본 연구의 목적은 소집단 활동에서 과학영재들의 의사소통 구조를 찾아보고, 이들의 의사소통 유형과 성취 수준의 관계를 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 과학영재들을 대상으로 5명을 한 단위로 하는 8개 소집단을 구성하고, 이들에게 지구의 밀도 구하기라는 주제로 토론식 수업을 적용하였다. Pajek과 UCINET 6.0을 활용하여 과학영재들의 대화로부터 의사소통 구조와 성취 수준을 분석하였다. 그 결과 상호작용 분산 정도에 따라 과학영재들의 의사소통 유형을 독점형과 공유형으로 분류할 수 있었다. 그리고 상호작용 밀도와 집중도에 따라 과학영재들의 의사소통 유형을 $D_H{\cdot}N_H$형, $D_H{\cdot}N_L$형, $D_L{\cdot}N_H$형, $D_L{\cdot}N_L$형으로 분류할 수 있었다. 과학영재들의 소집단 활동에서 문제 해결 성취 수준은 구성원 간 상호작용의 분산이 아니라 상호작용의 밀도와 연결망 집중도의 차에 의해 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 그러므로 교사들은 소집단 활동을 활용하여 학생들을 지도할 때 문제 해결에 관련된 의사소통이 이루어지도록 지도할 필요가 있다.
본 연구의 목적은 소집단 활동에서 과학영재들의 의사소통 구조를 찾아보고, 이들의 의사소통 유형과 성취 수준의 관계를 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 과학영재들을 대상으로 5명을 한 단위로 하는 8개 소집단을 구성하고, 이들에게 지구의 밀도 구하기라는 주제로 토론식 수업을 적용하였다. Pajek과 UCINET 6.0을 활용하여 과학영재들의 대화로부터 의사소통 구조와 성취 수준을 분석하였다. 그 결과 상호작용 분산 정도에 따라 과학영재들의 의사소통 유형을 독점형과 공유형으로 분류할 수 있었다. 그리고 상호작용 밀도와 집중도에 따라 과학영재들의 의사소통 유형을 $D_H{\cdot}N_H$형, $D_H{\cdot}N_L$형, $D_L{\cdot}N_H$형, $D_L{\cdot}N_L$형으로 분류할 수 있었다. 과학영재들의 소집단 활동에서 문제 해결 성취 수준은 구성원 간 상호작용의 분산이 아니라 상호작용의 밀도와 연결망 집중도의 차에 의해 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 그러므로 교사들은 소집단 활동을 활용하여 학생들을 지도할 때 문제 해결에 관련된 의사소통이 이루어지도록 지도할 필요가 있다.
The purpose of this study was to investigate the communication structures that science gifted students used in small group activities, and to examine the relationship between communication styles and their achievement level. Eight small groups,5 members in each, participated in small group activitie...
The purpose of this study was to investigate the communication structures that science gifted students used in small group activities, and to examine the relationship between communication styles and their achievement level. Eight small groups,5 members in each, participated in small group activities, in which they discussed how to calculate the average density of the earth. The communication structures and the achievement level presented in the group activities were analyzed using Pajek, Ucinet 6.0. As a result, we classified the communication styles of science gifted students into monopolistic type and co-ownership type according to the degree of dispersion of the interaction. We also classified it into $D_H{\cdot}N_H$ type, $D_H{\cdot}N_L$ type, $D_L{\cdot}N_H$ type, and $D_L{\cdot}N_L$ type based on the density and network centralization of interaction. The achievement levels of gifted students in their group work were affected by the density of interaction and the network centralization in small group activities, not by the dispersion of interaction among the members of the groups. Therefore, we recommend that teachers make the communication relevant to solving problem when they utilize a small group activity in science teaching.
The purpose of this study was to investigate the communication structures that science gifted students used in small group activities, and to examine the relationship between communication styles and their achievement level. Eight small groups,5 members in each, participated in small group activities, in which they discussed how to calculate the average density of the earth. The communication structures and the achievement level presented in the group activities were analyzed using Pajek, Ucinet 6.0. As a result, we classified the communication styles of science gifted students into monopolistic type and co-ownership type according to the degree of dispersion of the interaction. We also classified it into $D_H{\cdot}N_H$ type, $D_H{\cdot}N_L$ type, $D_L{\cdot}N_H$ type, and $D_L{\cdot}N_L$ type based on the density and network centralization of interaction. The achievement levels of gifted students in their group work were affected by the density of interaction and the network centralization in small group activities, not by the dispersion of interaction among the members of the groups. Therefore, we recommend that teachers make the communication relevant to solving problem when they utilize a small group activity in science teaching.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 정량적이고 가시적인 사회네트워크 분석 방법을 통하여 과학영재들의 소집단 활동에서 나타나는 의사소통 구조에 대한 유형을 찾아보고, 이들의 의사소통 네트워크와 학생들의 문제해결과의 관계를 규명하고자 한다. 이를 위한 구체적 연구문제는 다음과 같다.
