[국내논문]PEOE 수업모형을 적용한 수업이 학습자의 장·단기 파지 및 정의적 영역에 미치는 효과 The Effects of PEOE-Based Class on Learners' Long- and Short-Term Retention and Affective Area원문보기
The purpose of this study is to apply the PEOE class model that can enhance students' scientific creative problem-solving ability and self-directed learning ability in the middle school science subject and analyze the effects of it on students' long- and short-term retention, scientific creative pro...
The purpose of this study is to apply the PEOE class model that can enhance students' scientific creative problem-solving ability and self-directed learning ability in the middle school science subject and analyze the effects of it on students' long- and short-term retention, scientific creative problem-solving ability, and self-directed learning characteristics. And the paper has gained the following results: First, according to the result of analysis through the pre-test, post-test, and delay test to examine the effects of PEOE-based class on learners' long- and short-term retention, it is found to be statistically significant in the significant level of .05. In other words, the class using PEOE influences learners' short-term retention significantly, but it is even more effective in transmitting the concept that students acquire into their long-term memory. Second, according to the result of analysis through the pre-test and post-test to examine the effects of PEOE-based class on learners' scientific creative problem-solving ability, it is found to be statistically significant in the significant level of .05 in general. However, 'elaboration' and 'originality', the subfactors of scientific creative problem-solving ability, do not indicate significant effects. Third, according to the result of analysis through the pre-test and post-test to examine the effects of PEOE-based class on learners' self-directed learning characteristics, it is found to be statistically significant in the significant level of .05 as a whole. However, 'openness' and 'future-oriented self-understanding', the subfactors of self-directed learning characteristics, do not exert significant effects. Based on the above study results, it can be concluded that PEOE-based class is more effective for learners' academic achievement in science, scientific creative problem-solving ability, and self-directed learning characteristics than lecture-method instruction regarding the middle school science unit of 'The Properties of Air and Weather Change'.
The purpose of this study is to apply the PEOE class model that can enhance students' scientific creative problem-solving ability and self-directed learning ability in the middle school science subject and analyze the effects of it on students' long- and short-term retention, scientific creative problem-solving ability, and self-directed learning characteristics. And the paper has gained the following results: First, according to the result of analysis through the pre-test, post-test, and delay test to examine the effects of PEOE-based class on learners' long- and short-term retention, it is found to be statistically significant in the significant level of .05. In other words, the class using PEOE influences learners' short-term retention significantly, but it is even more effective in transmitting the concept that students acquire into their long-term memory. Second, according to the result of analysis through the pre-test and post-test to examine the effects of PEOE-based class on learners' scientific creative problem-solving ability, it is found to be statistically significant in the significant level of .05 in general. However, 'elaboration' and 'originality', the subfactors of scientific creative problem-solving ability, do not indicate significant effects. Third, according to the result of analysis through the pre-test and post-test to examine the effects of PEOE-based class on learners' self-directed learning characteristics, it is found to be statistically significant in the significant level of .05 as a whole. However, 'openness' and 'future-oriented self-understanding', the subfactors of self-directed learning characteristics, do not exert significant effects. Based on the above study results, it can be concluded that PEOE-based class is more effective for learners' academic achievement in science, scientific creative problem-solving ability, and self-directed learning characteristics than lecture-method instruction regarding the middle school science unit of 'The Properties of Air and Weather Change'.
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문제 정의
둘째, PEOE 수업모형 적용 수업이 학생들의 과학 창의적 문제해결력에 미치는 효과는 어떠한가?
본 연구에서는 PEOE 수업모형을 적용한 수업이 학생들의 장·단기 파지에 미치는 영향과 창의적 문제해결력 및 자기 주도적 학습특성에 어떤 효과를 미치는지를 살펴보았다.
본 연구에서는 중학교 과학 교과에서 학생들의 과학 창의적 문제해결력과 자기 주도적 학습능력을 신장시킬 수 있는 PEOE 수업 모형의 적용을 통해 학생들의 장·단기 파지에 미치는 영향과 과학 창의적 문제해결력 및 자기 주도적 학습특성에 어떠한 효과를 미치는지를 분석하였다.
이에 본 연구에서는 중학교 과학 교과에서 학생들의 창의적 문제해결력과 자기 주도적 학습능력을 신장시킬 수 있는 PEOE 수업 모형의 적용을 통해 학생들의 장·단기 파지에 미치는 영향과 과학 창의적 문제해결력 및 자기 주도적 학습특성에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며, 다음과 같은 연구문제를 설정하였다.
