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문제 정의
- 본 연구에서는 2009 개정 고등학교‘과학’교과서에 새롭게 도입된 신소재 단원을 배울 학생들과 이를 지도하게 될 교사들의 신소재에 대한 인식과 신소재 수업에 대한 요구를 조사하였다.
- 본 연구에서는 예비 고등학생들과 고등학교 과학 교사들의‘신소재와 신소재 수업에 대한 인식’을 알아보았다.
- 본 연구의 목적은 2009 개정 교육과정에 맞추어 개편된 고등학교‘과학’교과서에 새롭게 도입된‘신소재’에 대한 예비 고등학생들과 고등학교 과학 교사들의 인식을 조사하여 신소재 수업을 효과적으로 진행하기 위해 필요한 기초자료를 제시하는 것이다.
- 신소재의 용도에 대해 알 필요가 있으며 매체 활용 수업을 가장 선호한다는 공통점을 나타냈지만 학생들은 교사들보다 체험학습을 선호하는등 교사와 학생 입장에서 원하는 수업 진행 방식에는 차이점도 있었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 신소재 수업을 진행하는 교사들이 필요로 하는 것과 이들이 수업을 계획하고 진행할 때 고려할 점들을 제안하였다.
- 이를 극복하기 위해 2009 개정 교육과정의 10학년 ‘과학’은 분과적인 경계를 허물고, 커다란 주제 아래 여러 과학 개념들을 담아 융합적 시각에서 과학의 맥락을 이해하고, 과학에 대한 흥미를 높이는 것을 목표로 한다.
제안 방법
- ‘신소재에 대한 인식’, ‘신소재 수업에 대한 인식’의 두 가지 영역에 대해 총 12 문항을 제작하였고 설문지의 영역별 문항 내용과 문항 수는 표 2와 같다.
- 설문 문항은 객관식, 선택형, 서술식 문항들을 혼합하여 구성하였다. 객관식 문항은 리커트 4단계 척도를 이용하였으며 선택형 문항은 현직 고등학교 교사 5인을 대상으로 자율 서술식 문항으로 구성된 예비 조사를 실시한 후, 이들의 응답을 토대로 제작하였다. 설문은 과학교육 전문가 3인으로부터 타당도를 검증받았으며, 본 연구에서의 신뢰도(Cronbach-α)는 0.
- ‘신소재 수업에 대한 인식’ 영역은 ‘신소재 수업이 필요하다고 생각하십니까?’, ‘신소재 수업에서 꼭 알아야 한다고 생각하는 것은 무엇입니까?’, ‘신소재 수업이 어떤 방식으로 진행되면 좋다고 생각하십니까?’ 라는 객관식 문항 3개로 구성하였다. 또한, 교사 설문지에는 신소재 수업을 준비할 때 어려운 점과 필요한 점을 묻는 문항 2개를 추가하였다.
- ‘신소재에 대한 인식’, ‘신소재 수업에 대한 인식’의 두 가지 영역에 대해 총 12 문항을 제작하였고 설문지의 영역별 문항 내용과 문항 수는 표 2와 같다. 설문 문항은 객관식, 선택형, 서술식 문항들을 혼합하여 구성하였다. 객관식 문항은 리커트 4단계 척도를 이용하였으며 선택형 문항은 현직 고등학교 교사 5인을 대상으로 자율 서술식 문항으로 구성된 예비 조사를 실시한 후, 이들의 응답을 토대로 제작하였다.
- 0을 활용하여 문항 당 빈도수와 백분율을 구하였으며, 일원분산분석을 이용하였다. 응답에 대한 이유의 분석은 응답자의 응답 내용을 비슷한 유형으로 분류하여 응답 유형별로 응답수를 구하였다.
- 학생과 교사의 신소재 및 신소재 수업에 대한 인식을 알아보기 위하여 김현정과 홍훈기(2010), 조선아(2006)의 연구와 7종 고등학교 과학 교과서(곽영직 등, 2011; 김희준 등, 2011; 안태인 등, 2011; 오필석 등, 2011; 전동렬 등, 2011; 정완호 등, 2011; 조현수 등, 2011)의 신소재 단원 내용을 바탕으로 설문지를 구성하였다. ‘신소재에 대한 인식’, ‘신소재 수업에 대한 인식’의 두 가지 영역에 대해 총 12 문항을 제작하였고 설문지의 영역별 문항 내용과 문항 수는 표 2와 같다.
