선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구는 초등학교 5, 6학년 남녀 학생들의 공간 능력과 과학 탐구 능력, 그리고 그래프 작성 및 해석 능력이 어느 정도인지를 알아보고 공간 능력과 그래프 작성 및 해석 능력, 과학 탐구 능력과 그래프 작성 및 해석 능력과의 관련성을 조사하고 비교함으로써 교육적으로 유용한 정보를 제공하는데 목적이 있다.
제안 방법
- 공간 능력 검사지와 과학 탐구 능력 검사지, 그리고 그래프 능력 검사지는 모두 표집 대상 학급의 담임교사에 의해 배부되었으며, 배부 후 30분 동안 응답하도록 한 후 회수하였다. 문항마다 정답을 선택한 경우에 1점을 부여하였으며, 원점수를 100점으로 환산했을 때의 점수를 P로 나타내었다.
- 80으로 나타났다. 본 연구에서는 애매한 표현들을 좀 더 명확하게 보완하였고, 그래프가 잘못 그려져 있는 문항은 정확하게 수정하여 사용하였다.
- 본 연구에서는 연구 대상의 그래프 능력을 측정하기 위하여 오영재(2005)가 사용한 검사 도구를 수정 하여 사용하였는데, 오영재(2005)는 그래프 능력을 그래프 작성 능력과 그래프 해석 능력으로 나누었으며, 작성 능력과 해석 능력의 하위 요소들을 각각 4개 항목으로 구분하여 총 8개의 하위 요소를 선정 하였다. 각 하위 요소별 문항 수는 각각 2문항씩으로 총 문항 수는 16문항이며, Cronbach α는 0.
- 이 검사 도구는 관찰, 분류, 측정, 예상, 추리, 문제 인식, 변인 통제, 자료 해석, 결론 도출, 실험 설계의 총 10개 하위 요소로 구성되어 있는데, 10개 하위 요소별 3문항씩 총 30문항으로 구성되어 있던 것을 10개 하위 요소별 2문항씩 총 20문항으로 문항수를 줄였다. 불명확한 그림이나 표현들을 정확하게 수정하였고, 과학 탐구 능력 검사지 자체에 그래프 관련 문항이 포함되어 있을 경우 과학 탐구 능력과 그래프 능력과의 관계를 정확하게 측정할 수 없으므로 그래프 관련 문항을 모두 삭제하였다. Cronbach α는 0.
- 연구 대상의 과학 탐구 능력을 측정하기 위한 도구로는 송경혜(2004)가 개발한 과학 탐구 능력 검사 지를 수정하여 사용하였다. 이 검사 도구는 관찰, 분류, 측정, 예상, 추리, 문제 인식, 변인 통제, 자료 해석, 결론 도출, 실험 설계의 총 10개 하위 요소로 구성되어 있는데, 10개 하위 요소별 3문항씩 총 30문항으로 구성되어 있던 것을 10개 하위 요소별 2문항씩 총 20문항으로 문항수를 줄였다.
- 이에 본 연구자는 각 검사지를 연구의 목적에 맞게 조금씩 수정하였고, 그 수정된 검사지를 활용하여 다음과 같은 연구를 하였다. 첫째, 초등학교 5, 6 학년 남녀의 공간 능력과 과학 탐구 능력은 어떠한가? 둘째, 동 학생들의 그래프 작성 및 해석 능력은 어떠한가? 셋째, 동 학생들의 공간 능력 수준에 따른 그래프 작성 및 해석 능력은 어떠한가? 넷째, 동학생들의 과학 탐구 능력 수준에 따른 그래프 작성및 해석 능력은 어떠한가?
대상 데이터
- 본 연구는 초등학생들의 공간 능력, 과학 탐구 능력, 그래프 작성‧해석 능력을 알아보고자 한 연구로서 본 연구에서 요구되는 지식과 인식 수준을 고려하여 초등학교 고학년 학생인 5학년, 6학년 학생을 연구 대상으로 하였다. 이에, 부산광역시에 소재 하고 있는 A초등학교 5학년 6학급, 6학년 6학급, 모두 12학급 435명을 선정하여 연구를 실시하였다.
- 본 연구는 초등학생들의 공간 능력, 과학 탐구 능력, 그래프 작성‧해석 능력을 알아보고자 한 연구로서 본 연구에서 요구되는 지식과 인식 수준을 고려하여 초등학교 고학년 학생인 5학년, 6학년 학생을 연구 대상으로 하였다. 이에, 부산광역시에 소재 하고 있는 A초등학교 5학년 6학급, 6학년 6학급, 모두 12학급 435명을 선정하여 연구를 실시하였다. 표 1은 연구 대상인 5, 6학년 학생들의 구성을 나타낸 것이다.
