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문제 정의
- , 2002) 때문에, 이들을 대상으로 연구하는 것은 큰 의미를 가진다. 그래서 본 연구에서는 초등학교 5, 6학년 학생들을 연구대상으로 선정하여 그들의 과학관 학습에 대한 기대도를 조사하기 위한 검사 도구를 개발하고, 그 검사 결과를 통해 초등학생들의 과학관 학습 기대도를 규명함으로써 유의미한 내용을 해석해 내는 데에 그 목적이 있다. 연구를 위한 구체적인 연구문제는 다음과 같다.
- 자유 선택 학습의 특성을 가진 비형식 과학 학습의 장으로서의 과학관 맥락에서 관람객의 기대도 파악이 중요하며, 관람객의 과학관 학습 선택에 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. 따라서 본 연구는 과학관과 같은 학교 밖 비형식 맥락의 과학 학습에 대한 이해를 위하여 관람객의 학습 기대도를 탐색한 것으로 기대도 관련 연구의 초기의 탐색적 성격을 가진다. 연구 문제에 따른 결론을 정리하면 다음과 같다.
- 본 연구에서는 과학관 학습에 대한 초등학생들의 기대도를 학습 영역 중점으로 파악하기 위하여 다음과 같이 조사 연구를 실시하였다.
- 이 연구에서는 과학관 예비 관람객의 사전 상태 중에서도 정의적 영역에 해당하는 관람객의 학습에 대한 기대도에 초점을 두고자 한다.
제안 방법
- 과학관 학습에 대한 초등학생들의 기대도를 과학관 학습 영역을 중심으로 분석하여 살펴보았다. 또한 성별 차이와 학년별 차이를 비교하였다.
- 하지만, 과학적 추론에 참여 범주로 분류하여 개발했던 10번 문항은 요인 분석결과, 과학 지식 이해 범주로 분류되고 있다. 과학교육 전문가들과의 검토 결과, 요인 3의 부하량(0.483)도 유의미하고 내용상 사전에 분류한 과학적 추론에 참여 범주로 구분하는 것이 더 타당하다고 판단하였기에, 최종적으로는 10번 문항을 과학적 추론에 참여 범주로 구분하였다. 따라서 총 32개 문항으로 구성된 과학관 학습에 대한 기대도 측정 도구는 7개의 하위 범주 요인으로 구분되어 있다.
- 구성이 완료된 검사 도구의 문항들이 얼마나 일관성이 있는지를 알아보기 위해 문항내적일관성 신뢰도를 분석하였다. 산출된 전체 문항의 신뢰도(Cronbach α) 값은 .
- 먼저 과학관 학습의 영역과 과학학습의 흥미 및 과학의 본성에 관한 문헌 연구와 검사 도구에 대한 선행연구를 참고로 하여 1차 검사 도구를 개발하였다. 그 후, 경기도와 서울 소재 초등학교 5, 6학년 학생들을 대상으로 세 차례의 예비 검사를 실시하였다. 예비 검사 과정에서 파악된 초등학생들이 이해하기 어려운 내용과 표현들을 수정하였고, 이 과정에서 3개 문항을 제외시켰다.
- 먼저 관련 문헌의 조사와 정리를 통하여 기존 연구 성과를 파악하고, 검사지 개발을 위한 준비를 하였다. 다음 단계에서는 조사를 위한 검사지를 1차 개발하고, 예비 검사를 실시하여 수정 보완하였으며, 과학 교육 전문가를 활용하여 내용 타당도를 검증하였다. 마지막 단계에서는 완성된 검사지를 이용하여 자료를 수집하였다.
- 과학관 학습에 대한 초등학생들의 기대도를 과학관 학습 영역을 중심으로 분석하여 살펴보았다. 또한 성별 차이와 학년별 차이를 비교하였다.