지연검사를 통하여 PEOE를 활용한 수업이 전통적인 수업에 비하여 학습자의 장기파지에 효과가 있는지를 사후검사 총합의 평균값과 지연 검사 총합의 평균값 비교로 수업 유형에 따른 검사시기의 반복측정으로 그 값이 통계적으로 유의미한 차이가 있는지의 여부를 변량분석 결과를 통하여 알아보고자 하였다.
첫째, PEOE 수업모형 적용 수업이 학생들의 장·단기 파지에 미치는 효과는 어떠한가?
제안 방법
PEOE 수업모형을 교수·학습과정에 적용하고 학생들의 장·단기 파지에 미치는 영향과 창의적 문제해결력 및 자기 주도적 학습특성에 어떠한 효과가 있는지를 알아보기 위하여 사전, 사후 및 지연 검사 결과를 비교하여 알아보았다.
본 연구를 위한 실험설계는 [Table 4]와 같으며 독립변인은 PEOE 수업방법과 강의식 수업방법이고, 종속변인은 과학학업성취도, 과학 창의적 문제해결력, 자기 주도적 학습특성에서 학습자들이 취득한 점수이다. 본 연구의 구체적인 연구절차는 [Fig.
본 연구에 적용한 수업모형은 예측-설명-관찰-설명 수업으로 각 단계별 주요활동 및 수업절차는 [Table 6]과 같다.
본 연구에서는 사전과 사후 검사에서 중학교 A형 검사지를 사용하였으며 검사문항은 총 10문항으로 검사지의 문항 내적 일관성 신뢰도인 Cronbach α는 .65이다.
사전 검사내용은 9학년 ‘대기의 성질과 일기 변화’ 단원 중에서 이 연구를 위해 학습하게 될 내용을 중심으로 구성하였고, 사후 검사 도구는 학습한 내용을 중심으로 구성하였다.
수업처치는 2013년 5월 1주에서 6월 중순까지 중학교 과학수업에서 주당 3시간씩 4주 동안 총 12차시 수업으로 진행되었으며 수업내용은 중학교 3학년 과학 교육과정 중의 ‘대기의 성질과 일기변화’ 단원에서 PEOE 탐구수업을 진행하였다.
과학학업성취도 검사는 연구자가 제작한 것을 사용하였다. 이 검사는 연구를 위해 분석한 학습 과제를 중심으로 연구자가 문항을 개발하여 현직교사 명과 2 지구과학교과 전문가 2명의 내용타당도 검증절차를 걸쳐 제작하였다. 문항마다 5개의 선택지를 제공하는 선다형 문항으로써 학생들의 사전-사후 과학학업성취도 정도를 측정하도록 되어 있다.
본 연구의 대상은 부산시 소재 A 중학교 3학년 4개 반 121명을 대상으로 실시하였으며 PEOE 수업을 받은 연구집단은 2개 학급 60명이고, 강의식 수업을 받은 비교집단은 2개 학급 61명이다. 집단의 동질성을 알아보기 위해 수업처치 1주일 전에 학업성취도, 과학 창의적 문제해결력 및 자기 주도적 학습특성에 대한 사전 검사를 실시하였고 결과는 다음 [Table 1]과 같다.
대상 데이터
본 연구의 대상은 부산시 소재 A 중학교 3학년 4개 반 121명을 대상으로 실시하였으며 PEOE 수업을 받은 연구집단은 2개 학급 60명이고, 강의식 수업을 받은 비교집단은 2개 학급 61명이다. 집단의 동질성을 알아보기 위해 수업처치 1주일 전에 학업성취도, 과학 창의적 문제해결력 및 자기 주도적 학습특성에 대한 사전 검사를 실시하였고 결과는 다음 [Table 1]과 같다.
데이터처리
0을 이용하였다. 연구집단과 비교집단 간의 평균점수와 표준편차를 산출하여 비교하는 독립표본 t-검정과 반복 측정식 변량분석을 통하여 결과를 분석하였다.
성능/효과
과학 창의적 문제해결력 하위영역별의 결과를 보면 타당성은 연구집단의 평균이 9.88, 표준편차는 2.900이며 비교집단은 평균이 8.27, 표준편차는 2.570으로 나타났으며 t-검정을 통해 분석한 결과 두 집단은 유의수준 .05에서 p=.003(p<.05)으로 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다.
05)으로 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 그러므로 PEOE 수업모형을 적용한 수업은 강의식 수업에 비해 학습자의 과학 창의적 문제해결력 향상에 효과가 있음을 알 수 있다.
