특성을 고려한 진술은 많이 나오지 않았다. 이러한 연구 결과를 통해 우리는 학교에서 이루어지는 과학 수업이 현상을 탐구하는 것뿐만 아니라 현상과 관련된 여러 가지 구체적인 사례들과 함께 이루어져야 한다는 것을 알 수 있다.
이 연구의 목적은 현무암과 화성암과 같은 화성암을 관찰할 때 화성암 지역에 살고 있는 학생들과 그렇지 않은 학생들 사이의 특징을 비교하기 위한 것이다. 연구를 위해 제주도에 살고 있는 5학년 학생 68명, 울릉도에 살고 있는 5학년 학생 28명, 그리고 화산지역과 직접적 관련이 없는 지역의 5학년 학생 61명을 선정하였다. 이 연구는 다음과 같이 진행되었다. 현무암과 화성암을 관찰하게 한 후 학생들은 관찰한 사실을 모두 적었다. 그리고 관찰이 끝난 후 관찰이외에 현무암과 화성에 대해 알고 있는 사실 모두를 적도록 하였다. 연구를 통해 알게 된 사실은 다음과 같다. 첫째, 화성암 관찰에 있어서 학생들은 지역적 특성 변인에 의한 유의미한 통계적 차이는 보이지 않았다. 둘째, 화성암과 관련하여 학생들이 관찰 이외에 알고 있는 지식의 양 또한 지역적 특성과 관련되어 유의미한 차이를 보이지 않았다. 셋째, 화성암에 대해 관찰 사실 이외에 알고 있는 지식을 질적으로 분석한 결과, 많은 학생들은 화성암의 근원물질이나 생성과정에 대해 알고 있었으나 지역적인 특성을 고려한 진술은 많이 나오지 않았다. 이러한 연구 결과를 통해 우리는 학교에서 이루어지는 과학 수업이 현상을 탐구하는 것뿐만 아니라 현상과 관련된 여러 가지 구체적인 사례들과 함께 이루어져야 한다는 것을 알 수 있다.
The purpose of this study was to compare characteristics of students lived in volcanic region or not while observing the igneous rocks basalt and granite. For the study we recruited 68 fifth-grade students in Jeju Island, 29 fifthgrade students in Ulleung Island and 61 fifth-grade students in inland...
The purpose of this study was to compare characteristics of students lived in volcanic region or not while observing the igneous rocks basalt and granite. For the study we recruited 68 fifth-grade students in Jeju Island, 29 fifthgrade students in Ulleung Island and 61 fifth-grade students in inland area area. This study was conducted as follows: After observing of granite and basalt, the students wrote observations. At the end of observation they also wrote all knowledges about granite and basalt except for the observations. The results are as follows: First, igneous rocks observations did not show a statistically significant difference between regional characteristics variables. Second, the amount of knowledge that students knew about granite and basalt except for the observation facts also did not show significant differences. Third, in the results of qualitative analysis for knowledges about granite and basalt except for the observation facts, many students knew about the igneous origin and about the substance but there were few statements that reflected the characteristics of the location. This results will provide a meaningful implication that the science class must consist of the use a various examples associated with a real-life.
The purpose of this study was to compare characteristics of students lived in volcanic region or not while observing the igneous rocks basalt and granite. For the study we recruited 68 fifth-grade students in Jeju Island, 29 fifthgrade students in Ulleung Island and 61 fifth-grade students in inland area area. This study was conducted as follows: After observing of granite and basalt, the students wrote observations. At the end of observation they also wrote all knowledges about granite and basalt except for the observations. The results are as follows: First, igneous rocks observations did not show a statistically significant difference between regional characteristics variables. Second, the amount of knowledge that students knew about granite and basalt except for the observation facts also did not show significant differences. Third, in the results of qualitative analysis for knowledges about granite and basalt except for the observation facts, many students knew about the igneous origin and about the substance but there were few statements that reflected the characteristics of the location. This results will provide a meaningful implication that the science class must consist of the use a various examples associated with a real-life.
