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문제 정의
- 본 연구는 유아들이 매일 경험하는 현상이지만 경험적 직관과 관찰로는 과학적 개념을 형성할 수 없는 낮과 밤의 순환에 대한 만 3, 4, 5세유아의 과학적 개념의 발달을 살펴보고, 발달수준에 적합한 천문학의 내용 및 활동을 개발하기 위한 기초 자료를 제공하는데 목적을 두었다. 본 연구 결과를 중심으로 논의하면 다음과 같다.
- 이러한 연구의 필요성에 따라서 본 연구의 목적은 유아들이 매일 경험하는 현상이지만 경험적 직관과 관찰로는 과학적 개념을 형성할 수 없는 낮과 밤의 순환에 대한 만 3, 4, 5세 유아의 과학적 개념의 발달을 살펴보고, 유아수준에 적합한 천문학의 내용 및 활동의 개발을 위한 기초 자료를 제공하는 것이다.
제안 방법
- 검사는 정해진 질문 유형과 기록 방법에 따라 유아교육기관에 있는 조용한 방에서 개별 면접으로 한 유아당 5분씩 실시하였다. 유아의 언어적 설명은 녹음하여 기록하였고, 그림으로 설명 하려는 유아는 자신의 생각을 그림으로 그려 보도록 하였다.
- 검사자는 유치원 교사 경력 3년 이상인 교사 4인과 연구자가 하였고, 검사의 목적과 내용, 유아에게 질문하는 순서와 방법, 기록방법에 대한 훈련을 실시하였다.
- 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념 분석도구는 초등학년 아동을 대상으로 한 Vosniadou와 Brewer(1994)의 낮과 밤의 순환에 대한 정신 모형(Mental models of the day-night cycle)과 유아를 대상으로 한 Valanides, Gritsi, Kampeza와 Ravanis(2000)의 개념 유형을 유아에게 적절하게 수정하여 사용하였다.
- 유아의 점수를 연령 및 성차에 의하여 평균과 표준편차를 구하고, 유의미성 검증을 위하여 연령과 성별에 의한 이원변량 분석(two-way ANOVA)을 하였다. 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 언어 및 그림 반응의 질적 분석을 위하여 범주별로 내용 분석을 하였다.
- 한편, Valanides, Gritsi, Kampeza와 Ravanis(2000)는 5～6세 유아를 대상으로 낮과 밤의 순환에 대한 개념을 다음의 7가지 유형으로 분류하고, 교수효과를 살펴보았다; 대답 없음, 종교 혹은 신화적 설명, 낮과 밤의 상황에 대한 서술, 태양이 움직인다, 지구가 태양 주위를 돈다, 지구가 자전축을 중심으로 회전한다, 지구가 태양 주위를 돌면서 자전축을 중심으로 회전한다. 또한 5～6세 유아들은 과학 활동의 경험 이전에는 낮과 밤의 순환에 대하여 태양이 움직이는 것으로 반응한 유아가 많고 지구의 자전과 관련된다고 반응한 유아가 거의 없었으나, 과학 활동의 경험 이후에는 지구의 자전 개념으로 반응한 유아가 태양의 움직임의 개념으로 반응한 유아보다 휠씬 많아졌다는 연구결과를 토대로 적절한 교수-학습의 필요성을 제안하였다.
- 먼저, 선행연구자들이 사용한 질문 유형과 분석 도구가 유아에게 적합한지 알아보기 위하여만 3세, 4세, 5세 유아 각각 10명씩 총 30명을 대상으로 예비검사를 실시하여 유아 수준에 적합 하게 수정하였다. 질문의 형태와 분석 도구가 적합한지 여부를 알아보기 위하여 석사 이상의 유치원 교사 2인, 유아교육 전공 교수 3인에게 안면타당도를 구하였다.
- 본 연구에서는 Vosniadou와 Brewer(1994)의 낮과 밤의 순환에 대한 정신 모형의 3가지 유형과 유아를 대상으로 연구하였던 Valanides, Gritsi, Kampeza와 Ravanis(2000)의 대답을 꺼리거나 이상한 반응, 종교적 설명이나 낮과 밤의 상황에 대한 자기중심적 설명의 2가지 유형을 포함하여 다음의 5가지 유형으로 구분하였다; 1) 인식못함(대답이 없거나 모르겠다), 2) 자기중심적 개념(자신의 요구나 낮과 밤의 상황을 서술, 물활론적 설명, 종교적 신념) 3) 초기의 정신 모형(해와 달의 출현, 해와 달의 빛, 해가 구름이나 어둠에 가려짐, 해와 달의 움직임), 4) 합성적 정신 모형(지구가 태양의 주위를 돈다, 지구의 자전을 부정확, 애매하게 표현), 5) 과학적 정신 모형(지구의 자전을 정확히 설명).