데이터처리
- 공간 능력과 과학 탐구 능력, 그래프 능력 모두 각각의 하위 요소별로 평균, 정답률, 표준편차를 알아보고 학년과 성별에 따라 각 하위 요소별로 유의미한 차이가 있는지 알아보기 위하여 t-검증을 실시하였으며, 각 검사의 상위‧중위‧하위 수준별 집단 간에 유의미한 차이가 있는지 알아보기 위하여 F-검증과 Scheffe 방법에 의한 사후 검증을 실시하였다. 본 연구에 있어 통계치의 유의미 차이는 보편적으로 채택하고 있는 p<.
이론/모형
- 연구 대상의 공간 능력을 측정하기 위하여 권오남등(1996)이 개발한 공간 능력 검사지를 사용하였다. 이검사 도구는 기존의 지능검사(DEI)와 적성검사(KEDI) 의 공간검사 문항을 참조하여 만든 것으로, 총 20문항으로 구성되어 있으며, 회전, 변환, 나무도막 세기, 도형 유추의 총 4개 하위 요소로 구성되어 있다.
성능/효과
- 축에 눈금 매기기에서 유의미한 차이가 나타나지 않은 것은 공간 능력 상위, 중위, 하위 집단의 학생들 모두가 어려움을 느끼고 있기 때문인 것으로 사료된다. 공간 능력 수준별 그래프 능력에 대한 사후 검증 결과는 표 10과 같으며, 공간 능력 상위와 중위, 상위와 하위, 중위와 하위 집단 간 그래프 작성 및 해석 능력에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 공간 능력과 그래프 작성 및 해석 능력의 상관 관계를 하위 요소 별로 살펴본 결과, 표 13과 같이 그래프 작성 및 해석 능력 하위 요소들 모두 공간 능력 하위 요소들과 정적으로 유의미한 상관관계를 보였다.
- 이것은 학생들이 직접적인 조작과 관계되는 요소보다 고등 사고를 통해 답을 얻어내야 하는 요소를 더 어려워하기 때문인 것으로 사료된다. 과학 탐구 능력을 남녀별로 비교해보았을 때 여학생이 남학생보다 정답률이 높았고 이 결과는 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 조사되었다.
- 학생들의 과학 탐구 능력 점수를 바탕으로 연구 대상을 과학 탐구 능력 상위‧중위‧하위 집단으로 분류한 결과는 표 14와 같고, 과학 탐구 능력 수준에 따른 그래프 작성 및 해석 능력의 하위 요소별 비교는 표 15와 같다. 그래프 작성 능력과 해석 능력 모두 과학 탐구 능력 상위 집단 학생들이 과학 탐구 능력 중위, 하위 집단 학생들보다 우수한 것으로 나타났으며, 모든 하위 요소에서 각 집단 간 유의미한 차이를 보였다.
- 남학생과 여학생의 그래프 작성 및 해석 능력을 비교한 결과는 표 7과 같다. 그래프 작성 능력과 해석 능력 모두 남학생보다 여학생이 우수하였고, 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이재분 등(2001)이 초‧중학교 학생들의 지적‧정의적 발달 수준을 분석한 결과에 따르면, 남학생에 비해 여학생이 주의집중 행동과 학습 기술 적용 행동을 더 잘 하며, 이러한 학습 습관에 있어 남학생과 여학생 간에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 과학 탐구 능력 수준에 따른 그래프 능력을 사후검증한 결과는 표 16과 같다. 그래프 작성 및 해석 능력 모두 과학 탐구 능력 상위와 하위, 중위와 하위 집단 간에 유의미한 차이가 있는 것으로 나왔고, 전체적으로 보았을 때에는 각 집단 간에 모두 유의미한 차이가 있는 것으로 조사되었다.
- 그래프 작성 능력의 경우 남학생은 축에 변수 지정하기와 축에 눈금 매기기를 제외한 나머지 하위 요소에서 집단 간에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났고, 여학생의 경우에는 축에 눈금 매기기를 제외한 나머지 요소에서 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 그래프 해석 능력의 경우에는 남학생과 여학생 모두 모든 하위 요소에서 공간 능력 상위‧중위‧하위 집단 간의 그래프 작성 및 해석 능력에 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 공간 능력 수준에 따른 그래프 능력을 남녀별로 사후 검증한 결과는 표 12와 같다.