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문제 정의
이 연구의 목적은 화성암에 대한 지역적인 특성을 가지고 있는 학생들과 그렇지 않은 학생들이 화성암을 관찰할 때 나타내는 특성에 대해 양적인 분석과 질적인 분석을 통해 비교하는 것이다. 연구 결과를 종합하여 결론을 내리면 다음과 같다.
화성암 관찰은 ‘관찰’이라는 탐구과정 요소가 직접적으로 관련 있는 초등학교 과학의 활동이다. 이러한 관점에서 암석에 관한 지역적 특성을 가지고 있는 지역의 학생들의 관찰결과를 비교해 보았다. 각 지역별 집단별로 화강암과 현무암에 대한 관찰 수를 비교한 기술통계의 결과는 Table 2와 같다.
화강암과 현무암에 대한 관찰 사실 이외의 지식의 양 비교: 이번 연구에서는 화성암이 많이 분포하고 있는 지역의 학생들의 선지식이 다른 지역의 학생들에 비해 화성암 관찰 결과와 관찰 사실 이외의 지식의 양에 어떤 영향을 미치는지 분석하는 것이다. 이에 두번째로 이루어진 조사는 관찰 사실 이외에 학생들이 알고 있는 화성암에 대한 지식의 양을 알아보는 것이었다. 조사한 결과는 Table 5와 같다.
특히 초등학교 교육과정에서 다양한 암석에 대한 관찰이 빈번하게 다루어짐에도 불구하고 관찰활동과 관련한 암석에 대한 연구는 매우 드문 편이었다. 이에 이번 연구에서는 화성암 관찰 활동을 통해 화성암과 관련된 지역적 특성이라는 선지식이 학생들의 관찰 활동에 어떤 영향을 미치는지 양적뿐만 아니라 질적으로 분석하여 제시하고자 한다. 이 연구의 결과는 다양한 관찰 활동이 주를 이루고 있는 초등학교 과학 수업에 관찰활동과 관련된 많은 정보를 제공할 수 있으리라 사료된다.
이러한 지적에도 불구하고 관찰이 과학적 탐구의 시작이며 중요한 과정임에는 틀림이 없다. 이에 이번 연구에서는 화성암에 대해 다양한 경험과 지식을 가지고 있는 지역의 학생과 그렇지 못한 지역의 학생들로 하여금 화성암을 관찰하게 하여 그들이 가지고 있는 지식과 관찰 내용을 비교해봄으로써 관찰에 대한 선지식의 영향을 알아보고자 한다. 특히 암석 관찰에 대한 내용은 교육과정에서 중요하게 다루어지고 있는 관찰 활동 중 하나이지만, 다른 활동에 비해 과학 영역 중 지질학과 관련한 활동에 대한 연구는 매우 드문 편이다.
화강암과 현무암에 대한 관찰 사실 이외의 지식의 양 비교: 이번 연구에서는 화성암이 많이 분포하고 있는 지역의 학생들의 선지식이 다른 지역의 학생들에 비해 화성암 관찰 결과와 관찰 사실 이외의 지식의 양에 어떤 영향을 미치는지 분석하는 것이다. 이에 두번째로 이루어진 조사는 관찰 사실 이외에 학생들이 알고 있는 화성암에 대한 지식의 양을 알아보는 것이었다.
제안 방법
각 지역별로 학생들이 화강암과 현무암에 대해 관찰한 내용과 알고 있는 지식의 양을 면밀히 조사하기 위해 학생들이 작성한 관찰기록지를 질적으로 분석해보았다. 학생들의 관찰기록지를 통해 분석된 결과 학생들은 암석 관찰의 기본 항목이라고 할 수 있는 색깔, 촉감, 모양, 단단한 정도 등에 대해 관찰 기록하였다.
관찰 사실 이외에 학생들이 화성암에 대해 알고있는 지식의 양을 알아보기 위해 지역별로 비교 분석해보았다. 분석결과 지역별로 양적인 비교를 통해서는 통계적으로 유의미한 차이를 보이지 않았으나 내용을 질적으로 분석한 결과 지역별로 차이가 있었 으며 특히 제주도 지역의 학생들은 지역적 특성을 반영한 서술이 나타났다.
