[논문]창의기법을 활용한 초등과학수업이 학생들의 과학 학습 동기와 과학 학업 성취도에 미치는 영향

배진호; 강우석; 소금현

doi:10.15267/keses.2012.31.2.243

문제 정의

본 연구는 초등과학과 수업에서 다양한 창의기법의 활용 방안을 모색하고, 이러한 기법들이 과학 학습 동기와 과학 학업 성취도에 미치는 영향을 연구하기 위함이다.
셋째, 과학과 이외의 다양한 과목에 적용하는 시도가 필요하다. 본 연구에서는 과학과에만 창의기법을 활용한 초등과학수업을 적용하였으므로, 다양한 과목에도 창의기법 활용 자료를 개발, 적용하여 효과를 살펴볼 필요가 있다.
이에 본 연구에서는 초등과학과 수업에서 일반적인 과학수업 모형에 다양한 창의기법을 활용한 초등과학수업 프로그램을 개발하고, 이러한 기법을 적용한 과학수업이 초등학생의 과학 학습 동기와 과학 학업 성취도에 미치는 영향을 알아보고자 하는데 그 목적이 있다.

가설 설정

본 연구는 U광역시에 소재하는 U초등학교 6학년 4개 반을 선정하였으며, 그 중 2개 학급은 창의기법을 활용한 초등과학수업을 적용한 실험반 39명과 교사용 지도서에서 제시하는 일반적인 수업을 적용한 비교반 41명을 선정하였다. 연구에 참여한 학생들은 U광역시 내에서 중간 정도의 학업 성취도를 나타내며, 실험반과 비교반의 학급 편성은 학업 성취도, 가정 환경, 성별 등을 고려하여 편성하였으므로 유사한 조건이라고 가정한다. 연구 대상 학생의 현황을 제시하면 표 1과 같다.

제안 방법

‘쾌적한 환경’ 단원과 ‘연소와 소화’ 단원에서 주요 학습 개념을 추출하여 초등학교 6학년 2학기 과학 지도서, 2008․2009 광역수준 학업성취도 평가 문제, 2009 국가수준 학업성취도 평가 문제를 토대로 본 연구자들이 직접 제작하였다.
‘쾌적한 환경’ 단원과 ‘연소와 소화’ 단원에서 주요 학습 개념을 추출하여 초등학교 6학년 2학기 과학 지도서, 2008․2009 광역수준 학업성취도 평가 문제, 2009 국가수준 학업성취도 평가 문제를 토대로 본 연구자들이 직접 제작하였다. 검사지 문항은 2명의 과학교육 전문가와 12명의 현장 교사 및 초등과학교육을 전공하는 대학원생들로 구성된 전문가 집단에서 2차에 걸친 내용 타당도 검증을 실시한 후, 수정 및 보완한 문제를 검사 도구로 확정하였다. 또한 비교반의 수업을 실시한 교사와 시험 문항을 검토하여 실험반과 비교반 학생들 모두가 학습한 내용임을 확인하였다.
먼저 연구 단원으로 선정한 ‘쾌적한 환경’, ‘연소와 소화’ 단원의 내용을 분석하여 각 내용 요소별로 적합한 창의기법을 선정하였으며, 수업에 적용할 학습 자료를 개발하였다.
본 연구에 사용된 과학 학습 동기 검사지는 Tuan 등(2005)이 연구⋅제작한 과학 학습 동기 검사지인 Students' Motivation Towards Science Learning(SMTSL) 을 조영진(2010)이 번역한 것을 수정하여 사용하였다.
넷째, 다른 학년을 대상으로 적용하는 시도가 필요하다. 본 연구에서는 6학년 학생만을 대상으로 창의기법을 활용한 초등과학수업을 적용하였다. 그러나 학생의 인지 발달 수준이나 성별에 따라 그 효과가 달라질 수 있으므로 다른 학년을 대상으로 좀 더 체계적이고 적극적인 연구를 통해 학생의 특성에 따른 효과를 살펴볼 필요가 있다.
본 연구에서는 창의기법을 활용한 초등과학수업을 적용한 실험반과 교사용 지도서에 따른 일반적인 수업을 적용한 비교반으로 설정하였다. 본 연구의 독립 변인은 창의기법을 활용한 초등과학수업이고, 종속 변인은 학습 처치 결과로 나타난 학생의 과학 학습 동기 및 과학 학업 성취도이다.
본 연구에서는 창의기법을 활용한 초등과학수업을 적용한 실험반과 교사용 지도서에 따른 일반적인 수업을 적용한 비교반으로 설정하였다. 본 연구의 독립 변인은 창의기법을 활용한 초등과학수업이고, 종속 변인은 학습 처치 결과로 나타난 학생의 과학 학습 동기 및 과학 학업 성취도이다. 구체적인 연구 설계는 그림 2와 같다.
초등학교 과학 수업에서 교수-학습 활동 시 요구 하는 창의력 구성요인에 맞는 적합한 창의기법은 학습 활동 시 학생들의 사고기술을 표현할 수 있는 것이어야 한다. 이를 위해서 학습단원을 분석하여 차시별 학습 활동 시 필요한 사고기술을 표현할 수 있는 창의기법을 선택하여 창의기법 적용 활동지의 형태로 학습 내용에 맞게 개발하여 수업에 활용하였다. 창의기법 적용 활동지의 예시 자료는 부록 1에 제시하였다.
제 7차 과학과 교육과정을 기준으로 하여 교수⋅학습활동에서 탐구 과정별로 요구하는 창의력 구성 요인에 맞는 적합한 창의기법을 선정한 후, 학습 내용에 맞는 창의기법 활동지를 활용하여 지도 계획을 수립하였다.
또한 비교반의 수업을 실시한 교사와 시험 문항을 검토하여 실험반과 비교반 학생들 모두가 학습한 내용임을 확인하였다. 총 20개 문항으로 5지선다형 객관식 15문항, 주관식 5문항으로 구성하였고, 문항 당 5점으로 배점하여 총 100점 만점으로 하였다. 검사 실시 후 내적 신뢰도 (Cronbach's α)는 .

