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문제 정의
- 그러나 학교 과학교육에서 글쓰기 활동은 정규 수업시간이 아닌 과제 형식(곽민숙 등, 2009; 신미영, 최승언, 2009; 이순이, 2008)이나 재량활동 시간을 이용하여 진행(이강님, 2007)한 경우가 대부분이어서 정규 수업시간에서의 효과를 알아보기에는 제한점이 많았다. 따라서 본 연구에서는 중학생들이 정규 수업 시간에 다양한 유형의 글쓰기를 할 수 있도록 설계해 보았다. 또한, 학생들이 자유로운 유형의 글쓰기를 스스로 선택할 수 있도록 하였다.
- 본 연구는 중학교 2학년의 「열 에너지」, 「물질의 구성」, 「소화와 순환」, 「호흡과 배설」 단원에서 과학 글쓰기 수업을 적용하여 과학 글쓰기 활동이 학생들의 과학 관련 태도, 과학 학습 동기 및 학업 성취도에 미치는 영향을 알아보았다.
- 본 연구에서는 과학 수업의 정리 단계에서 글쓰기를 강조한 수업이 학생들의 과학 관련 태도, 학습 동기 및 학업 성취도에 미치는 영향을 알아보았다. 경기도 소재 중학교 1개교의 2학년 학생 127명을 연구 대상으로 총 30차시에 걸쳐 수업을 진행하였다.
제안 방법
- (A)를 보면 먼저, 공기를 들이마실 때의 경로(코→기관→기관지→폐)를 제시함으로써 어떤 기관이 호흡 과정에 관여하는지 명시하였고, 인체 내부의 호흡 기관을 그리면서 그 위치와 구조를 보다 명확하게 정리하였다.
- , 1991)를 바탕으로 개발하였다. PALS와 MSLQ의 하위 영역들 중 같은 맥락의 하위 범주에 속하는 유사한 문항들을 통합하는 방식으로 두 검사지를 하나의 과학 학습 동기 검사지로 재구성하여 사용하였다. 검사지는 총 24문항으로 과학 학습 동기를 내적목표 지향, 외적목표 지향, 과제에 대한 가치, 자기 효능감의 네 가지 유형으로 나누어 구성하였다.
- 검사 문항은 수업시간에 배운 과학 개념에 대한 이해와 적용 능력을 측정할 수 있도록 제작하였다. 검사 문항 제작과 채점 과정의 신뢰도를 높이기 위하여 3명의 과학 교사들이 세 차례에 걸쳐 검토하였다. 학업 성취도 수준에 따른 변화를 알아보기 위하여 사전 검사 점수의 표준 편차가 가장 작아지도록 상위, 중위, 하위 수준으로 분류하였다.
- 사후 검사는 객관식 22문항과 서술형 5문항으로 구성하여 총 100점 만점이었다. 검사 문항은 수업시간에 배운 과학 개념에 대한 이해와 적용 능력을 측정할 수 있도록 제작하였다. 검사 문항 제작과 채점 과정의 신뢰도를 높이기 위하여 3명의 과학 교사들이 세 차례에 걸쳐 검토하였다.
- PALS와 MSLQ의 하위 영역들 중 같은 맥락의 하위 범주에 속하는 유사한 문항들을 통합하는 방식으로 두 검사지를 하나의 과학 학습 동기 검사지로 재구성하여 사용하였다. 검사지는 총 24문항으로 과학 학습 동기를 내적목표 지향, 외적목표 지향, 과제에 대한 가치, 자기 효능감의 네 가지 유형으로 나누어 구성하였다. 문항 형식은 5단계 리커트 척도로 되어 있다.
- 과학 관련 태도 검사지는 허명(1993)이 번역한 TOSRA(Test of Science Relate Attitude)를 본 연구 목적에 맞게 수정∙보완하여 사용하였다. 본 연구에서 사용한 검사지는 총 20문항으로 과학 탐구에 대한 태도, 과학 수업의 즐거움, 과학에 대한 취미로서의 관심, 수용적인 과학적 태도, 과학에 대한 적극성의 5개 하위 영역으로 구성되어 있다.