- 검사 도구의 개발은 2단계에 걸쳐서 이루어졌다. 먼저 과학관 학습의 영역과 과학학습의 흥미 및 과학의 본성에 관한 문헌 연구와 검사 도구에 대한 선행연구를 참고로 하여 1차 검사 도구를 개발하였다. 그 후, 경기도와 서울 소재 초등학교 5, 6학년 학생들을 대상으로 세 차례의 예비 검사를 실시하였다.
- 이 연구는 세 단계를 거쳐서 수행되었다. 먼저 관련 문헌의 조사와 정리를 통하여 기존 연구 성과를 파악하고, 검사지 개발을 위한 준비를 하였다. 다음 단계에서는 조사를 위한 검사지를 1차 개발하고, 예비 검사를 실시하여 수정 보완하였으며, 과학 교육 전문가를 활용하여 내용 타당도를 검증하였다.
- 또한 자료의 유의미한 해석을 위하여 초등학생들의 과학관에 대한 인식과 과학 학습 흥미 검사 자료와 과학관 이용 실태 및 선호하는 관람 형태에 관한 설문 조사 등의 추가적인 자료를 수집하였다. 여기서 과학 학습의 흥미 문항은 학생들의 과학 학습에 대한 흥미를 다차원적으로 분석한 Kim and Im(2012)의 연구를 참고하여 흥미의 동기차원(내․외 적동기)과 활동차원(수용적ㆍ경험적ㆍ의사소통ㆍ인지사고 활동)을 측정하기 위해 사용된 검사 도구를 초등학생 수준에 맞게 어휘를 수정하여 사용하였다. 추가 검사지들의 문항내적일관성 신뢰도는 Cronbach 알파 값이 흥미의 동기차원은 .
- 이 연구의 주요 결과를 연구문제에 따라 ‘검사 문항 개발’과 ‘검사 결과 분석’로 나누어 기술하였다.
- 첫째, 문헌 연구를 통하여 과학관 학습 영역의 하부 요인을 과학 흥미 계발, 과학 지식 이해, 과학적 추론, 과학에 대한 반추, 과학 실행에 참여, 과학적 정체성 파악 그리고 자기주도 학습력 신장을 선정하였다. 이러한 하부 요인에서 학습 요소를 추출한 후, 초등학생들의 수준에 적합한 언어로 구성된 기대도 측정 문항을 개발하였다. 330명의 초등학교 5학년과 6학년 학생들을 대상으로 과학관 학습영역에 대한 기대도 검사를 실시한 결과에 대한 요인 분석을 통하여 사전 선정한 영역들이 요인으로 적절함을 확인할 수 있으며 높은 신뢰도 값이 산출된다.
- 일곱 가지로 분류된 과학관 학습 영역에서 학습요소를 추출한 뒤, 학습 요소에 따른 문항을 초등학교 고학년의 어휘 수준을 고려하여 개발하였다. Fig.
- 첫째, 문헌 연구를 통하여 과학관 학습 영역의 하부 요인을 과학 흥미 계발, 과학 지식 이해, 과학적 추론, 과학에 대한 반추, 과학 실행에 참여, 과학적 정체성 파악 그리고 자기주도 학습력 신장을 선정하였다. 이러한 하부 요인에서 학습 요소를 추출한 후, 초등학생들의 수준에 적합한 언어로 구성된 기대도 측정 문항을 개발하였다.
- 학생들이 과학관에서 어떠한 학습을 기대하는지를 측정하기 위한 하부 영역을 선정하기 위해 우선 영국의 비형식 학습 연구진이 정리한 총체적 학습성과(Hooper-Greenhill, 2009)와 미국과학교육위원회의 과학학습 영역(Bell et al., 2007)을 고찰하여 과학관 학습 영역을 분류하였다. 특히 미국과학교육위원회가 정리한 과학학습 영역은 과학 교과와 과학관을 대상으로 한 연구이므로, 이를 이론적 근거로 하여 과학관 학습 영역을 과학 흥미 계발, 과학지식 이해, 과학적 추론에 참여, 과학에 대한 반추, 과학 실행에 참여, 과학적 정체성 파악 등으로 체계화하였다.