- 본 연구에서는 Vosniadou와 동료연구자들이 사용하였던 질문 유형을 중심으로 질문을 간단하고 명확하게 수정하였고, 유아가 낮과 밤을 구별하는지 확인한 후, 질문을 하였다. 본 연구에서 사용한 질문 유형은 다음과 같다.
- 검사는 정해진 질문 유형과 기록 방법에 따라 유아교육기관에 있는 조용한 방에서 개별 면접으로 한 유아당 5분씩 실시하였다. 유아의 언어적 설명은 녹음하여 기록하였고, 그림으로 설명 하려는 유아는 자신의 생각을 그림으로 그려 보도록 하였다.
- 먼저, 선행연구자들이 사용한 질문 유형과 분석 도구가 유아에게 적합한지 알아보기 위하여만 3세, 4세, 5세 유아 각각 10명씩 총 30명을 대상으로 예비검사를 실시하여 유아 수준에 적합 하게 수정하였다. 질문의 형태와 분석 도구가 적합한지 여부를 알아보기 위하여 석사 이상의 유치원 교사 2인, 유아교육 전공 교수 3인에게 안면타당도를 구하였다.
대상 데이터
- 본 연구의 대상은 서울과 제주시에 있는 대학의 부속 유치원 2개 기관과 어린이집 1개 기관의 만 3세, 4세, 5세 유아 각각 60명씩(남 30명, 여 30명) 총 180명이다. 연구 대상의 연령 및 성별에 의한 평균과 표준편차는 다음의 Table 1과 같다.
데이터처리
- 유아의 과학적 개념에 의하여 연령과 성차에 의한 빈도를 산출하였으며, 수준별 빈도를 점수화 하였다. 유아의 점수를 연령 및 성차에 의하여 평균과 표준편차를 구하고, 유의미성 검증을 위하여 연령과 성별에 의한 이원변량 분석(two-way ANOVA)을 하였다.
- 유아의 과학적 개념에 의하여 연령과 성차에 의한 빈도를 산출하였으며, 수준별 빈도를 점수화 하였다. 유아의 점수를 연령 및 성차에 의하여 평균과 표준편차를 구하고, 유의미성 검증을 위하여 연령과 성별에 의한 이원변량 분석(two-way ANOVA)을 하였다. 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 언어 및 그림 반응의 질적 분석을 위하여 범주별로 내용 분석을 하였다.
이론/모형
- 낮과 밤의 순환에 대한 질문 유형은 Vosniadou와 동료연구자(1990, 1994, 1996)의 연구에 기초 하였다.
성능/효과
- 낮과 밤의 순환에 대한 만 4세 유아의 과학적 개념은 자기중심적 개념이 40명으로 가장 많이 나타났는데, 자신의 요구나 낮과 밤의 상황을 서술하는 ‘낮에는 일하고 놀고 밤에는 자야 하니까, 낮에는 바쁘니까, 피곤하면 자야 하니까, 밤은 깜깜하고 아침은 환하니까, 시간이 지나면, 12시가 지나니까, 밤이니까, 잠을 자야 하니까, 계속 밤이면 아침을 먹을 수 없으니까’의 반응이 37명, 물활론적 설명인 ‘해가 자고 일어나니까’ 반응이 1명, 종교적 신념인 ‘하나님이 바꾸니까, 하늘에 계신 보살님이 만드니까’의 반응이 2명으로 나타났다.
- 둘째, 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념을 언어 및 그림 표상으로 분석한 결과를 보면 연령별로 차이가 있었다. 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념은 만 3세에서는 인식못함이 많고, 만 3세, 4세, 5세 유아 모두 자신의 요구나 낮과 밤의 상황을 서술하는 자기중심적 개념의 유아가 많았으며, 만 4세에서 자기중심적 개념으로 인식하는 유아가 가장 많은 것으로 나타났다. 만 3세, 4세, 5세 모든 연령의 자기중심적 개념은 일상생활과 관련한 자신의 요구나 낮과 밤의 상황인 ‘잠을 자야 하니까, 피곤하니까, 깜깜해서’ 등의 언어적 반응이 비슷하게 나타났고, 4세와 5세에서는 ‘해가 자고 일어나니까, 햇님이 자러가야 하니까’의 물활론적 설명과 ‘하나님이나 보살님, 천사와 하느님이 바꾸니까’와 같은 종교적 신념이 소수 나타나기도 하였다.