대상 데이터

창의기법을 활용한 초등과학수업이 학생들의 과학 학습 동기 및 과학 학업 성취도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 아래와 같은 연구 절차에 따라 연구를 수행하였다. 본 연구는 2010년 7월부터 2011년 2월까지 수행되었으며, 수업처치 및 검사지의 투입은 2010년 10월부터 12월 사이에 실시하였다.
본 연구는 U광역시에 소재하는 U초등학교 6학년 4개 반을 선정하였으며, 그 중 2개 학급은 창의기법을 활용한 초등과학수업을 적용한 실험반 39명과 교사용 지도서에서 제시하는 일반적인 수업을 적용한 비교반 41명을 선정하였다. 연구에 참여한 학생들은 U광역시 내에서 중간 정도의 학업 성취도를 나타내며, 실험반과 비교반의 학급 편성은 학업 성취도, 가정 환경, 성별 등을 고려하여 편성하였으므로 유사한 조건이라고 가정한다.
본 연구는 초등학교 6학년 2학기 ‘쾌적한 환경’, ‘연소와 소화’ 단원을 대상으로 하였다(교육과학기술부, 2010a; 2010b; 2010c).

데이터처리

본 연구 결과의 통계처리는 SPSS 18.0 프로그램을 이용하였으며, 실험반과 비교반 간의 독립표본 t 검정과 공변량분석을 통하여 결과를 분석하였다.

이론/모형

사전 학업 성취도 검사지는 따로 제작하지 않고 U광역시 교육과학연구원에서 제작한 광역수준 학업성취도 평가 문항을 그대로 활용하였다. 총 25개 문항으로 5지선다형 객관식 20문항, 주관식 5문항으로 구성되어 있고, 문항 당 4점으로 배점하여 총 100점 만점이다.

성능/효과

검사 결과, 과학 학습 동기 세부 영역 중 ‘자기 효능감’, ‘과학 학습에 대한 태도’, ‘과학 학습의 가치’, ‘학습 환경’ 영역은 통계적으로 유의미한 차이가 없어 동질 집단으로 간주되었으나(p>.05), ‘성적 및 성취 목표’ 영역에서는 동질집단으로 가정할 수 없으므로(p<.05), 사전 ‘성적 및 성취 목표’ 검사 결과를 통제시키는 공변량 분석을 실시하였다.
과학 학습 동기의 세부 영역별 사전․사후 비교 결과를 종합하여 살펴보면, 5개의 세부 영역 중 모든 영역에서 유의미한 차이가 나타났다.
둘째, 창의기법을 활용한 과학 수업은 과학 학업성취도 향상에 유의미한 효과가 있었다. 창의기법을 활용한 초등과학수업을 적용한 실험반과 일반적인 수업을 적용한 비교반 간의 과학 학업성취도 사후검사에서 실험반이 비교반의 점수보다 높았고, 두 집단 간에 유의미한 차이를 보였다.
98점으로 나타났다. 사전 점수를 공변량으로 보정한 결과, 두 집단 간 평균 차이는 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다. 성적 및 성취 목표는 높은 시험 점수를 얻거나 주위 사람들로부터 인정을 받기 위해 과학 학습을 하는 것이 아니라, 스스로의 동기에 의한 내재적 요소에 의한 과학 학습 동기와 관련된다.
사후 검사 결과, 실험반의 과학 학업 성취도 평균은 87.74점으로 비교반의 평균인 80.61점에 비해 7.13점 높게 나타났으며, 통계적으로도 유의미한 차이를 보이므로(p<.05) 창의기법을 활용한 과학 수업이 교사용 지도서에 따른 일반적인 수업에 비해 학생들의 과학 학업 성취도에 비해 유의미하게 향상된 것을 보여주는 결과이다.
연구 결과, 내재적 동기와 관련된 ‘성적 및 성취 목표’ 영역에서 실험반 학생들이 유의미하게 향상된 것으로 나타났다.
이상의 연구 결과를 통해 창의기법을 활용한 초등과학수업은 과학 학습 동기와 과학 학업 성취도에 효과적임을 확인할 수 있었다. 따라서 창의기법을 활용한 초등과학수업은 과학과 교수-학습 방법으로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
첫째, 창의기법을 활용한 과학 수업은 과학 학습 동기의 향상에 효과가 있었으며, 과학 학습 동기의 모든 세부 영역에 유의미한 효과가 있었다. 창의기법을 활용한 초등과학수업을 적용한 실험반과 일반적인 수업을 적용한 비교반 간의 과학 학습 동기 사후검사에서 실험반이 비교반의 점수보다 높았고, 과학 학습 동기의 모든 세부 영역이 효과적임을 보 였다.
둘째, 창의기법을 활용한 과학 수업은 과학 학업성취도 향상에 유의미한 효과가 있었다. 창의기법을 활용한 초등과학수업을 적용한 실험반과 일반적인 수업을 적용한 비교반 간의 과학 학업성취도 사후검사에서 실험반이 비교반의 점수보다 높았고, 두 집단 간에 유의미한 차이를 보였다.
첫째, 창의기법을 활용한 과학 수업은 과학 학습 동기의 향상에 효과가 있었으며, 과학 학습 동기의 모든 세부 영역에 유의미한 효과가 있었다. 창의기법을 활용한 초등과학수업을 적용한 실험반과 일반적인 수업을 적용한 비교반 간의 과학 학습 동기 사후검사에서 실험반이 비교반의 점수보다 높았고, 과학 학습 동기의 모든 세부 영역이 효과적임을 보 였다.