- 과학 글쓰기 수업 전략이 학생들의 학업 성취도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 공변량 분석을 실시하였고, 실험반과 비교반의 사전 검사(전국 진단 평가)와 사후 검사(학기말 시험)의 평균 점수와 공변량 분석 결과를 에 나타내었다.
- 과학 학습 동기 검사지는 과학 영역 버전의 PALS(Patterns of Adaptive Learning Survey, Midgley et al., 1993)와 MSLQ(Motivated Strategies for Learning Questionnaire, Pintrich et al., 1991)를 바탕으로 개발하였다. PALS와 MSLQ의 하위 영역들 중 같은 맥락의 하위 범주에 속하는 유사한 문항들을 통합하는 방식으로 두 검사지를 하나의 과학 학습 동기 검사지로 재구성하여 사용하였다.
- 학기 초에 사전 검사로 실험반과 비교반에게 과학 관련 태도 검사와 과학 학습 동기 검사를 실시하였다. 김성원 등(2010)의 중학교 과학2 단원 중, 「열 에너지」, 「물질의 구성」, 「소화와 순환」, 「호흡과 배설」 단원(전체 25개의 소단원)을 학습하는 11주 동안 총 30차시에 걸쳐 연구를 진행하였다. 수업은 소단원별로 도입, 전개 및 정리 단계로 구성하였으며, 도입과 전개 단계는 실험반과 비교반 모두 동일하게 진행하였다.
- 먼저 소단원 명을 쓰도록 하여 학생들이 학습한 내용이 무엇과 관련되어 있는지를 스스로 인지하도록 하였다. 두 번째로 학생들의 보다 효과적인 글쓰기 활동을 위해 학습 목표를 스스로 적어보게 하였다. 세 번째로 학생들이 학습한 내용을 스스로 글로 적어보도록 하였다.
- 평소 정리 단계는 학습지나 문제 풀이 형태로 이루어지기 때문에 학생들은 글쓰기로 정리하는 수업에 익숙하지 않았다. 따라서 본격적인 연구 기간이 시작되기 전 5차시 동안 과학 글쓰기를 연습하도록 하여 적응할 시간을 갖도록 하였다. 비교반 수업의 문제 풀이는 학습 내용과 관련된 문제를 교사가 제시하고 학생들이 풀어본 후 함께 정리하는 방식으로 진행하였다.
- 전개 단계에서는 학습 자료를 제시하고, 제시한 자료를 설명하며, 필요한 경우 적절한 실험이나 탐구 활동을 병행하여 과학적 개념을 효과적으로 습득하도록 하였다. 마지막 정리 단계에서 학습 내용과 관련하여 중요하다고 생각되는 부분을 실험반은 과학 글쓰기를, 비교반은 문제 풀이를 통하여 정리하도록 하였다.
- 실험반 수업의 과학 글쓰기는 ‘소단원명 쓰기’, ‘학습 목표 쓰기’, ‘학습 내용과 관련된 과학 글쓰기’, ‘의문점 쓰기’의 네 단계로 진행되었다. 먼저 소단원 명을 쓰도록 하여 학생들이 학습한 내용이 무엇과 관련되어 있는지를 스스로 인지하도록 하였다. 두 번째로 학생들의 보다 효과적인 글쓰기 활동을 위해 학습 목표를 스스로 적어보게 하였다.
- (C)에 제시된 글쓰기에는 외호흡과 내호흡에서 중요한 개념들이 효과적으로 정리되어 있다. 먼저, 들숨과 날숨의 성분 차이를 파이 다이어그램으로 설명하였고, 이산화탄소 양의 차이에 대해서는 글쓰기와 지시약을 이용한 실험내용 결과를 병행하여 설명하였다. 외호흡과 내호흡을 비교하면서 일어나는 장소와 원리에 대해 요약하였다.
- 과학 관련 태도 검사지는 허명(1993)이 번역한 TOSRA(Test of Science Relate Attitude)를 본 연구 목적에 맞게 수정∙보완하여 사용하였다. 본 연구에서 사용한 검사지는 총 20문항으로 과학 탐구에 대한 태도, 과학 수업의 즐거움, 과학에 대한 취미로서의 관심, 수용적인 과학적 태도, 과학에 대한 적극성의 5개 하위 영역으로 구성되어 있다. 문항 형식은 5단계 리커트 척도로 되어 있다.