설문지는 개방형 형태로 이루어진 것으로 학생들이 자주 접하는 ‘실험관찰’ 책의 기록형태와 비슷한 과학 학습지 형태로 제작되었다.
수집한 자료는 양적인 분석과 질적인 분석으로 나누어 실시하였다. 화강암과 현무암을 관찰하고 기록한 관찰 기록수와 관찰한 사실 이외에 알고 있는 것을 기록한 수에 대해서는 지역별로 평균을 비교하는 일원배치분산분석(ANOVA)을 실시하여 분석하였고, 관찰 내용과 관찰 사실 이외의 기록 내용에 대해서는 프로토콜을 생성하여 귀납적으로 범주화하여 질적으로 분석하였다.
연구를 위한 자료 수집은 2011년 4월에 이루어졌으며, 연구를 위해 각 학교의 담임교사에게 연구의 취지와 목적을 설명해 주었으며, 설문지와 함께 설명서를 함께 보내어 자료를 수집하였다. 설문지는 개방형 형태로 이루어진 것으로 학생들이 자주 접하는 ‘실험관찰’ 책의 기록형태와 비슷한 과학 학습지 형태로 제작되었다.
각 지역별로 학생들이 화강암과 현무암에 대해 관찰한 내용과 알고 있는 지식의 양을 면밀히 조사하기 위해 학생들이 작성한 관찰기록지를 질적으로 분석해보았다. 학생들의 관찰기록지를 통해 분석된 결과 학생들은 암석 관찰의 기본 항목이라고 할 수 있는 색깔, 촉감, 모양, 단단한 정도 등에 대해 관찰 기록하였다.
5와 같이 학생 E는 제주도에 있는 현무암에 대해 아주 자세히 알고 있었다. 현무암에 대한 자신의 경험과 학습을 통해 알고 있는 지식 모두를 서술하였다. 학생 E의 서술은 궁극적으로 우리 과학교육이 지향해야 할 부분이 어떤 점인가를 생각하게 한다.
대상 데이터
연구 대상에 대한 자세한 정보는 Table 1과 같다. Table 1에서 보는 것과 같이 연구대상인 5학년 학생은 남녀를 구분하지 않고 총 158명이었다. 연구대상을 5학년으로 선정한 이유는 학생들이 4학년 과정에서 화성암에 대해 학습한 경험이 있어 배운 지 시간이 오래 지나지 않아 학습에 의한 화성암 관련 지식이 거의 동일하다고 판단하였기 때문이다.
학생들에게는 화강암과 현무암을 충분히 관찰할 수 있는 시간이 주어졌다. 암석 관찰은 과학 시간에 사용하는 암석 표준 시료로 제공된 암석 표본을 이용하였다.
이번 연구는 학생들의 관찰에 대한 선지식의 영향을 알아보기 위해 화산 분출에 의해 형성된 섬에서 생활하고 있는 제주도와 울릉도 지역의 5학년 학생과 화산 지형과 직접적인 관련이 없는 내륙지방의 5학년 학생을 대상으로 연구가 진행되었다. 연구 대상에 대한 자세한 정보는 Table 1과 같다.
데이터처리
그런데 현무암에 대한 관찰 사실 이외의 지식의 양에서도 일상생활에서 현무암을 자주 접한다고 할 수 있는 제주도와 울릉도 학생들이 충북지역의 학생들보다 낮게 나오고 있는 것을 볼 수 있었다. 통계적인 차이를 알아보기 위해 일원배치 분산분석을 실시해보았다. 결과는 Table 6과 같다.
수집한 자료는 양적인 분석과 질적인 분석으로 나누어 실시하였다. 화강암과 현무암을 관찰하고 기록한 관찰 기록수와 관찰한 사실 이외에 알고 있는 것을 기록한 수에 대해서는 지역별로 평균을 비교하는 일원배치분산분석(ANOVA)을 실시하여 분석하였고, 관찰 내용과 관찰 사실 이외의 기록 내용에 대해서는 프로토콜을 생성하여 귀납적으로 범주화하여 질적으로 분석하였다.