대상 데이터
- 회수된 학생 설문지는 1,550부였으며 이 중에서 불성실한 응답을 한 51부의 설문지를 제외한 1,499부가 분석에 사용되었다. 교사 설문지는 125부가 회수되었으며 불성실한 응답을 한 2부의 설문지를 제외한 123부를 분석에 사용하였다. 자료의 분석은 엑셀 프로그램과 SPSS 12.
- 본 연구는 서울과 인천 및 경기 지역에 소재한 8개 중학교의 고등학교 입학을 앞둔 3학년 학생 1,499명과 20개의 고등학교에 근무 중인 과학교사 123명을 대상으로 하였다. 표 1은 연구에 참여한 학생들의 성별 분포와 교사들의 전공 및 성별 분포를 나타낸다.
- 본 연구의 목적은 2009 개정 교육과정에 맞추어 개편된 고등학교‘과학’교과서에 새롭게 도입된‘신소재’에 대한 예비 고등학생들과 고등학교 과학 교사들의 인식을 조사하여 신소재 수업을 효과적으로 진행하기 위해 필요한 기초자료를 제시하는 것이다. 서울, 인천, 경기 지역의 예비 고등학생 1,499명과 과학 교사 123명을 대상으로 설문을 진행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들과 교사들의 신소재에 대한 태도는 긍정적이었지만 신소재에 대한 관심은 매우 낮았다.
- 설문지는 2011년 1월부터 2월까지 서울, 인천, 경기지역의 8개 중학교와 20개 고등학교에 배부하였다. 회수된 학생 설문지는 1,550부였으며 이 중에서 불성실한 응답을 한 51부의 설문지를 제외한 1,499부가 분석에 사용되었다.
- 신소재에 대한 지식을 알아보기 위하여 ‘신소재란 무엇이라고 생각하십니까?’라는 주관식 문항 1개와 신소재에 대한 지식을 평가하는 문항 1개를 포함시켰다. 신소재에 대한 지식을 평가하기 위하여 7종의 개정 과학 교과서(곽영직 등, 2011; 김희준 등, 2011;안태인 등, 2011; 오필석 등, 2011; 전동렬 등, 2011;정완호 등, 2011; 조현수 등, 2011)에 실려 있는 여러가지 신소재들을 선택하였다. 학생들에게는 각 신소재에 대해 얼마나 알고 있는지 ‘잘 안다’, ‘조금 안다’, ‘잘 모른다’ 중에서 하나를 선택하여 답할 수 있도록 하였고, 교사들에게는 각 신소재의 정의와 특성을 설명하는 문항을 제시하고, T, F 로 답할 수 있도록 하였다.
- 설문지는 2011년 1월부터 2월까지 서울, 인천, 경기지역의 8개 중학교와 20개 고등학교에 배부하였다. 회수된 학생 설문지는 1,550부였으며 이 중에서 불성실한 응답을 한 51부의 설문지를 제외한 1,499부가 분석에 사용되었다. 교사 설문지는 125부가 회수되었으며 불성실한 응답을 한 2부의 설문지를 제외한 123부를 분석에 사용하였다.
데이터처리
- 교사 설문지는 125부가 회수되었으며 불성실한 응답을 한 2부의 설문지를 제외한 123부를 분석에 사용하였다. 자료의 분석은 엑셀 프로그램과 SPSS 12.0을 활용하여 문항 당 빈도수와 백분율을 구하였으며, 일원분산분석을 이용하였다. 응답에 대한 이유의 분석은 응답자의 응답 내용을 비슷한 유형으로 분류하여 응답 유형별로 응답수를 구하였다.
성능/효과
- 결과적으로 학생들의‘반도체와 신소재’에 대한 관심은 낮은 편이며 특히, 여학생들의 관심은 현저하게 낮음을 알 수 있었다.
- 2%). 교사들은 신소재가 생활 속에서 많이 사용되므로 용도나 유용성을 아는 것이 가장 필요하다고 생각하고 있음을 알 수 있었다. 그 다음이 신소재의 원리(22.
- 둘째, 학생과 교사들의 신소재에 대한 관심, 인지도와 관련 지식에 대한 이해도는 모두 낮은 편이었다. 다른 단원에 비해 신소재 단원에 대한 학생들의 관심은 낮았으며, 특히 남학생보다 여학생들의 관심도는 더욱 낮았다.