- Rivard(1994)는 과학 글쓰기를 통해 자신의 생각을 명료화∙정교화 할 수 있고 개념에 대한 확실한 이해를 할수 있다고 하였는데 특히, 설명적 글쓰기 유형이 개념이해에 효과적이라고 하였다. 본 연구에서 실험반은 학습 목표와 학습 내용을 스스로 정리하는 설명적 과학 글쓰기를 하였다. 그 과정에서 학생들이 학습한 과학 개념을 보다 명확하게 이해하게 되어 학업 성취도가 향상된 것으로 분석된다.
- 따라서 본격적인 연구 기간이 시작되기 전 5차시 동안 과학 글쓰기를 연습하도록 하여 적응할 시간을 갖도록 하였다. 비교반 수업의 문제 풀이는 학습 내용과 관련된 문제를 교사가 제시하고 학생들이 풀어본 후 함께 정리하는 방식으로 진행하였다. 이때 제시되는 문제들은 실험반의 과학 글쓰기 주제와 동일한 내용으로 비교반 학생들의 과학 개념을 점검할 수 있도록 제작하였다.
- 두 번째로 학생들의 보다 효과적인 글쓰기 활동을 위해 학습 목표를 스스로 적어보게 하였다. 세 번째로 학생들이 학습한 내용을 스스로 글로 적어보도록 하였다. 수업 시간에 학습했던 중요한 과학적 개념을 중심으로 특별한 형식에 구애받지 않고 학생들이 원하는 대로 그림, 편지글 및 에세이 등의 다양한 형태로 정리하도록 하였다.
- 세 번째로 학생들이 학습한 내용을 스스로 글로 적어보도록 하였다. 수업 시간에 학습했던 중요한 과학적 개념을 중심으로 특별한 형식에 구애받지 않고 학생들이 원하는 대로 그림, 편지글 및 에세이 등의 다양한 형태로 정리하도록 하였다. 마지막으로 과학 글쓰기를 하면서 의문점이 생기는 경우에는 이를 적어보고 수업 후 학생들이 인터넷을 검색하거나 과학 서적을 찾아보면서 스스로 해결할 수 있도록 하였다.
- 먼저, 들숨과 날숨의 성분 차이를 파이 다이어그램으로 설명하였고, 이산화탄소 양의 차이에 대해서는 글쓰기와 지시약을 이용한 실험내용 결과를 병행하여 설명하였다. 외호흡과 내호흡을 비교하면서 일어나는 장소와 원리에 대해 요약하였다. 특히, 산소와 이산화탄소의 농도 차이와 이동 경로를 명확하게 정리하였다는 것은 이 학생이 기체 교환의 원리와 기체 교환 메커니즘에 대한 개념을 정확하게 이해하고 있다는 것을 보여준다.
- 비교반 수업의 문제 풀이는 학습 내용과 관련된 문제를 교사가 제시하고 학생들이 풀어본 후 함께 정리하는 방식으로 진행하였다. 이때 제시되는 문제들은 실험반의 과학 글쓰기 주제와 동일한 내용으로 비교반 학생들의 과학 개념을 점검할 수 있도록 제작하였다. 해당 소단원의 수업이 모두 끝난 후에 실험반과 비교반에게 사후 검사로 사전 검사와 같은 검사지를 사용하여 과학 관련 태도 검사와 과학 학습 동기 검사를 실시하였다.
- (A)와 (C)처럼 호흡 과정이나 기체 교환 과정을 정리하는 방법으로 대부분의 학생들이 그림과 글쓰기를 병행하였다. 즉, 호흡 기관, 폐포와 모세혈관을 그림으로 나타내고, 호흡 기관의 구조와 기능, 기체 교환 과정을 글쓰기로 정리하였다. 호흡 과정이나 기체 교환 과정이 일어나는 장소가 인체 내부이므로 직접 눈으로 볼 수 없기 때문에 그림을 병행한 글쓰기가 자신의 생각을 정리하는데 더 효과적일 수 있다.
