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문제 정의
- 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’은 민주주의 사회의 구성원으로서의 필요한 과학적 소양을 함양하는 것을 목적으로 개발되었다. 우주 탄생에서 생명의 출현에 이르기까지 과학자들의 탐구과정을 탐색하고 첨단 과학기술이 현대 사회에 어떻게 적용되고 영향을 주는지를 탐구함으로서, 과학적 탐구방법과 과정을 이해하고 과학에 대한 흥미와 호기심을 제고하고자 하였다. 한편, 흥미는 학습 성취도와 진로에도 영향을 주는 심리적 구인으로서 중요하다.
- 이러한 맥락에서 이 연구는 2011학년도부터 적용된 2009 개정 고등학교 ‘과학’을 이수한 학생들의 ‘과학’에 대한 흥미를 조사하고 분석함으로써, 신설된 고등학교 ‘과학’ 과목 지도에 대한 시사점을 도출하고자 한다.
제안 방법
- 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 학생들의 성별 흥미 분포 차이를 확인하기 위해 남학생과 여학생 간 흥미의 차원 및 하위 범주별 차이를 분석하였다.
- 각 차원의 하위 범주를 확인하기 위해 8개의 문항으로 구성된 동기 차원, 15개의 문항으로 구성된 활동 차원, 21개의 문항으로 구성된 주제 차원을 각각 요인 분석하였다. 모두 주성분분석으로 베리맥스 회전을 하였으며, 요인부하량은 1이상으로 설정하였다.
- 둘째, 기술 통계 분석을 통해 각 차원 및 하위 범주별로 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 학생들의 흥미 분포가 어떠한지를 기술하였다.
- 각 차원의 하위 범주를 확인하기 위해 8개의 문항으로 구성된 동기 차원, 15개의 문항으로 구성된 활동 차원, 21개의 문항으로 구성된 주제 차원을 각각 요인 분석하였다. 모두 주성분분석으로 베리맥스 회전을 하였으며, 요인부하량은 1이상으로 설정하였다.
- 설문조사는 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’의 학습이 끝난 시기에 일괄적으로 실시하였다.
- 이 연구에서는 흥미를 단일 차원이 아닌 다차원적 속성을 가진 구인으로 가정하였으며, 이에 따라 과학 학습에서의 흥미가 동기, 활동, 주제 차원 등으로 구분되어 측정하고 분석할 수 있음을 밝힌 선행 연구(임성민, 박승재, 2000; 김홍정, 임성민, 2012)를 근거로 이 연구의 맥락인 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’ 과목을 학습하는 고등학생 수준에 맞게 재구성하여 과학에 대한 흥미 평가 도구를 개발하였다.
- 첫째, 확인적 요인 분석을 실시하여 사용된 도구의 내용 타당도를 재확인하는 한편, 고등학생들이 보이는 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 흥미의 다차원적 속성을 분석하였다.
- 한편, 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 학생들의 흥미를 응답 학생의 성별과 진로 희망 계열별로 차이를 분석하였다.
- 확인적 요인 분석을 통해 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 고등학생들의 흥미를 각 차원과 하위 범주로 구분하여 확인하였다.
- 활동 차원은 학생들이 어떤 활동을 통해 과학을 공부하는 것을 좋아하는지에 대한 물음으로 고등학교 과학 수업의 대표적인 수업 활동에 따라 교실 수업활동, 모둠 활동, 실험 활동, 매체활용 활동 등의 4개 하위범주로 나누었으며, ‘과학과 관련된 영화나 동영상 보기를 좋아한다’, ‘직접 실험을 해보기를 좋아한다’ 등의 15문항으로 구성하였다.
대상 데이터
- 이 연구는 2011년부터 시행되고 있는 2009 개정 교육과정의 고등학교 ‘과학’ 과목에 대한 고등학생들의 흥미를 조사하여 분석하였다.
- 이 연구는 대전, 대구, 경북을 포함한 도심지의 적정 규모 이상의 고등학교에 재학 중이며 2011년부터 시행된 2009 개정 교육과정에 따른 고등학교 ‘과학’을 1학년 과정에서 이수한 고등학생을 대상으로 하였다.
- 이 연구에서는 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 고등학생들의 흥미를 선행연구에 따라 다차원적 속성을 지닌 흥미로 규정하여 흥미 측정도구를 개발하고, 이를 2011년에 고등학교 ‘과학’을 이수한 10개교 고등학생 997명을 대상으로 적용하여 조사하였다.