- 학생들은 개정 과학 교과서의 신소재 단원에 대해 높은 관심을 보이지 않았고, 교사들도 신소재 단원 수업을 어렵게 생각하는 것으로 나타났다. 둘째, 학생들과 교사들의 신소재에 대한 인지도와 신소재 관련 지식에 대한 이해도는 낮은 편이 었다. 학생과 교사 모두 다양한 경로를 통하여 신소재에 대해 접했던 것으로 나타났으나 신소재에 대해 잘 알고 있다고 응답한 학생과 교사는 많지 않았으며, 신소재에 대한 구체적인 정보를 올바르게 이해하고 있지 못한 교사들도 다수 있었다.
- 둘째, 학생들의 신소재에 대한 관련 지식 이해도가 낮은 편이므로 학생들의 수준에 맞추어 체계적인 수업이 이루어질 수 있도록 수업을 구성해야 한다. 학생들은 주로 TV나 인터넷을 통해 정보를 얻고 있었으며 과학 잡지나 신문, 과학 관련 도서를 찾아보는 학생은 많지 않은 것으로 나타났다.
- 신소재에 대한 인지도는 교사들이 학생들보다는 높았으나 신소재에 대해 잘 모른다고 응답한 교사들이 잘 안다고 응답한 교사의 2배가 될 정도로 신소재에 대한 인지도는 높지 않았다. 또한 성별과 전공에 따라 차이가 있었는데 여교사보다는 남교사가 신소재에 대한 인지도가 높았고, 교사 중에서도 물리 전공의 교사가 가장 높았으며 생물을 전공한 교사들의 신소재에 대한 인지도가 가장 낮았다. 학생과 교사들의 신소재와 관련된 지식에 대한 이해도도 매우 낮은 편이었다.
- 9%의 학생들이 긍정적으로 응답하였는데 이들 대부분이 신소재가 생활을 편리하게해 줄 것이라는 점을 그 이유로 언급하였다. 모든 교사들이 신소재가 우리 생활과 밀접한 관련이 있다고응답하였으며, 96.7%의 교사들이 신소재가 사회에 긍정적인 영향을 미칠 것이라고 응답하였다. 학생과 교사 모두 대체적으로 신소재가 생활과 사회에 미치는 영향에 대해 긍정적으로 생각하고 있음을 알 수 있었으며 특히, 교사들이 학생들보다 더욱 긍정적인 태도를 가지고 있음을 알 수 있었다.
- 교사들의 신소재에 대한 지식을 묻는 문항의 내용과 문항 별 정답률은 표 6과 같다. 문항 전체에 대한 평균 정답률은 8.3%로 높지 않았으며 특히 파인세라믹스, 초전도체, 나노 물질의 정의와 특성을 묻는 문항에 대한 정답률은 10% 미만으로 매우 낮았다. 신소재에 대해 잘 알지 못한다고 생각하는 교사들이 많이 있었으며 실제로 교사들에게 몇 가지 신소재의 특성을 묻는 문항을 제시했을 때 틀린 답을 고른 교사들이 많은 것으로 보아 신소재에 대한 교사들의 관련 지식은 높지 않은 것으로 나타났다
- 본 연구를 통하여 학생과 교사의 성별 및 교사의 전공과목에 따라 신소재 단원에 대한 인식 차이가 발생하며 학생과 교사가 선호하는 수업 방식에도 차이가 있음을 알 수 있었다. 후속 연구로 이러한 인식 차이가 어디에 기인하는지 보다 구체적으로 알아보는 것이 필요하다.
- 남학생들은 물리와 관련된 영역에 상대적으로 높은 관심을 보이며(Weinburgh, 1995) 여학생들은 생물과 관련된 주제를 선호(Murray & Reiss, 2005)하는 것으로 알려져 있다. 본 조사에서도 여학생들의 생물 관련 주제에 대한 선호도는 높게나타났으며 남학생들은 우주에 대한 관심이 높은 것으로 나타났다. 여러 단원들 중 특히‘반도체와 신소재’단원은 성별에 따른 선호도의 차이가 가장 큰 것으로 나타났는데, ‘반도체와 신소재’단원을 선택한 여학생은 30명(여학생의 4.