본 연구는 소집단 활동에서 과학영재들의 대화를 사회네트워크 분석법으로 도식화하고 정량화함으로써 의사소통 구조와 의사소통 유형에 따른 성취 수준을 알아보기 위한 것이다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위해서는 과학영재들 상호간에 활발한 의사소통을 유도할 필요가 있다.
가설 설정
A: 이걸 이거 저울 재가지고.
B: 맨틀이 필요하지 않은 이유는 이거 아냐? 일단 핵일 때는 밀도가 높고, 지각일 때 밀도가 낮으니까 맨틀의 평균밀도로 계산하고 하라는 거 아냐? 그런 얘기 아냐?
B: 아까 맨틀이 왜 여기 있냐고 얘기했잖아. 아까.
C: 물이 얼마나 돼.
D: 아 그냥 다 합쳐 가지고.
E: 지, 지금 거기가 아냐.
E: 지금 거기 안 하고 있거든.
E: 화강암을 맨틀로 적을래?
제안 방법
대상 학생들은 시 단위 소재 중학교에 재학 중인 2학년 학생들로서 교사추천, 창의적 문제해결력 검사, 면접의 3단계 과정으로 선발되어 과학영재 프로그램에 참가하게 되었다. 과학영재들의 의사소통 네트워크와 문제해결 과정을 분석하기 위해 성, 거주지 등을 고려하지 않고 4-5명을 한 단위로 총 16개 집단을 무작위로 편성하였다. 이들 중에서 5명으로 구성되었는지, 최종적으로 결과 보고서를 제출했는지, 토론 내용이 명확하게 전사되었는지를 판단하여 모두 만족한 총 8개 집단을 선별하였다.
소집단 활동에서 과학영재들이 해결해야할 문제는 소집단 토론을 통해 의사결정하도록 지도하여 과학영재들의 의사소통 유형과 성취 수준에 교사의 영향을 통제하였다. 그리고 각 소집단에 한명의 관찰자를 배치하여 과학영재들의 상호작용 방향을 기록하고, 모든 소집단 활동을 녹음하여 전사하였다.
0을 활용하여 정량적인 분석을 한 후, Netdraw를 활용하여 과학영재들이 사용한 언어들의 관계를 그래프로 나타내었다. 그리고 언어들의 관계를 나타낸 그래프 상에서 과학영재들의 잘못된 인식에 대한 빈도를 산출하였다. 이 산출된 빈도를 통해 소집단의 성취 수준을 결정하였는데, 그 빈도가 2회 이하인 경우는 ‘상’, 3-4회인 경우는 ‘중’, 5회 이상인 경우는 ‘하’로 판정하였다.
그리고 준비물로서 지각을 대표하는 ‘화강암, 현무암, 점판암 등의 암석 표본과, 핵을 대표할 수 있는 철 표본, 밀도를 측정할 때 필요한 저울, 메스실린더를 제공하였다.
즉 구성원간의 상호작용은 집단의 성과와 정적인 관계가 존재하며 학습을 중요한 기능으로 하는 집단에서 지식공유에 직접적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 검증하기 위해 먼저 과학영재들의 소집단 활동에서 나타나는 의사소통 네트워크 유형을 찾고, 이런 의사소통 네트워크 유형과 소집단의 문제 해결 성취 수준과의 관계를 분석하였다. 그 결과 소집단 활동에서 과학영재들의 집단 성취 수준은 구성원들의 상호 작용의 분산 정도가 아니라 상호 작용의 밀도와 의사소통 과정에서 나타나는 연결망 집중도에 의해 결정된다.
0을 이용하여 문제해결 과정에서 나타나는 과학영재들의 언어 상호작용에 따른 의사소통 네트워크를 분석하고, 의사소통 네트워크와 문제해결의 성취 수준과의 관계를 분석하였다. 먼저 과학영재들의 소집단 활동에서의 의사결정 구조를 언어 상호작용의 빈도, 의사소통 네트워크, 집단 내에서의 작은 무리 형성 등의 특성에 따라 독점형 구조(Monopolistic Type)와 공유형 구조(Co-ownership Type)로 분류하였다(Fig. 1).
하나는 과학영재들의 소집단 활동에서의 의사소통 구조를 알아보기 위한 분석이었고, 또 하나는 과학영재들의 문제 해결에 대한 성취 수준을 알아보기 위한 것이다. 먼저 의사소통 구조의 지표로서 소집단 활동 과정에서의 네트워크의 밀도값(Network Degree)과 중심성 분석을 통한 네트워크 집중도(Network Centralization)를 구하기 위해 전사 자료를 학생별로 분류하여 상호작용의 횟수를 계산하였으며, 이 과정에서 스스로에게 말한 것은 계산에서 제외 하였고 전체를 대상으로 말한 것은 본인을 제외한 나머지 구성원에게 모두 1씩을 더해주었다. 이렇게 하여 만들어진 방향성과 가중치를 가진 의사소통 네트워크를 Excel과 PAJEK을 이용하여 가시적 그래프로 그렸으며 UCINET 6.