- 넷째, 학생들의 공간 능력 상‧중‧하위 수준에 따른 그래프 작성 및 해석 능력을 비교한 결과, 대부분의 요소에서 남녀 상‧중‧하위 집단의 순으로 그래프 작성 및 해석 능력이 우수하였고 또 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 그리고 공간 능력과 그래프 작성 및 해석 능력의 상관 관계를 하위 요소 별로 살펴본 결과, 모든 요소들 각각에 있어 정적으로 유의미한 상관관계를 보였다. 즉, 공간 능력이 우수한 학생은 그래프를 작성하고 해석하는 능력도 우수하다는 결과를 얻을 수 있었다.
- 다섯째, 학생들의 과학 탐구 능력 상‧중‧하위에 따른 그래프 작성 및 해석 능력을 비교한 결과, 대부분의 하위 요소에서 남녀 상‧중‧하위 집단의 순으로 그래프 작성 및 해석 능력이 우수하였고 또 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 그리고 과학 탐구 능력과 그래프 작성 및 해석 능력의 상관관계를 하위 요소 별로 살펴본 결과, 거의 대부분의 하위 요소들 각각에 있어 정적으로 유의미한 상관관계를 보였다. 이러한 결과는 과학 탐구 능력이 우수한 학생은 그래프를 작성하고 해석하는 능력도 우수하다는 것을 말해준다.
- 남학생과 여학생 모두 과학 탐구 능력 상위, 중위, 하위 집단 간에 그래프 작성 및 해석 능력에 있어 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 남학생, 여학생 모두 대부분의 그래프 작성 및 해석 능력 하위 요소에서 과학 탐구 능력 상위 수준 학생들의 점수가 가장 높게 나타났다.
- 과학 탐구 능력 상위‧중위‧하위 집단 학생들을 성별로 나누어 그래프 작성 및 해석 능력을 비교한 결과는 표 17과 같다. 남학생과 여학생 모두 과학 탐구 능력 상위, 중위, 하위 집단 간에 그래프 작성 및 해석 능력에 있어 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 남학생, 여학생 모두 대부분의 그래프 작성 및 해석 능력 하위 요소에서 과학 탐구 능력 상위 수준 학생들의 점수가 가장 높게 나타났다.
- 넷째, 학생들의 공간 능력 상‧중‧하위 수준에 따른 그래프 작성 및 해석 능력을 비교한 결과, 대부분의 요소에서 남녀 상‧중‧하위 집단의 순으로 그래프 작성 및 해석 능력이 우수하였고 또 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 그리고 공간 능력과 그래프 작성 및 해석 능력의 상관 관계를 하위 요소 별로 살펴본 결과, 모든 요소들 각각에 있어 정적으로 유의미한 상관관계를 보였다.
- 다섯째, 학생들의 과학 탐구 능력 상‧중‧하위에 따른 그래프 작성 및 해석 능력을 비교한 결과, 대부분의 하위 요소에서 남녀 상‧중‧하위 집단의 순으로 그래프 작성 및 해석 능력이 우수하였고 또 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 그리고 과학 탐구 능력과 그래프 작성 및 해석 능력의 상관관계를 하위 요소 별로 살펴본 결과, 거의 대부분의 하위 요소들 각각에 있어 정적으로 유의미한 상관관계를 보였다.
- 둘째, 학생들의 과학 탐구 능력을 조사한 결과, 남녀 학생 모두 기초탐구 능력이 통합탐구 능력보다 우수한 것으로 나타났다. 이것은 학생들이 직접적인 조작과 관계되는 요소보다 고등 사고를 통해 답을 얻어내야 하는 요소를 더 어려워하기 때문인 것으로 사료된다.
- 이것은 학생들이 그래프를 작성하는 과정에서 축에 변수를 지정하고 눈금을 매기는 활동에 많은 어려움을 느끼기 때문인 것으로 보인다. 또 그래프 작성 능력과 해석 능력 모두 여학생이 남학생보다 우수한 것으로 조사되었으며 통계적으로 유의미한 차이가 있었다.
- 모든 하위 요소에서 공간 능력 상위 수준 학생들의 그래프 작성 및 해석 능력이 가장 높은 것으로 나왔으며, 축에 눈금 매기기를 제외한 모든 하위 요소에서 공간 능력 상‧중‧하위 집단의 그래프 능력에 있어 유의미한 차이가 있는 것으로 조사되었다. 축에 눈금 매기기에서 유의미한 차이가 나타나지 않은 것은 공간 능력 상위, 중위, 하위 집단의 학생들 모두가 어려움을 느끼고 있기 때문인 것으로 사료된다.