- 셋째, 남학생과 여학생의 신소재에 대한 인식 차이를 반영하는 수업을 계획하는 것이 요구된다. 여학생들의 신소재에 대한 관심, 신소재에 대한 인식이 남학생들보다 낮은 것으로 나타난 데 따라 여학생들이 보다 관심을 가질 만한 내용들을 선정하고, 보다 여학생 친화적인 교수 방법을 선택하여 여학생들에게 더 많은 관심을 보이면서 수업을 진행하는 것이 필요하다.
- 셋째, 신소재 수업에 대한 학생과 교사의 인식에 차이가 있었다. 학생과 교사 모두 신소재 수업을 통하여 가장 배우고 싶고, 반드시 가르쳐야 하는 것은‘신소재의 용도’라고 생각하고 있었다.
- 학생과 교사 모두 다양한 경로를 통하여 신소재에 대해 접했던 것으로 나타났으나 신소재에 대해 잘 알고 있다고 응답한 학생과 교사는 많지 않았으며, 신소재에 대한 구체적인 정보를 올바르게 이해하고 있지 못한 교사들도 다수 있었다. 셋째, 학생과 교사 모두 신소재 수업이 필요하다는 점에 대해서는 공감하고 있었다. 신소재의 용도에 대해 알 필요가 있으며 매체 활용 수업을 가장 선호한다는 공통점을 나타냈지만 학생들은 교사들보다 체험학습을 선호하는등 교사와 학생 입장에서 원하는 수업 진행 방식에는 차이점도 있었다.
- 액정과 광섬유를 제외한 다른 신소재에 대해‘잘 모른다’라고 응답한 학생들의 비율은 모두 60%이상으로 매우 높게 나타났다.
- 첫째, ‘신소재’에 대한 학생과 교사들의 태도는 긍정적으로 나타났다.
- 서울, 인천, 경기 지역의 예비 고등학생 1,499명과 과학 교사 123명을 대상으로 설문을 진행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들과 교사들의 신소재에 대한 태도는 긍정적이었지만 신소재에 대한 관심은 매우 낮았다. 학생들은 개정 과학 교과서의 신소재 단원에 대해 높은 관심을 보이지 않았고, 교사들도 신소재 단원 수업을 어렵게 생각하는 것으로 나타났다.
- 신소재 수업을 계획할 때 교사들이 고려해야 할 사항은 다음과 같이 나타났다. 첫째, 학생들의 신소재에 대한 관심도가 낮고, 일부 학생들은 신소재와 우리 생활과의 관련성을 인지하고 있지 못하고 있으므로 학생들의 흥미와 관심을 끌 수 있도록 수업을 구성하는 것이 무엇보다 중요하다. 생활과 밀접한 관련이 있는 액정이나 광섬유와 같이 학생들의 인지도가 높은 신소재로부터 학생들의 흥미를 이끌어 내거나 전문가 초빙, 관련 연구소나 기업 탐방 같은 다양한 유형의 수업을 준비하여 학생들이 관심을 가질 수 있도록 노력하는 것이 필요할 것으로 생각된다.
- 7%의 교사들이 신소재가 사회에 긍정적인 영향을 미칠 것이라고 응답하였다. 학생과 교사 모두 대체적으로 신소재가 생활과 사회에 미치는 영향에 대해 긍정적으로 생각하고 있음을 알 수 있었으며 특히, 교사들이 학생들보다 더욱 긍정적인 태도를 가지고 있음을 알 수 있었다. ‘신소재는 생활과 관련이 없다’라고 부정적으로 응답한 학생들은 44.
- 2%)였다. 학생과 교사 모두 신소재가 어디에 어떻게 사용되는지 아는 것이 가장 필요하다고 생각함을 알 수 있었다.
- 학생들 스스로 신소재에 대해 얼마나 잘 알고 있다고 생각하는지를 묻는 문항에 대해 전체 학생의 13.2%만이‘잘 알고 있다’거나‘조금 안다’라고 응답하였고, ‘잘 모른다’거나‘전혀 모른다’라고 응답한 학생들은 86.3%로 매우 높게 나타났다.
- 학생들이 신소재 수업에 대하여 가장 선호하는 수업 방식과 교사들이 계획하고 있는 수업방식은 그림 4와 같다. 학생들은 인터넷 등의 매체를 활용하는 수업 방식을 가장 선호하는 것으로 나타났으며(39.2%), 교사들도 44.3%가 인터넷과 같은 매체를 활용하는 수업을 진행할 예정이라고 응답하여 학생들의 선호도와 교사들의 계획이 유사함을 알 수 있었다. 학생들이 두 번째로 선호하는 수업 방식은 체험학습을 통해 실제로 과학관 수업이나 기업탐방을 하는 것이었다.