- 학생들이 수행한 글쓰기의 특징은 다음과 같이 정리해 볼 수 있다. 첫째, 학생들은 해당 단원에서 다루는 과학 개념의 특성과 학습 목표에 맞추어 글쓰기 유형을 선택하였다. (A)와 (C)처럼 호흡 과정이나 기체 교환 과정을 정리하는 방법으로 대부분의 학생들이 그림과 글쓰기를 병행하였다.
- 수업 정리 단계에서 실험반은 학습 목표와 연관된 과학 개념을 글쓰기로 정리하였고, 비교반은 문제 풀이로 정리하였다. 학생들의 과학 관련 태도는 TOSRA를 수정∙보완한 과학 관련 태도 검사지, 과학 학습 동기는 PALS와 MSLQ를 수정∙보완한 과학 학습 동기 검사지, 학업 성취도는 학교의 지필 평가를 이용하여 측정하였다.
- 학업 성취도 검사를 위하여 학기 초에 실시한 전국 진단 평가를 사전 검사로, 학기 말에 치루는 학교 평가를 사후 검사로 이용하였다. 사후 검사는 객관식 22문항과 서술형 5문항으로 구성하여 총 100점 만점이었다.
- 검사 문항 제작과 채점 과정의 신뢰도를 높이기 위하여 3명의 과학 교사들이 세 차례에 걸쳐 검토하였다. 학업 성취도 수준에 따른 변화를 알아보기 위하여 사전 검사 점수의 표준 편차가 가장 작아지도록 상위, 중위, 하위 수준으로 분류하였다.
- 획일적인 유형의 글쓰기만을 강조하기 보다는 학습 목적과 도입, 이해, 응용, 평가 등의 수업 단계에서 추구하는 목적에 적합한 다양한 유형의 글쓰기를 적용하는 것이 보다 효과적이기 때문이다(정혁 등, 2004). 한 학기 동안 총 30차시에 걸쳐 매 소단원의 정리 단계에서 수업 시간에 배운 내용, 자신의 의문점 및 해결 방안을 정리하여 자신이 선택한 유형의 글로 표현하는 반성적 글쓰기를 수행하였고, 과학 글쓰기 활동이 학생들의 과학적 태도, 학습 동기, 학업 성취도에 어떤 영향을 미치는지 알아보았다.
- 이때 제시되는 문제들은 실험반의 과학 글쓰기 주제와 동일한 내용으로 비교반 학생들의 과학 개념을 점검할 수 있도록 제작하였다. 해당 소단원의 수업이 모두 끝난 후에 실험반과 비교반에게 사후 검사로 사전 검사와 같은 검사지를 사용하여 과학 관련 태도 검사와 과학 학습 동기 검사를 실시하였다.
- 그림에서 화살표로 호흡에 관여하는 기관을 표시하고, 해당 기관의 명칭, 구조와 기능을 글로 설명하면서 각 기관이 호흡 과정에서 어떤 역할을 하는지 요약하였다. 호흡 기관의 핵심인 폐의 구조는 폐포를 확대하여 그림으로서 강조하였고, 호흡 운동에서 중요한 역할을 하는 횡격막과 폐를 보호하는 갈비뼈의 역할을 서술하였다. 담배의 유해성을 설명하기 위해서는 담배에 포함되어 있는 유해성분(니코틴, 타르, 일산화탄소 등)의 종류와 그 특성을 알아야 한다.
대상 데이터
- 본 연구는 임의로 선정한 경기도 소재 중학교의 2학년 학생들을 대상으로 하였다. 2학년 2개 학급 76명을 실험반으로, 다른 2개 학급 76명을 비교반으로 무선 배치하였다. 전체 152명 중 수업에 한번이라도 불참하였거나 검사에 불성실하게 응답한 학생을 제외한 127명(실험반 65명과 비교반 62명)을 분석 대상으로 하였다.
- 본 연구에서는 과학 수업의 정리 단계에서 글쓰기를 강조한 수업이 학생들의 과학 관련 태도, 학습 동기 및 학업 성취도에 미치는 영향을 알아보았다. 경기도 소재 중학교 1개교의 2학년 학생 127명을 연구 대상으로 총 30차시에 걸쳐 수업을 진행하였다. 수업 정리 단계에서 실험반은 학습 목표와 연관된 과학 개념을 글쓰기로 정리하였고, 비교반은 문제 풀이로 정리하였다.