대상 데이터
- 본 연구 대상은 Table 1과 같이 경기도 안양시 동안구 1개교에 재학 중인 5학년 학생 190명과 성남시 분당구에 소재한 1개교에 재학 중인 6학년 학생 152명이다. 총 342명이 응답한 설문지를 회수하였으며, 이 중 불성실한 응답을 제외하여 최종적인 참여자는 330명이었다.
- 총 342명이 응답한 설문지를 회수하였으며, 이 중 불성실한 응답을 제외하여 최종적인 참여자는 330명이었다. 성별로 남학생은 155명, 여학생은 175명이었으며, 학년별로 5학년은 179명, 6학년은 151명이다. 조사 대상 지역은 모두 수도권 1기 신도시 지역으로, 학부모의 사회경제적 수준이 비교적 높은 곳이다.
- 성별로 남학생은 155명, 여학생은 175명이었으며, 학년별로 5학년은 179명, 6학년은 151명이다. 조사 대상 지역은 모두 수도권 1기 신도시 지역으로, 학부모의 사회경제적 수준이 비교적 높은 곳이다. 또한 국립과천과학관과의 거리가 비교적 가까운 곳으로, 학생들이 과학관을 방문할 기회가 상대적으로 많을 것으로 기대되는 곳이었다.
- 본 연구 대상은 Table 1과 같이 경기도 안양시 동안구 1개교에 재학 중인 5학년 학생 190명과 성남시 분당구에 소재한 1개교에 재학 중인 6학년 학생 152명이다. 총 342명이 응답한 설문지를 회수하였으며, 이 중 불성실한 응답을 제외하여 최종적인 참여자는 330명이었다. 성별로 남학생은 155명, 여학생은 175명이었으며, 학년별로 5학년은 179명, 6학년은 151명이다.
데이터처리
- 검사 도구의 신뢰도 분석을 위해서 내적문항일치도(Cronbach α)를 구하였고, 요인 구조를 타당하게 반영하고 있는지 알아보기 위해 확인적 요인분석을 실시하였다.
- 자료 수집 과정에서 참여 학생들에게 조사의 취지를 간략하게 설명하였으며, 검사지에 답하는 시간은 30분 내외였다. 마지막으로 수집한 자료로 검사 도구의 요인 분석과 타당도 그리고 신뢰도를 추정하였으며, 통계 분석을 실시하였다(Fig. 1).
- 검사 도구의 자료 분석에는 SPSS 20 version 프로그램을 사용하였다. 문항별 학생들 응답의 평균 및 표준편차를 알아보기 위한 기술통계 분석과, 방문횟수별로 과학관 학습에 대한 인식 차이를 알아보기 위해서 ANOVA 분석을 실시하였다. 검사 도구의 신뢰도 분석을 위해서 내적문항일치도(Cronbach α)를 구하였고, 요인 구조를 타당하게 반영하고 있는지 알아보기 위해 확인적 요인분석을 실시하였다.
- 과학관 학습에 대한 초등학생들의 기대도의 성별과 학년별 차이는 Table 6, 7과 같다. 추가적으로 과학학습에 대한 초등학생들의 흥미가 과학관 학습에 대한 기대도에 미치는 영향을 분석하고자 과학관 학습에 대한 기대도를 종속변인으로 흥미의 동기차원 2개 요인과 활동차원 4개 요인을 독립변인으로 하여 다중회귀분석을 실시하였다(Table 8). 분석 결과, 모형의 설명력은 69.
- 859로 전반적으로 매우 양호한 신뢰도를 보인다고 할 수 있다. 흥미가 기대도에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 기대도를 종속변인으로 설정하고, 이에 어떠한 요인들이 영향을 미치는지 파악하기 위하여 과학 학습의 흥미를 독립변인으로 설정하여 다중회귀분석을 실시하였다.