- 따라서 신소재에 대해 들어본 적은 있지만 잘 알고 있지는 않다고 생각하는 학생들도 많이 있음을 알 수 있었다. 학생들의 평균은 4점 만점의 척도에서 1.81로 신소재에대한 인지정도는 매우 낮으며, 일원분산분석을 실시한 결과 신소재에 대해 인지하고 있는 정도는 남학생과 여학생 간에 통계적으로 유의미한 차이가 있었다(표 3).
- 하지만 그 외에 학생들은 신소재의 종류에 대해 관심을 가지고 있었고, 교사들은 신소재의 원리를 아는 것도 중요하다고 생각하고 있었다. 학생들이 가장 선호하는 수업의 형태는 매체를 활용한 것이었으며, 그 외에도 체험 학습, 강의식 수업, 토론 수업을 선호하는 것으로 나타났다. 매체를 활용하여 수업을 할 계획이라는 교사가 가장 많아 학생들이 가장 원하는 수업 형태와 가장 많은 교사가 계획하고 있는 수업의 형태가 일치하고 있음을 알 수 있었다.
후속연구
- 전공과 관련이 없는 내용이라거나 과학보다는 기술과 관련된 부분이 많아서 어렵다고 응답했던 교사들이 많았으므로 이런 측면에서 교사들에게 실질적인 도움을 줄 수 있는 교사 연수가 필요하다. 또한, 교사들이 수업에 다양하게 활용할 수 있는 교수∙학습 자료들을 보급하고, 과학 교사 간의 협력 체계를 구축할 수 있도록 하는 것도 바람직할 것으로 생각된다. 서로 다른 전공의 교사들과 정기적인 모임을 통해 서로 지식을 교환하고 다른 영역의 지식에 대한 이해를 넓혀 나갈 수있도록 돕는 것은 교사들이 융합 과학의 취지를 살려 수업을 진행할 수 있도록 하는 한 가지 방법이 될 것이다.
- , 2010; Susan, 2010)도 교육 과정의 취지와 일치할 것으로 생각되므로 다양한 전공의 교사가 협력하여 이러한 프로그램을 개발하고 적용해 볼 수 있도록 도움을 주는 것도 시도해 볼 필요가 있다. 마지막으로 학생들이 선호하고 있는 체험 학습의 기회를 넓히기 위하여 학교보다는 교육청 단위로 산업 현장이나 연구소와 같은 다양한 분야의 전문가들과 협의하여 장소, 시간과 인력을 확보하고, 체험을 원하는 교사들이 활용할 수 있도록 프로그램을 구체화하는 방안이 필요하다.
- 본 연구에서는 2009 개정 고등학교‘과학’교과서에 새롭게 도입된 신소재 단원을 배울 학생들과 이를 지도하게 될 교사들의 신소재에 대한 인식과 신소재 수업에 대한 요구를 조사하였다. 신소재에 대한 교사와 학생들의 인식, 신소재 내용에 대한 이해 정도와 요구를 이해하는 것은 효과적인 수업을 위한 기초 자료로서의 역할을 할 것이며, 2009 개정 교육 과정에 대한 교사 연수 자료의 개발과 교육 자료의 개발 요구에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
- 그리고 신소재 단원에서 학생과 교사가 선호하는 수업 방식이 다른 단원에서 선호하는 수업 방식과 비교하여 어떤 차이점이 있는지 알아볼 필요가 있다. 이를 통하여 학생과 교사의 성별과 교사의 전공과목에서 생기는 차이를 심도 있게 이해하고, 학생과 교사에게 보다 적합한 수업 방식을 제안할 수 있을 것으로 기대한다.
- 본 연구를 통하여 학생과 교사의 성별 및 교사의 전공과목에 따라 신소재 단원에 대한 인식 차이가 발생하며 학생과 교사가 선호하는 수업 방식에도 차이가 있음을 알 수 있었다. 후속 연구로 이러한 인식 차이가 어디에 기인하는지 보다 구체적으로 알아보는 것이 필요하다. 그리고 신소재 단원에서 학생과 교사가 선호하는 수업 방식이 다른 단원에서 선호하는 수업 방식과 비교하여 어떤 차이점이 있는지 알아볼 필요가 있다.
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