- 본 연구는 임의로 선정한 경기도 소재 중학교의 2학년 학생들을 대상으로 하였다. 2학년 2개 학급 76명을 실험반으로, 다른 2개 학급 76명을 비교반으로 무선 배치하였다.
- 2학년 2개 학급 76명을 실험반으로, 다른 2개 학급 76명을 비교반으로 무선 배치하였다. 전체 152명 중 수업에 한번이라도 불참하였거나 검사에 불성실하게 응답한 학생을 제외한 127명(실험반 65명과 비교반 62명)을 분석 대상으로 하였다.
데이터처리
- 0 프로그램을 사용하였다. 과학 글쓰기 수업이 학생들의 과학 관련 태도, 과학 학습 동기, 학업 성취도의 변화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 사전 검사 결과를 공변량으로 하고 사후 검사 결과를 종속 변인으로 하여 공변량 분석(ANCOVA)을 실시하였다.
성능/효과
- 공변량 분석 결과에서 실험반의 ‘전체 과학 관련 태도’가 비교반보다 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다(p<.05).
- 과학 관련 태도의 하위 영역에서는 실험반의 ‘과학 탐구에 대한 태도’와 ‘과학 수업의 즐거움’, ‘과학에 대한 적극성’이 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다(p<.05).
- 학생 스스로가 설정한 학습 목표를 수업 시간에 탐구해보고 글로 정리함으로써 과학적으로 탐구하는 태도와 과학 학습에 대한 적극성이 길러졌으며 과학 수업을 더 즐거워하게 되었다. 둘째, 과학 글쓰기는 학습 동기를 향상시키는데 효과적이다. 학생들은 글쓰기를 통해 학습한 주제와 개념의 중요성을 인식하게 되었고 학습에 대한 자기 효능감도 향상되었다.
- 둘째, 과학 학습 동기 검사 결과, 과학 글쓰기 수업은 학생들의 전체적인 학습 동기를 유의미하게 향상시켰으며(p<.05), 하위 영역에서는 ‘과제에 대한 가치’와 ‘자기 효능감’에 효과가 있었다.
- 둘째, 글쓰기 내용을 보면 학생들이 적극적으로 글쓰기에 참여하였으며 대부분의 학생들이 수업시간에 학습했던 내용을 빠뜨리지 않고 정리하려고 노력하였음을 알 수 있었다. 많은 학생들이 자발적으로 다양한 색깔의 펜을 이용하여 중요하다고 생각하는 내용을 강조하여 표시하거나 용액의 색깔 변화, 인체의 각 기관을 명시하기도 하였다.
- 첫째, 학업 성취도 수준에 적합한 과학 글쓰기 활동 개발이 필요하다. 본 연구 결과에 의하면 과학 글쓰기 활동은 학생들의 학업 성취도 수준에 따라 효과가 다르며, 상위 수준의 학생들에게서 가장 큰 효과를 나타내고 있다. 이것은 상위 수준의 학생들은 학습 내용과 학습 목표에 맞게 자기 주도적으로 글쓰기 유형을 선택하여 개념을 효과적으로 정리한 것이 성적향상으로 이어졌다고 보여 진다.
- 둘째, 과학 글쓰기가 정의적 영역에 미치는 효과를 보다 장기적인 연구를 통해 알아보아야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 과학 글쓰기 수업을 통하여 과학 관련 태도와 과학 학습 동기가 유의미하게 향상되었다. 하지만 하위 영역인 ‘과학에 대한 취미적 관심’, ‘수용적인 과학적 태도’와 ‘내적, 외적목표 지향’에서는 유의미한 변화가 관찰되지 않았다.
- 학업 성취도 검사를 위하여 학기 초에 실시한 전국 진단 평가를 사전 검사로, 학기 말에 치루는 학교 평가를 사후 검사로 이용하였다. 사후 검사는 객관식 22문항과 서술형 5문항으로 구성하여 총 100점 만점이었다. 검사 문항은 수업시간에 배운 과학 개념에 대한 이해와 적용 능력을 측정할 수 있도록 제작하였다.