- 이를 위해 고등학교 ‘과학’을 이수한 도심 지역 10개교 고등학생들을 대상으로 하여 선행 연구를 바탕으로 측정 도구를 개발하여 적용하였으며 총 997명의 응답 자료를 분석하였다.
데이터처리
- 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 학생들의 진로 희망 계열별 흥미 분포 차이를 확인하기 위해 흥미의 차원별 차이를 t-test를 통해 표 12 및 그림 5와 같이 분석하였다.
- 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 흥미 분포를 알기 위해 리커트 점수의 응답 결과를 바탕으로 평균값과 표준편차 등을 포함한 기술 통계를 실시하였다.
- 고등학생들이 보이는 과학에 대한 흥미가 어떠한 하위 차원으로 구성되었는지를 통계적으로 검증하기 위해 확인적 요인 분석을 실시하였다. 주성분분석(principal component analysis)법으로 요인의 변량이 최대가 되도록 베리맥스 회전을 실시하여 분석한 결과, 요인 부하량이 1이상인 변인이 표 5와 같이 총 9개로 추출되었다.
- 불성실한 답변을 제외한 총 997명 분의 응답 결과를 바탕으로 SPSS 12.0 version을 사용하여 통계 분석을 실시하였다. 분석 방법은 연구 문제에 따라 다음과 같은 세 가지 방법으로 분석하고 결과를 얻었다.
- 셋째, t-test를 바탕으로 성별과 진로 계열 등 응답자의 개인 변인에 따른 흥미 분포의 차이를 분석하였다.
성능/효과
- 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 흥미의 하위 범주별 응답 분포를 알기 위해 그림 2와 같이 각 하위 범주별 리커트 점수를 평균하여 그래프로 나타내었다. 각 차원별 하위 범주별 점수를 구체적으로 살펴보면, 동기 차원의 경우 내적 동기(3.49)가 외적 동기(3.11)에 비해 높았으며, 표준편차는 각각 0.76, 1.06이다. 활동 차원의 경우 능동적 체험 활동(3.
- 응답 학생들의 고등학교 과학에 대한 일반적인 흥미는 중간 점수보다 약간 높게 나왔으며, 차원별로 보면 동기, 활동, 주제 순으로 흥미가 높게 나타났다. 또한, 응답자의 성별과 진로 희망 계열에 따라서 일부 하위 차원과 범주별로 통계적으로 유의미한 흥미 분포의 차이가 나타났다. 이러한 연구 결과는 2009 개정 교육과정의 고등학교 ‘과학’을 지도함에 있어서 학생들이 보이는 흥미의 차원별 분포 및 개인 변인에 따른 차이를 고려해야한다는 점을 시사한다.
- 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 학생들의 진로 희망 계열별 흥미 분포 차이를 확인하기 위해 흥미의 차원별 차이를 t-test를 통해 표 12 및 그림 5와 같이 분석하였다. 분석 결과 자연계열의 진로를 희망하는 학생들은 비자연계열의 진로를 희망하는 학생에 비해 모든 차원에서 통계적으로 의미 있게 높은 흥미를 나타냈다. 또한, 계열에 따른 흥미 분포의 차이를 하위 범주에 따라 살펴보면 표 13 및 그림 6과 같이 모든 하위 범주에서 자연계열이 비자연계열보다 높게 나타났다.
- 한편, 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 학생들의 흥미를 응답 학생의 성별과 진로 희망 계열별로 차이를 분석하였다. 성별에 따른 흥미 분포의 차이를 살펴본 결과, 동기 차원에서는 남녀 간에 차이가 없었으나 활동 차원에서는 여학생이 더 높은 흥미를 보였고, 주제 차원에서는 하위 범주별로 남녀 간의 흥미 정도의 차이가 있었는데, 정보통신과 신소재에 대해서는 남학생이 여학생보다 높은 흥미를 보였으나 생명의 진화, 인류와 과학기술에 대해서는 여학생이 남학생보다 더 높은 흥미를 보여 평균적으로는 여학생이 더 높은 흥미를 보였다. 이는 기존의 유사한 연구에서 남학생이 더 높은 흥미를 보이거나 남녀 간의 차이가 없었던 결과와는 다른 결과이다.