성능/효과
Table 4를 보면, 지역에 따른 화강암 관찰사실 수에 대해 사후검증을 실시한 결과 제주도와 울릉도 간의 평균이 유의한 차이를 보이고 있는 것으로 나타났다. 그리고 현무암 관찰사실 수에서는 울릉도와 제주도, 울릉도와 충북지역간의 평균이 유의한 차이를 보이고 있었다. 관찰사실 총 합계에 대한 결과에서도 울릉도와 제주도, 울릉도와 충북지역간의 평균이 유의한 차이를 보이고 있었다.
둘째, 화성암과 관련하여 학생들이 관찰 이외에 알고 있는 지식의 양 또한 지역적 특성과 관련되어 유의미한 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과는 학생들이 학교에서 배우는 것과 일상생활에서 경험하는 것과의 관련성을 찾지 못하는 점에서 기인한다고 볼 수 있으며, 이점에 대해서는 학교에서 이루어지는 과학 수업 시간에 생활 소재를 활용한 수업이 보다 더 강화되어야 할 것이라는 점을 시사해준다고 할 수 있다.
관찰 사실 이외에 학생들이 화성암에 대해 알고있는 지식의 양을 알아보기 위해 지역별로 비교 분석해보았다. 분석결과 지역별로 양적인 비교를 통해서는 통계적으로 유의미한 차이를 보이지 않았으나 내용을 질적으로 분석한 결과 지역별로 차이가 있었 으며 특히 제주도 지역의 학생들은 지역적 특성을 반영한 서술이 나타났다. 관찰 내용 이외에 알고 있는 지식은 귀납적으로 분석한 결과 ‘지역적 특성을 반영하여 서술함’, ‘화성암의 근원물질을 서술함’, ‘화성암의 형성과정을 서술함’과 같이 3개의 범주로 나뉘었다.
셋째, 화성암에 대해 관찰 사실 이외에 알고 있는 지식을 질적으로 분석한 결과, 많은 학생들은 화성암의 근원물질이나 생성과정에 대해 알고 있었으나 지역적인 특성을 고려한 진술은 많이 나오지 않았다. 학생들이 화성암에 대해 알고 있는 내용이 다양한 생활 속 예를 통해 진술될 것이라고 예상하였으나 그렇지 않았다.
아울러 현무암 관찰 사실 수를 비교한 결과(F=3.989, p< .05) 및 두 가지를 합한 결과인 총 관찰 사실 수를 비교한 결과(F=5.222, p< .05)에서도 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.
관찰사실 총 합계에 대한 결과에서도 울릉도와 제주도, 울릉도와 충북지역간의 평균이 유의한 차이를 보이고 있었다. 이러한 결과는 울릉도 지역의 학생들이 제주도와 충북지역의 학생들보다 관찰 사실의 수가 적다는 것을 보이고 있음을 나타낸다.
이러한 연구 결과와 결론을 통해 우리는 학교에서 이루어지는 과학 수업이 현상을 탐구하는 것뿐만 아니라 현상과 관련된 여러 가지 구체적인 사례들과 함께 이루어져야 한다는 것을 알 수 있다. 다양한 사례와 현상 관찰을 통해 과학 수업이 이루어질 때 학습의 효과나 학생들의 파지를 높일 수 있다고 사료된다.
첫째, 분석결과 화성암 관찰에 있어서 학생들은 지역적 특성 변인에 의한 유의미한 통계적 차이는 보이지 않았다. 이것은 학생들이 화성암을 관찰하면서 찾아낸 관찰 사실들은 ‘화성암과 관련된 지역에 살고 있느냐, 그렇지 않느냐?’와는 관계가 없다는 것이다.
후속연구
이에 이번 연구에서는 화성암 관찰 활동을 통해 화성암과 관련된 지역적 특성이라는 선지식이 학생들의 관찰 활동에 어떤 영향을 미치는지 양적뿐만 아니라 질적으로 분석하여 제시하고자 한다. 이 연구의 결과는 다양한 관찰 활동이 주를 이루고 있는 초등학교 과학 수업에 관찰활동과 관련된 많은 정보를 제공할 수 있으리라 사료된다. 이번 연구에서의 관찰은 물체의 성질을 확인(identify)하고 기술(describe)하는 것을 말한다.
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