성능/효과
- 32개의 대부분 문항이 사전에 설정하여 분류한 하위 범주 요인과 요인분석 결과가 모두 일치하고 있음을 보이고 있다. 하지만, 과학적 추론에 참여 범주로 분류하여 개발했던 10번 문항은 요인 분석결과, 과학 지식 이해 범주로 분류되고 있다.
- 이러한 하부 요인에서 학습 요소를 추출한 후, 초등학생들의 수준에 적합한 언어로 구성된 기대도 측정 문항을 개발하였다. 330명의 초등학교 5학년과 6학년 학생들을 대상으로 과학관 학습영역에 대한 기대도 검사를 실시한 결과에 대한 요인 분석을 통하여 사전 선정한 영역들이 요인으로 적절함을 확인할 수 있으며 높은 신뢰도 값이 산출된다.
- Schilling and Schilling(1999)은 교육에서 기대도가 매우 중요하며, 기대도는 학생들의 학습 경험의 형성에 크게 기여하고 있다고 한다. 단순히 기대도에 대해서 진술하기만 해도 성과가 향상되었으며, 높은 기대는 높은 수준의 수행을 산출하였고, 능력이 비슷한 사람들의 경우에도 학습에 대한 기대도가 낮은 사람보다 높은 사람이 더 높은 수행 수준을 보였다. 또한, 기대도는 교사나 학생의 성공이나 실패 원인에 대한 인식에 의해서 형성되기도 한다.
- 관람객들은 자신의 정체성과 관련된 동기를 가지고 있었으며, 정체성은 관람하는 동안의 경험을 유발하고 형성하였다. 또한 동기는 관람객이 관람하는 동안의 행동과 의미 형성에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이처럼 관람객의 관람 이전 정의적 상태는 관람의 여러 과정에서 학습에 큰 영향을 미치는 것으로 드러나고 있다(Nickels, 2009).
- 이러한 흥미는 초등학생의 기대도에 가장 큰 영향을 미치고 있음으로 보아, 학년에 따른 흥미도 감소가 과학관 학습에 대한 기대도 감소에 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 반면, 관람객의 흥미의 활동차원 요인들이 과학적 추론에 참여와 과학적 정체성 파악 영역에서 남학생들이 여학생보다 더 높은 기대도의 성차에 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있다.
- 추가적으로 과학학습에 대한 초등학생들의 흥미가 과학관 학습에 대한 기대도에 미치는 영향을 분석하고자 과학관 학습에 대한 기대도를 종속변인으로 흥미의 동기차원 2개 요인과 활동차원 4개 요인을 독립변인으로 하여 다중회귀분석을 실시하였다(Table 8). 분석 결과, 모형의 설명력은 69.3%로 나타났고, 회귀식의 F 통계값은 103.69(p=.000)로 유의했다. 회귀분석 결과, 유의한 영향을 미치는 요인들을 살펴보면 동기차원의 내적동기(β=.
- 셋째, 과학적 추론에 참여 영역은 자연이나 인공적 세계 조작, 실험, 탐색, 예측, 의문 제기, 관찰, 집합적 이해 등과 같은 과학적 탐구 및 추론 능력과 관련된 활동에 중점을 둔다. 이외에도 특정 비형식 환경과 관련된 기술로써 상호작용 전시물을 이용하는 법, 웹 사이트를 사용하는 법, 다른 수준의 사람들과 자원을 공유하거나 협상하는 기술 등도 이 영역에 포함된다(Bell et al.
- 셋째, 흥미의 내적 동기 차원은 기대도의 학년별 차이에 영향을 미치고, 흥미의 활동 차원은 기대도의 성차에 주로 영향을 미친다는 것을 알 수 있다. 과학관 학습에 대한 초등학생들의 기대도는 관람객의 내적동기인 흥미가 높을수록 높은데, 이러한 영향은 기대도의 학년차에서 나타나고 있다.