05)로 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 그러므로 PEOE 수업모형을 적용한 수업은 강의식 수업에 비해 학습자의 과학학업성취도에 효과가 있음을 알 수 있었다. 이는 진재서(2002)의 연구와 이은주(2008), 박현주(2009)의 연구에서 POE 수업모형을 적용한 수업이 학생들의 개념학습 향상에 긍정적인 효과가 있었다는 연구결과와 일치한다.
05)로 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 그러므로 PEOE 수업모형을 적용한 수업은 강의식 수업에 비해 학습자의 자기 주도적 학습특성의 향상에 효과가 있음을 알 수 있다.
둘째, PEOE 수업모형을 적용한 수업이 학습자의 과학 창의적 문제해결력에 미치는 효과를 알아보기 위해 사전검사와 사후검사를 분석해 본 결과 전체적으로는 유의수준 .05에서 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다. 그러나 과학 창의적 문제해결력의 하위요소인 ‘정교성’과 ‘독창성’에 있어서는 유의미한 효과가 나타나지 않았다.
둘째, PEOE 수업을 통해 학생들의 과학 창의적 문제해결력 점수가 향상되었다고 볼 수 있으나 과학 창의적 문제해결력의 하위요소를 살펴보면 학생들의 사전 및 사후 검사결과에서 정교성과 독창성 점수가 매우 낮았다는 것을 알 수 있다. PEOE 수업 적용 시 학생들의 발산적 사고 유발을 촉진할 수 있는 교사의 발문과 주제의 선정이 선행되어야 할 것이며 심화단계를 구안하여 학생들의 흥미와 호기심을 유발할 수 있어야 할것으로 생각된다.
사전 학업성취도 점수의 독립표본 t-검증 결과는 [Table 1]에 나타난 바와 같이 연구집단과 비교집단 간에 유의수준 .05에서 유의미한 차이가 나타나지 않아 학업성취도에 있어서 동질 집단임을 확인하였다.
셋째, PEOE 수업모형을 적용한 수업이 학습자의 자기 주도적 학습특성에 미치는 효과를 알아보기 위해 사전검사와 사후검사를 분석해 본 결과 전체적으로는 유의수준 .05에서 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다. 그러나 자기 주도적 학습특성의 하위요소인 ‘개방성’과 ‘미래지향적 자기이해력’에서는 유의미한 효과가 나타나지 않았다.
셋째, PEOE 학습은 예측한 내용과 탐구 결과를 비교하여 자신의 오개념을 확인하고 예측과 관찰 결과가 일치하지 않은 이유를 찾아 설명하는 과정에서 학생들의 과학적 사고가 향상될 것을 기대한다. 그러므로 다양한 과학 영역에서 PEOE 자료를 개발하여 적용함으로써 학생들의 과학 탐구 능력과 과학 창의적 문제해결력 등의 신장에 유의미한 효과가 있으리라 생각한다.
위의 결과를 종합해 보면 PEOE 수업은 과학 창의적 문제해결력 하위요소 중 타당성과 과학성의 향상에는 효과가 있었으나 정교성과 독창성 향상에는 효과가 없었음을 알 수 있었다. 이에 대한 분석은 다음과 같다.
위의 결과를 종합해 보면 PEOE 수업은 자기주도적 학습특성의 하위요소 중 ‘개방성’과 ‘미래 지향적 자기이해력’을 제외한 ‘자아개념’, ‘솔선수범’, ‘책임감’, ‘학습 열성’, ‘창의성’, ‘자기 평가력’에서 유의수준 .05에서 통계적인 유의미한 차이를 나타내었다.
이상의 연구결과를 통해 PEOE 수업모형을 적용한 수업은 중학교 과학 ‘대기의 성질과 일기변화’ 단원에서 강의식 수업에 비해 학습자의 과학 학업 성취도, 과학 창의적 문제해결력 및 자기주도적 학습특성에 더 효과적이라고 할 수 있다.
자아개념은 연구집단의 평균이 22.90, 표준편차는 2.741이며 비교집단은 평균이 20.98, 표준편차는 2.753으로 나타났으며 t-검정을 통해 분석한 결과 두 집단은 유의수준 .05에서 p=.000(p<.05)으로 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다.
이는 앞에서 밝혀진 학습자의 단기파지에 미치는 영향에 대한 결과와 같은 결과를 보이고 있다. 즉, PEOE를 활용하여 수업을 할 경우 학습자의 단기파지에도 유의미한 영향을 미치지만 학생들의 장기파지에 더욱 효과적이라는 것이다.