- 셋째, 학생들의 그래프 작성 및 해석 능력을 조사한 결과, 그래프를 해석하는 능력이 그래프를 작성 하는 능력보다 더 우수한 것으로 나타났다. 이것은 학생들이 그래프를 작성하는 과정에서 축에 변수를 지정하고 눈금을 매기는 활동에 많은 어려움을 느끼기 때문인 것으로 보인다.
- 연구 대상 학생들의 그래프 작성 능력과 해석 능력을 측정해 본 결과는 표 6과 같다. 점 찍기/좌표값 찾기가 85.5%, 그래프로 나타내기가 83.0%, 변수의 대응값 찾기가 90.0%로서 높은 정답률을 보인 반면, 축에 변수 지정하기와 축에 눈금 매기기는 모두 43.0%로서 정답률이 50%에도 미치지 못했다. 이것은 김명호(2001), 이재희(2001), 오영재(2005)의 연구 결과에 서도 볼 수 있었던 것으로, 학생들이 그래프를 그릴 때 축에 변수를 지정하고 등 간격으로 눈금을 매기는 활동에 어려움을 느낀다는 것을 알 수 있다.
- 그리고 공간 능력과 그래프 작성 및 해석 능력의 상관 관계를 하위 요소 별로 살펴본 결과, 모든 요소들 각각에 있어 정적으로 유의미한 상관관계를 보였다. 즉, 공간 능력이 우수한 학생은 그래프를 작성하고 해석하는 능력도 우수하다는 결과를 얻을 수 있었다.
- 첫째, 연구 대상 학생들의 공간 능력을 조사한 결과, 학생들 모두 입체 도형이나 도형 유추를 어려워하는 것으로 나타났는데, 이는 학생들이 유클리드적 공간 개념의 단계에 이르지 못하고 아직 투영적 공간 개념의 단계에 머물러 있기 때문인 것으로 보인다. 공간 능력에 있어 남녀 학생들 간의 유의미한 차이는 없었다.
- 연구 대상 초등학생들의 공간 능력을 조사한 결과는 표 2와 같다. 회전이 83.8%, 평면 도형을 주로다루고 있는 변환이 88.0%로서 높게 나온 반면, 입체도형을 다루고 있는 나무도막 세기는 68.8%, 도형 간의 관계를 유추해야 하는 도형 유추는 67.8%로 상대적으로 낮게 나왔다. 이것은 이상균(2002)의 연구 결과와도 일치하는 것으로서 학생들이 입체도형이나 도형 유추를 어려워하는 것은 아직 많은 학생들이 유클리드적 공간 개념의 단계에 이르지 못하고, 투영적 공간 개념의 단계에 머물러 있기 때문인 것으로 보인다.
후속연구
- 둘째, 학생들이 그래프를 해석하는 것보다 작성하는 것을 더 어려워하는데, 특히 축에 변수를 지정 하는 것과 축에 눈금을 매기는 활동에 큰 어려움을 느끼므로 이 부분을 개선할 수 있는 많은 연구가 이루어졌으면 한다.
- 지금까지 학생들의 그래프 능력에 영향을 미치는 여러 가지 요인들에 대한 많은 연구가 이루어졌으나 각 능력을 측정하는 검사 도구에 서로 중복되는 개념과 요소들이 있어 연구 결과의 해석에 다소 혼란이 있었다고 사료된다. 따라서 그래프 개념이 배제된 공간 능력 검사지 및 과학 탐구 능력 검사지, 그리고 과학적 개념이 배제된 그래프 능력 검사지를 사용함으로써 초등학생들의 공간 능력과 과학 탐구 능력, 그래프 작성‧해석 능력을 각각 독립적으로 조사한 뒤 그 관계를 연구할 필요가 있다.
- 셋째, 그래프 작성 및 해석 능력은 선다형 평가 도구를 이용하여 측정된 것이므로, 초등학생들이 그래프의 작성이나 해석과 관련하여 겪고 있는 어려움에 대한 질적인 연구가 필요하리라 생각된다.
- 첫째, 공간 능력과 과학 탐구 능력 외에도 그래프의 작성‧해석 능력에 영향을 주는 요인에 어떤 것이 있는지를 밝혀내는 연구가 필요하며, 그래프 작성‧ 해석 능력을 향상시키기 위한 노력이 요구된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.