문제 해결 성취 수준을 결정하기 위해 한국어 기반 대용량 언어 분석 프로그램인 KrKwic과 UCINET 6.0을 활용하여 정량적인 분석을 한 후, Netdraw를 활용하여 과학영재들이 사용한 언어들의 관계를 그래프로 나타내었다. 그리고 언어들의 관계를 나타낸 그래프 상에서 과학영재들의 잘못된 인식에 대한 빈도를 산출하였다.
집단 활동에서 의사결정은 집단 내 소수가 주도하는 경우와 집단 전체가 주도하는 경우가 있다. 본 연구에서는 Excel, PAJEK, UCINET 6.0을 이용하여 문제해결 과정에서 나타나는 과학영재들의 언어 상호작용에 따른 의사소통 네트워크를 분석하고, 의사소통 네트워크와 문제해결의 성취 수준과의 관계를 분석하였다. 먼저 과학영재들의 소집단 활동에서의 의사결정 구조를 언어 상호작용의 빈도, 의사소통 네트워크, 집단 내에서의 작은 무리 형성 등의 특성에 따라 독점형 구조(Monopolistic Type)와 공유형 구조(Co-ownership Type)로 분류하였다(Fig.
의사소통 네트워크 유형과 문제 해결 성취 수준과의 관계를 알아보기 위해 과학영재들에게 제공된 학습지의 5개의 평가 문항과 소집단 활동에서 나타난 언어를 분석하였다. 과학영재들이 사용하고 있는 언어 중에서 밀도, 지각, 맨틀, 핵에 관련된 것들을 추출하여 분석한 결과는 다음과 같다.
이러한 연구 목적을 달성하기 위해서는 과학영재들 상호간에 활발한 의사소통을 유도할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구에서는 과학영재들이 탐구중심의 영재프로그램을 경험했을 뿐만 아니라 해결해야 할 과제를 빠르게 인지하고, 문제해결을 위해 적절한 전략을 선택하며, 문제를 해결하는데 필요한 자원을 할당하는데 능숙하다는 근거를 바탕으로(Rogers, 1984), 선정된 연구대상에게 탐구주제, 기본원리, 준비물, 토의 내용 등 최소한의 단서만을 제공하는 소집단 활동을 실시하였다. 탐구주제로 ‘지구의 평균 밀도 구하기’를 제시하였다.
대상 데이터
본 연구는 남부권 소재 대학부설 과학영재교육원 소속 과학영재 76명(남 52명, 여24명)을 대상으로 하였다. 대상 학생들은 시 단위 소재 중학교에 재학 중인 2학년 학생들로서 교사추천, 창의적 문제해결력 검사, 면접의 3단계 과정으로 선발되어 과학영재 프로그램에 참가하게 되었다. 과학영재들의 의사소통 네트워크와 문제해결 과정을 분석하기 위해 성, 거주지 등을 고려하지 않고 4-5명을 한 단위로 총 16개 집단을 무작위로 편성하였다.
본 연구는 남부권 소재 대학부설 과학영재교육원 소속 과학영재 76명(남 52명, 여24명)을 대상으로 하였다. 대상 학생들은 시 단위 소재 중학교에 재학 중인 2학년 학생들로서 교사추천, 창의적 문제해결력 검사, 면접의 3단계 과정으로 선발되어 과학영재 프로그램에 참가하게 되었다.
과학영재들의 의사소통 네트워크와 문제해결 과정을 분석하기 위해 성, 거주지 등을 고려하지 않고 4-5명을 한 단위로 총 16개 집단을 무작위로 편성하였다. 이들 중에서 5명으로 구성되었는지, 최종적으로 결과 보고서를 제출했는지, 토론 내용이 명확하게 전사되었는지를 판단하여 모두 만족한 총 8개 집단을 선별하였다.
데이터처리
먼저 의사소통 구조의 지표로서 소집단 활동 과정에서의 네트워크의 밀도값(Network Degree)과 중심성 분석을 통한 네트워크 집중도(Network Centralization)를 구하기 위해 전사 자료를 학생별로 분류하여 상호작용의 횟수를 계산하였으며, 이 과정에서 스스로에게 말한 것은 계산에서 제외 하였고 전체를 대상으로 말한 것은 본인을 제외한 나머지 구성원에게 모두 1씩을 더해주었다. 이렇게 하여 만들어진 방향성과 가중치를 가진 의사소통 네트워크를 Excel과 PAJEK을 이용하여 가시적 그래프로 그렸으며 UCINET 6.0을 이용하여 정량적 분석을 실시하였다. 네트워크의 밀도란 한 네트워크에서 행위자들 사이의 연결된 정도를 의미하며, 전체 구성원들이 서로 간 얼마나 많은 관계를 맺고 있는가를 표현하는 개념이다.