- 이상의 논의를 토대로 결론을 내리면 다음과 같다. 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념은 연령에 따라 유의한 차이가 있고, 만 3세는 인식못함이 많고, 만 3세, 4세, 5세 유아 모두 자신의 요구나 낮과 밤의 상황을 서술하는 자기중심적 개념의 유아가 많지만, 만 4세에서 자기중심적 개념으로 인식하는 유아가 가장 많았다. 만 4세와 5세에서 낮과 밤의 순환에 대한 초기의 정신 모형과 합성적 정신 모형이 나타나기 시작하고, 만 5세는 4세에 비하여 자기중심적 개념으로 인식하는 유아가 줄어들고 초기의 정신 모형, 합성적 정신 모형, 과학적 정신 모형으로 인식하는 유아가 많다는 것을 알 수 있다.
- 둘째, 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념을 언어 및 그림 표상으로 분석한 결과를 보면 연령별로 차이가 있었다. 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념은 만 3세에서는 인식못함이 많고, 만 3세, 4세, 5세 유아 모두 자신의 요구나 낮과 밤의 상황을 서술하는 자기중심적 개념의 유아가 많았으며, 만 4세에서 자기중심적 개념으로 인식하는 유아가 가장 많은 것으로 나타났다.
- 또한 만 4세와 5세에서 낮과 밤의 순환에 대한 초기의 정신 모형과 합성적 정신 모형이 나타나기 시작하고, 만 5세는 4세에 비하여 자기중심적 개념으로 인식하는 유아가 줄어들고 초기의 정신 모형, 합성적 정신 모형, 과학적 정신 모형으로 인식하는 유아가 많아지고 있음을 알 수 있었다. 만 4세와 5세는 낮과 밤의 순환에 대하여 유아가 매일의 경험에서 관찰할 수 있는 해와 달의 출현, 해와 달의 빛, 해가 구름이나 어둠에 가려짐, 해와 달의 움직임으로 추론하고 있는 초기의 정신 모형을 나타내고 있고, 만 4세, 5세 모두에서 ‘지구가 태양의 주위를 돈다거나 지구가 뱅글뱅글 돌아서’라는 일상적 경험에서 관찰되는 낮과 밤의 순환에 대하여 과학적으로 설명하려는 것과 문화적으로 수용된 것을 조화 시키려는 시도에서 표상되는 합성적 정신 모형이 나타났고, 과학적 개념인 지구의 자전을 인식하는 유아는 만 5세에서만 3명 나타난 것을 알 수 있다.
- 만 4세와 5세는 낮과 밤의 순환에 대하여 유아가 매일의 경험에서 관찰할 수 있는 해와 달의 출현, 해와 달의 빛, 해가 구름이나 어둠에 가려짐, 해와 달의 움직임으로 추론하고 있는 초기의 정신 모형을 나타내고 있고, 만 4세, 5세 모두에서 ‘지구가 태양의 주위를 돈다거나 지구가 뱅글뱅글 돌아서’라는 일상적 경험에서 관찰되는 낮과 밤의 순환에 대하여 과학적으로 설명하려는 것과 문화적으로 수용된 것을 조화 시키려는 시도에서 표상되는 합성적 정신 모형이 나타났고, 과학적 개념인 지구의 자전을 인식하는 유아는 만 5세에서만 3명 나타난 것을 알 수 있다.
- 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념은 연령에 따라 유의한 차이가 있고, 만 3세는 인식못함이 많고, 만 3세, 4세, 5세 유아 모두 자신의 요구나 낮과 밤의 상황을 서술하는 자기중심적 개념의 유아가 많지만, 만 4세에서 자기중심적 개념으로 인식하는 유아가 가장 많았다. 만 4세와 5세에서 낮과 밤의 순환에 대한 초기의 정신 모형과 합성적 정신 모형이 나타나기 시작하고, 만 5세는 4세에 비하여 자기중심적 개념으로 인식하는 유아가 줄어들고 초기의 정신 모형, 합성적 정신 모형, 과학적 정신 모형으로 인식하는 유아가 많다는 것을 알 수 있다.
- 첫째, 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념은 연령에 따라 유의미한 차이가 나타났고, 성별에 따른 차이는 나타나지 않았다. 만 5세가 4세보다 과학적 개념 수준이 높았고, 만 4세가 3세보다 과학적 개념 수준이 높은 것으로 나타나, 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 개념은 연령이 높아지면서 점차 과학적 개념으로 형성된다는 것을 알 수 있다.
- 001). 사후 검증의 결과, 만 5세가 4세보다 과학적 개념 수준이 높았고, 만 4세가 3세보다 과학적 개념 수준이 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과로 볼 때, 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 개념은 연령이 높아지면서 점점 과학적 개념으로 형성되고 있는 것을 알 수 있다.