- 확인적 요인 분석을 통해 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 고등학생들의 흥미를 각 차원과 하위 범주로 구분하여 확인하였다. 요인 분석 결과 최종적으로 정리된 각 차원별 신뢰도와 문항 수를 정리해 보면, 표 9와 같이 동기 차원은 총 6 문항으로 내적 동기와 외적 동기 등의 2 개의 하위 범주를 가지며, 신뢰도는 0.799로 변량을 57% 설명한다. 활동 차원은 총 13 문항으로 수용적 인지 활동과 능동적 체험 활동 등의 2 개의 하위 범주를 가지며, 신뢰도는 0.
- 요인 분석 결과, 활동 차원은 당초 이론적으로 설정한 교실수업 활동, 모둠 활동, 실험 활동, 매체활용 활동 등의 4개의 요인으로 구분되지 않았다. 문항 19, 문항 21을 제외한 나머지 총 13 문항들이 표 7과 같이 2 개의 요인으로 분리되었다.
- 응답 자료를 바탕으로 요인 분석 결과, 고등학교 ‘과학’에 대한 학생들의 흥미는 동기 차원, 활동 차원, 주제 차원 등을 지닌 다차원적 속성으로 나뉘어지며 각 차원 별로 여러 개의 하위 차원으로 구성됨을 통계적으로 확인하였다.
- 응답 학생의 진로 희망 계열별로 고등학교 ‘과학’에 대한 흥미의 분포 차이를 보면, 예상했던 대로 자연계열 희망 학생들이 비자연계열 희망 학생에 비해 모든 차원 및 하위 범주에서 유의미하게 높은 흥미를 나타냈다.
- 종합해보면 고등학교 ‘과학’에 대해서 남학생에 비해 여학생이 더 높은 흥미를 보인다.
- 주제 차원에 대한 요인 분석 결과, 교육과정 제시에 따라 이론적으로 설정한 ‘우주와 생명’, ‘과학과 문명’의 2개 분야 및 ‘우주의 기원과 진화’, ‘태양계와 우리 지구’, ‘생명의 진화’, ‘정보통신과 신소재’, ‘인류의 건강과 과학기술’, ‘에너지와 환경’ 등의 6개 하위 범주로 구분되지 않았으며, 문항 38과 문항 42번을 제외한 나머지 총 19 문항들이 표 8과 같이 4개의 요인으로 분리되었다.
- 학생들의 응답 자료를 분석한 결과, 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’에 대한 고등학생들의 흥미는 동기 차원, 활동 차원, 주제 차원과 각 차원별 하위 범주로 구성되는 다차원적 속성을 가지고 있음을 통계적으로 확인하였다.
- 이 연구에서는 흥미를 단일 차원이 아닌 다차원적 속성을 가진 구인으로 가정하였으며, 이에 따라 과학 학습에서의 흥미가 동기, 활동, 주제 차원 등으로 구분되어 측정하고 분석할 수 있음을 밝힌 선행 연구(임성민, 박승재, 2000; 김홍정, 임성민, 2012)를 근거로 이 연구의 맥락인 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘과학’ 과목을 학습하는 고등학생 수준에 맞게 재구성하여 과학에 대한 흥미 평가 도구를 개발하였다. 현직 과학교사를 포함한 과학교육학 전문가 3인으로부터 각 문항의 내용 및 차원, 하위 범주 등에 대한 안면 타당도 검증을 하였으며, 이를 통해 최종적으로 표 4와 같이 5점 리커트 척도의 44문항으로 구성된 흥미 평가 도구를 완성하였다. 흥미의 하위 차원으로서 동기 차원은 학생들이 과학을 좋아하게 되는 이유에 대한 물음으로서 선행연구 결과에 따라 하위 범주를 내적 동기와 외적 동기로 나누었으며, ‘다양한 활동을 해볼 수 있기 때문에 과학에 흥미를 갖게 된다’, ‘과학 선생님 때문에 과학에 흥미를 갖게 된다’ 등의 8문항으로 구성하였다.
후속연구
- 따라서 어떠한 교수 방법이나 수업 형태가 고등학교 ‘과학’ 교과 지도의 흥미 증진 면에서 효과적일 것인지에 대해서는 이 연구 결과를 바탕으로 하는 후속 연구가 필요하다.
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