성능/효과
DH · NH형의 의사소통 네트워크는 밀도와 NC가 모두 큰 구조로서 총 8개 소집단 중에서 2개의 사례수가 나타났다.
DH · NL형의 의사소통 네트워크는 높은 밀도와 낮은 NC를 보이는 구조로서 총 8개 소집단 중에서 공유형 구조에서만 2개의 사례수가 나타났다.
9%에 불과하다. 그리고 최대 발화수를 보이는 학생 A와 최소 발화수를 보이는 학생 E의 발화수 차이는 29.2%를 보이고 있다. PAJEK을 이용한 분석에서도 마찬가지로 학생 A가 학생 D를 향한 발화수 밀도(Density)는 16.
본 연구에서는 의사소통 유형을 소집단 구성원들 간의 상호작용 빈도를 나타내는 밀도값, 그리고 외향성 연결망 집중도과 내향성 연결망 집중도의 차(NC)를 기준으로 밀도값과 집중도의 차가 모두 높은 DH · NH형, 밀도값은 높지만 집중도의 차는 낮은 DH · NL형, 밀도값이 낮고 집중도의 차가 높은 DL · NH형, 밀도값과 집중도의 차가 모두 낮은 DL · NL형으로 분류할 수 있었다(Fig. 2).
종합하면 DH · NH형 집단은 문제 해결의 성취 수준이 낮은 경향이 있고, DL · NL형 집단의 문제 해결의 성취 수준이 높은 편이다(Table 3, Fig. 3, Fig. 4).
후속연구
다만 과학영재 8개의 소집단의 특정 사례를 통해 소집단 활동에서 나타나는 의사소통 구조와 문제해결 성취 수준과의 관계를 살펴본 것이다. 그러므로 연구 결과를 일반화 하는데 있어서 제한을 줄 수 있기 때문에 추후 많은 사례를 통한 연구가 진행될 수 있기를 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
2009개정 과학과 교육과정의 목적은 무엇인가?
2009개정 과학과 교육과정은 관찰, 실험, 조사, 토론 등 다양한 활동을 통하여 과학적 탐구방법과 과정을 이해하게 하여, 이를 바탕으로 창의적 문제해결 능력과 시민 사회에서 합리적인 의사결정을 위한 과학적 사고력의 증진을 목적으로 하고 있다. 그리고 교수학습 방법에서는 학생들로 하여금 의사소통 능력을 함양하여 자신의 의견을 명확히 표현하고 다른 사람의 의견을 존중하는 태도를 가지도록 소집단 학습을 강조하고 있다(Ministry of Education, Science and Technology, 2011).
소집단 기법을 과학수업에 도입할 경우 기대되는 효과는?
그리고 교수학습 방법에서는 학생들로 하여금 의사소통 능력을 함양하여 자신의 의견을 명확히 표현하고 다른 사람의 의견을 존중하는 태도를 가지도록 소집단 학습을 강조하고 있다(Ministry of Education, Science and Technology, 2011). 소집단 기법을 과학수업에 도입하면 학생들은 다른 학생들과의 상호작용을 통해 새로운 지식을 공유하고, 내면화 과정을 통해 집단 공동의 지식을 개인의 것으로 학습하게 된다(Linn and Burbules, 1993; Cohen, 1994; Qin et al., 1995; Bennett et al.
2009개정 과학과 교육과정의 교수학습 방법에서는 무엇을 강조하는가?
2009개정 과학과 교육과정은 관찰, 실험, 조사, 토론 등 다양한 활동을 통하여 과학적 탐구방법과 과정을 이해하게 하여, 이를 바탕으로 창의적 문제해결 능력과 시민 사회에서 합리적인 의사결정을 위한 과학적 사고력의 증진을 목적으로 하고 있다. 그리고 교수학습 방법에서는 학생들로 하여금 의사소통 능력을 함양하여 자신의 의견을 명확히 표현하고 다른 사람의 의견을 존중하는 태도를 가지도록 소집단 학습을 강조하고 있다(Ministry of Education, Science and Technology, 2011). 소집단 기법을 과학수업에 도입하면 학생들은 다른 학생들과의 상호작용을 통해 새로운 지식을 공유하고, 내면화 과정을 통해 집단 공동의 지식을 개인의 것으로 학습하게 된다(Linn and Burbules, 1993; Cohen, 1994; Qin et al.
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