- 이러한 연구 결과로 볼 때, 만 3세, 4세, 5세 유아 모두 자신의 요구나 낮과 밤의 상황을 서술하는 자기중심적 개념의 유아가 많은데 특히 만 4세에서 가장 많고, 만 4세와 5세는 낮과 밤의 순환에 대한 개념에 물활론적 인식과 종교적 신념이 소수 나타난 것을 알 수 있다. 낮과 밤의 순환에 대한 초기의 정신 모형과 합성적 정신 모형은 만 4세와 5세에서 나타난 것을 알 수 있고, 만 5세에서 초기의 정신 모형, 합성적 정신 모형, 과학적 정신 모형이 모두 나타난 것을 알 수 있다.
- 첫째, 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념은 연령에 따라 유의미한 차이가 나타났고, 성별에 따른 차이는 나타나지 않았다. 만 5세가 4세보다 과학적 개념 수준이 높았고, 만 4세가 3세보다 과학적 개념 수준이 높은 것으로 나타나, 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 개념은 연령이 높아지면서 점차 과학적 개념으로 형성된다는 것을 알 수 있다.
- 평정자간 신뢰도를 검증하기 위하여 연구자와 유아교육전공자 2명이 개념을 평정한 후 평정자간 상관을 검사한 결과 Cronbach α = .95이다.
- 합성적 정신 모형은 10명으로 나타났는데, 지구가 태양의 주위를 돈다로 반응한 유아가 1명, 지구의 자전을 부정확하거나 애매하게 표현한 ‘지구가 돌아가서, 지구가 빙글빙글 돌아가서, 지구가 뱅뱅 돌아서 해와 달이 올라갔다 내려갔다 하니까, 지구가 매일 도니까, 지구가 한 바퀴 돌아서 따뜻한 쪽이 낮이 되고 따뜻하지 않는 쪽이 밤이 되요, 지구가 돌아서 햇빛이 없으니까 밤이 되요, 지구가 매일 돌아서 달이 가려서 안보여요’의 반응이 9명으로 나타났고, 과학적 정신 모형인 지구의 자전을 설명하는 ‘지구가 돌아가서 빛이 안나는 쪽은 어두워 밤이 오고 빛이 나는 쪽은 낮이 되요, 지구가 스스로 돌아서 우리나라가 태양 쪽이면 낮이고 반대쪽이면 밤이에요, 우리가 밤이 되면 미국은 아침인데 지구가 돌아서 방향이 안 똑같으니까’의 반응이 3명으로 나타났다.
후속연구
- 후속 연구를 위한 제언을 하면, 첫째, 본 연구는 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념만을 분석하였는데, 추후에는 지구의 모양과 연계된 낮과 밤의 순환에 대한 개념 연구가 필요 하다. 둘째, 구형의 지구 모형을 활용한 질문에서는 유아의 반응에 어떠한 차이가 있는지 비교 하는 연구가 필요하다. 셋째, 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념의 수준과 특성을 고려한 천문학 분야의 유아과학교육과정 개발 및 교수학습의 효과에 관한 연구가 필요하다.
- 본 연구는 만 3세, 4세, 5세 유아를 대상으로 하면서 만 3세의 반응을 얻는데 다소 제한점이 있다. 또한 유아의 낮과 밤의 순환에 대한 과학적 개념만을 조사하여 지구의 모양과 연계된 낮과 밤의 순환에 대한 개념을 살펴보지 못한 제한점이 있다.
- 본 연구는 만 3세, 4세, 5세 유아를 대상으로 하면서 만 3세의 반응을 얻는데 다소 제한점이 있다. 또한 유아의 낮과 밤의 순환에 대한 과학적 개념만을 조사하여 지구의 모양과 연계된 낮과 밤의 순환에 대한 개념을 살펴보지 못한 제한점이 있다.
- 둘째, 구형의 지구 모형을 활용한 질문에서는 유아의 반응에 어떠한 차이가 있는지 비교 하는 연구가 필요하다. 셋째, 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념의 수준과 특성을 고려한 천문학 분야의 유아과학교육과정 개발 및 교수학습의 효과에 관한 연구가 필요하다.
- 후속 연구를 위한 제언을 하면, 첫째, 본 연구는 낮과 밤의 순환에 대한 유아의 과학적 개념만을 분석하였는데, 추후에는 지구의 모양과 연계된 낮과 밤의 순환에 대한 개념 연구가 필요 하다. 둘째, 구형의 지구 모형을 활용한 질문에서는 유아의 반응에 어떠한 차이가 있는지 비교 하는 연구가 필요하다.
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