후속연구

둘째, 과학의 다양한 영역에 적용하는 시도가 필요하다. 본 연구에서는 생명, 물질 영역에 해당하는 단원에 창의기법을 활용한 초등과학수업을 실시하였으므로 연구를 실시하지 않은 운동과 에너지, 지구와 우주 영역의 단원에도 창의기법 적용 활동지를 개발하고, 이를 활용하는 수업을 적용하여 효과를 살펴볼 필요가 있다.
첫째, 창의기법을 활용한 초등과학수업은 학생들의 과학 학습 동기, 과학 학업 성취도 향상에 효과적이므로 다양한 창의기법 적용 활동지가 개발되어 교육현장에서 보다 적극적으로 활용될 필요가 있다. 이를 위해 교사들의 지속적인 관심이 있어야 하며, 세부적인 시행 절차에 대한 활발한 논의가 이루어져야 할 필요가 있다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	사회가 빠르게 변한다는 것은 무엇을 의미하는가?	현대 사회는 과거 사회에 비해 변화의 속도가 빠르며, 개인은 사회의 변화에 따라 갈 수 있거나 변화를 주도할 수 있어야 사회에서 가치와 권위를 가질 수 있다(김영채, 1999; 2004). 사회가 빠르게 변한다는 것은 이전의 가치와 권위를 계속해서 사용할 수 없다는 것이다. 과학 기술이 많이 응용되는 현대 기술 사회에서는 과학적 소양이 누구에게나 필수적인 생활 수단이며, 각급 학교의 과학교육 현장에서는 그것을 과학 교육의 궁극적인 목표로 삼는다(조희형과 박승재, 1999).
	학습 동기란 무엇인가?	학습 동기란 학습 활동을 유발시키는 심리학적 요인 중에서도 가장 우선적인 것으로 학습의 과정 자체를 즐기고 학습 효과에 만족감을 갖게 하는 것이다(Brophy, 1988; 김광휘와 박수경, 1998). 일반적으로 학생의 학습 동기가 학습 결과에 영향을 준다고 알려져 있지만, 반대로 학습 결과가 피드백으로 작용하여 학습 동기에 영향을 주기도 한다(Zusho et al.
	초등과학과 수업에서 다양한 창의 기법의 활용 방안을 모색하고, 이러한 기법들이 과학 학습 동기와 과학 학업 성취도에 미치는 영향을 연구한 결론은 어떠한가?	첫째, 창의기법을 활용한 과학 수업은 과학 학습 동기의 향상에 효과가 있었으며, 과학 학습 동기의 모든 세부 영역에 유의미한 효과가 있었다. 창의기법을 활용한 초등과학수업을 적용한 실험반과 일반적인 수업을 적용한 비교반 간의 과학 학습 동기 사후검사에서 실험반이 비교반의 점수보다 높았고, 과학 학습 동기의 모든 세부 영역이 효과적임을 보 였다. 둘째, 창의기법을 활용한 과학 수업은 과학 학업성취도 향상에 유의미한 효과가 있었다. 창의기법을 활용한 초등과학수업을 적용한 실험반과 일반적인 수업을 적용한 비교반 간의 과학 학업성취도 사후검사에서 실험반이 비교반의 점수보다 높았고, 두 집단 간에 유의미한 차이를 보였다.

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