- 이러한 결과를 기대도와 흥미의 차원별 회귀분석 결과와 종합하여 비교해 보면, 과학관 학습 영역에서 초등학생들의 기대도에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타난 내적동기로서 흥미의 영향이 기대도의 성차에서는 보이지 않는 것을 뜻한다. 반면, 흥미의 활동적 차원 요인들이 과학적 추론에 참여와 과학적 정체성 파악 영역에서 남학생들이 여학생들보다 유의미한 차이로 더 높은 기대도를 지니게 영향을 미친 것으로 판단할 수 있다.
- 초등학생들이 지닌 과학관에서의 과학 학습에 대한 높은 기대도를 통하여 과학관이 가지는 비형식 과학 학습의 장으로서의 중요성과 가능성을 확인 할 수 있었다. 초등학생들은 과학관에서의 과학 학습에 대해서 높은 기대도를 가지고 있었다.
- 최종 선정된 검사 도구의 문항들에 대한 하부 학습영역의 요인 분석은 Table 4와 같이 KMO(Kaniser-Meyer-Olkin)와 Bartlet 검정에 의해 유의한 것으로 판정되었다. 0.
- 회귀분석 결과, 유의한 영향을 미치는 요인들을 살펴보면 동기차원의 내적동기(β=.338), 활동차원의 경험적 활동(β=.284), 인지사고 활동(β=.236), 의사소통 활동(β=.083)이 정적인 영향을 미치고 있음이 확인되었다.
후속연구
- 마지막으로 본 연구는 기대도 연구의 초기 탐색적 성격을 지녔기에 추후 관람객의 기대도 연구에 대해 전망해 본다면 다음과 같다. 기대도는 과학관 방문, 과학관 관람, 학습, 활동 참여 과정을 안내하고 여과하며 형성하는 역할을 할 것이다. 또한 과학관 방문과 관람 성과를 평가하는 기준이 되며, 나아가서는 관람 이후 과학관에 대한 새로운 인식이나 기대도 형성에 기여하며, 행동, 흥미, 참여, 포부의 형성에 간여할 것이므로 관람객의 기대도 대한 추가적인 연구가 필요하다.
- 기대도는 과학관 방문, 과학관 관람, 학습, 활동 참여 과정을 안내하고 여과하며 형성하는 역할을 할 것이다. 또한 과학관 방문과 관람 성과를 평가하는 기준이 되며, 나아가서는 관람 이후 과학관에 대한 새로운 인식이나 기대도 형성에 기여하며, 행동, 흥미, 참여, 포부의 형성에 간여할 것이므로 관람객의 기대도 대한 추가적인 연구가 필요하다.
- 둘째, 과학관에서의 과학 학습 기대도에 대해서 남학생이 여학생보다 높은 경향을 보여주었듯이, 일반적으로 과학에 대해서는 남학생들이 여학생보다 더 높은 관심과 성취를 보여주는 경향이 있는 것으로 알려져 왔다. 하지만, 본 연구에서는 내적동기로서의 흥미의 차이가 아니라, 인지사고 활동과 의사소통 활동과 같은 흥미의 활동차원의 성차에 의한 것으로 나타났기에, 미래지향적 과학적 소양 함양과 우수 과학기술 인력의 확보와 양성이라는 관점에서 여학생들의 기대도를 높일 수 있는 방안에 대한 이해, 노력 및 연구가 필요한 것으로 보인다. 반면, 기대도의 학년별 차이 분석 결과는 학년에 따른 흥미의 감소가 영향을 미치는 것으로 분석되었기에 과학관에서 관람객의 학년에 따른 인지 수준 발달을 고려하여 과학관 학습을 통하여 흥미가 발생되는 것뿐 아니라, 지속될 수 있도록 전시물 구성과 프로그램 운영 등에서 고려해야 함을 시사한다.
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