첫째, PEOE 수업모형을 적용한 수업이 학습자의 장·단기 파지에 미치는 효과를 알아보기 위해 사전검사와 사후검사 및 지연검사를 통해 분석한결과 유의수준 .05에서 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다.
후속연구
첫째, POE의 선행 연구에서 학생들의 인지수준에 맞는 학습 자료의 개발을 요구하였다. 그러나 다양한 수준의 학생자료의 개발과 학교 현장에서의 적용은 어려울 것으로 생각되며 다만 이에 대한 대안으로 개별 학생의 개념 변화를 면밀하게 분석하여 심층적인 학습을 장려하여 개방형 학습을 경험할 수 있도록 하여야 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
POE은 어떤 구성으로 이루어져있는가?
이에 White와 Gunstone(1992)에 의해 제안된 POE(예측-관찰-설명) 학습 모형은 단시간에 적용할 수 있는 수업방법으로 간단한 구조들의 절차를 재구성하고 활용하는데 많은 노력 없이 쉽게 활용할 수 있다. POE 수업은 학생들이 관찰할 현상의 결과를 예상하고 정당화하는 ‘예상’, 실제로 관찰한 사실이나 실험을 통해 얻은 결과를 서술하는 ‘관찰’, 예상과 관찰 사이의 불일치를 해결하는 ‘설명’의 3단계로 구성되어 있으며 경험주의와 피아제의 인지 발달 이론에 바탕을 둔 일종의 개념 변화학습 방법으로써 순환학습이 다양한 형태로 변형되고 확장된 것 중의 하나이다.
POE 수업의 장점은?
POE를 사용하면 학생들이 수업 전에 가지고 있는 생각이나 이해 정도를 직접 확인할 수 있으므로, 수업을 학생들의 수준에 맞도록 진행할 수 있는 장점이 있다. 또한, 예상과 관찰 사이의 불일치를 해결하는 설명 단계에서 학생들의 활발한 토의를 적절히 활용하면 학생들에게 과학 개념을 효과적으로 이해시킬 수 있으며 POE의 결과를 토대로 내용 제시 및 계열화에 활용할 수 있는 장점이 있다. 또한 POE를 과학 실험과 연계하여 활용하면 학생들의 수업 전 개념을 분명하게 확인할 수 있고, 예상할 때 경험하는 정교한 추론의 과정이 학습에 동기를 부여하는 역할을 하며, 갈등 해결 과정에서의 진정한 토의를 통해 올바른 개념을 효과적으로 이해할 수 있게 한다. POE 수업의 이러한 장점에 PEOE(예측-설명-관찰-설명) 수업 모형은 POE 수업 모형에서 예측한 사실에 대하여 설명하는 단계를 추가로 가짐으로써 학생이 자신의 생각을 명료화 시키고 왜곡시키지 못하도록 한다는 장점이 있으며, 관찰이 이루어지기 전의 초기 설명의 중요성을 강조하기 위해 POE 모형에서 설명 단계를 구체화하여 구분하였다.
PEOE수업 모형은?
또한 POE를 과학 실험과 연계하여 활용하면 학생들의 수업 전 개념을 분명하게 확인할 수 있고, 예상할 때 경험하는 정교한 추론의 과정이 학습에 동기를 부여하는 역할을 하며, 갈등 해결 과정에서의 진정한 토의를 통해 올바른 개념을 효과적으로 이해할 수 있게 한다. POE 수업의 이러한 장점에 PEOE(예측-설명-관찰-설명) 수업 모형은 POE 수업 모형에서 예측한 사실에 대하여 설명하는 단계를 추가로 가짐으로써 학생이 자신의 생각을 명료화 시키고 왜곡시키지 못하도록 한다는 장점이 있으며, 관찰이 이루어지기 전의 초기 설명의 중요성을 강조하기 위해 POE 모형에서 설명 단계를 구체화하여 구분하였다. 즉, PEOE 모형은 POE 모형을 보강한 것으로 PEOE 모형에 따른 교수-학습은 POE 모형에 따른 교수-학습에서보다 학생들의 설명을 더 강조한다는 특징이 있다(조희형과 최경희, 2007).
참고문헌 (8)
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Cho, hee-hyung.Choi, kyung-hee(2007). Theory and actuality of science education revised edition.
Cho, seok-hee(2007). Science brilliant intellect distinction tool development research(II). Korea Education Development Institute research CR. 51-97.
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Guglielmino, L. M.(1977). Development of the self-directed learning readiness scale. Doctoral dissertation, University of Georgia, Dissertation Abstracts International. 38.
White, R. and Gunstone, R.(1992). Probing Understanding. London: Falmer Press.
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