- 05), 하위 영역에서는 ‘과제에 대한 가치’와 ‘자기 효능감’에 효과가 있었다. 셋째, 과학 글쓰기를 활용한 수업은 학생들의 학업 성취도 향상에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다(p<.05). 특히 상위 수준의 학업 성취도 집단에 더 효과가 있는 것으로 나타났다.
- 학생들은 글쓰기를 통해 학습한 주제와 개념의 중요성을 인식하게 되었고 학습에 대한 자기 효능감도 향상되었다. 셋째, 과학 글쓰기를 활용한 수업은 학생들의 학업 성취도 향상에도 효과적이다. 학습한 과학 개념을 다양한 유형의 글쓰기로 정리하면서 과학 개념을 더 명확히 이해할 수 있었고 글쓰기에 대한 교사의 피드백을 받을 수 있었으므로 더 효과적이었다고 생각된다.
- 셋째, 수업 시간에 배운 개념을 깊이 있게 이해한 학생들은 글쓰기를 통해 이를 효과적으로 정리하였음을 알 수 있었다. 호흡 기관의 구조와 기능을 설명하기 위해서는 호흡 과정에 어떤 기관이 관여하는지 알아야 하며 각 기관의 구조와 그 기능을 연결하여 이해할 수 있어야 한다.
- 수업 처치 후, 실험반은 ‘전체 과학 관련 태도’와 그 하위 영역인 ‘과학 수업의 즐거움’, ‘과학에 대한 취미로 관심’, ‘수용적인 과학적 태도’, ‘과학에 대한 적극성’에서 모두 평균 점수가 높아졌지만, 비교반은 ‘과학에 대한 취미로 관심’과 ‘수용적인 과학적 태도 ’하위 영역에서만 평균 점수가 높아졌다.
- 수업 처치 후, 실험반의 평균 점수가 비교반보다 높았으며 공변량 분석 결과, 실험반 전체의 학업 성취도가 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다 (p<.05).
- 첫째, 과학 관련 태도 검사 결과, 과학 글쓰기 수업은 학생들의 전체적인 과학적 태도 함양에 유의미한 효과가 있었다(p<.05).
- 본 연구 결과로부터 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 과학 글쓰기를 활용한 수업은 학생들의 과학 관련 태도를 향상시킨다. 학생 스스로가 설정한 학습 목표를 수업 시간에 탐구해보고 글로 정리함으로써 과학적으로 탐구하는 태도와 과학 학습에 대한 적극성이 길러졌으며 과학 수업을 더 즐거워하게 되었다.
- 05). 특히 상위 수준의 학업 성취도 집단에 더 효과가 있는 것으로 나타났다.
후속연구
- 따라서 각 집단에게 보다 적합한 과학 글쓰기 유형을 파악하고 글쓰기 활동을 개발하여 적용하는 후속 연구가 필요하겠다. 둘째, 과학 글쓰기가 정의적 영역에 미치는 효과를 보다 장기적인 연구를 통해 알아보아야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 과학 글쓰기 수업을 통하여 과학 관련 태도와 과학 학습 동기가 유의미하게 향상되었다.
- 이것은 상위 수준의 학생들은 학습 내용과 학습 목표에 맞게 자기 주도적으로 글쓰기 유형을 선택하여 개념을 효과적으로 정리한 것이 성적향상으로 이어졌다고 보여 진다. 따라서 각 집단에게 보다 적합한 과학 글쓰기 유형을 파악하고 글쓰기 활동을 개발하여 적용하는 후속 연구가 필요하겠다. 둘째, 과학 글쓰기가 정의적 영역에 미치는 효과를 보다 장기적인 연구를 통해 알아보아야 할 필요가 있다.
- 따라서 보다 많은 학생들을 대상으로 장기간의 연구를 통해 과학 글쓰기가 정의적 영역에 미치는 효과를 재분석 할 필요가 있겠다. 셋째, 최근 과학 글쓰기의 효과에 대한 많은 연구가 이루어지고 있지만 지식 기반 사회에서 요구하는 창의적이고 종합적인 사고를 하는 인재에게 요구되는 창의성이나 비판적 사고, 메타인지와 같은 고차원적 사고에 미치는 효과에 대한 연구도 필요할 것으로 생각 된다.
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