[논문]논의 중심 과학 탐구에 대한 예비과학교사의 이해와 인식

최애란

doi:10.5012/jkcs.2014.58.6.658

논의 중심 과학 탐구에 대한 예비과학교사의 이해와 인식
Pre-Service Science Teachers' Understanding and Views of Argument-Based Inquiry Approach 원문보기

대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.58 no.6, 2014년, pp.658 - 666

초록
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이 연구의 목적은 예비과학교사의 논의 중심 과학 탐구에 대한 이해와 인식을 알아보는 것이다. 대도시 소재 사범대학 과학교육과에서 예비과학교사 17명을 대상으로 화학교과교재 및 연구법 수강이전과 이후에 실시한 서술형 설문과 사후개별 면담 자료를 연속적 비교분석법으로 분석하였다. 사후 설문 및 면담에서 과학 탐구의 중요한 요소로서 논의를 언급하고, 탐구 문제에 대한 주장과 근거를 협상하는 과정으로서 논의의 역할을 이해하는 예비과학교사의 수가 사전보다 늘어났다. 예비과학교사들은 논의가 강조된 탐구 중심 과학 수업의 중요성을 인식함에도 불구하고 여러 가지 어려움과 문제점에 대한 우려를 하고 있었다. 사전에는 학생들의 소극적인 논의 참여를 어려움으로 인식하는 반면, 사후에는 예비교사 자신의 수업지도안 계획 또는 학생들의 논의를 안내하는 어려움에 대하여 언급하는 경우가 많았다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was designed to explore pre-service secondary science teachers' understanding and views of argument-based inquiry approach. Participants were 17 pre-service secondary science teachers enrolled in chemistry curricular materials and teaching methods course for majors in the college of education at a university in Seoul. Main data sources included each student responses to an open ended survey and individual interviews. Data analyses indicated that the pre-service teachers had very limited and biased understanding on scientific inquiry at the beginning of the semester. While the pre-service teachers understood that scientific inquiry should be an essential component of science teaching, a few pre-service teachers mentioned 'argumentation' or 'discussions' when they defined what scientific inquiry is. The majority of the pre-service teachers mentioned that science should be taught through scientific inquiry since science is inquiry itself. However, the pre-service teachers expressed several potential barriers and their concerns on implementing argumentation in scientific inquiry. While they concerned about students' lack of participation at the beginning of the semester, they concerned more about the teachers' ability of leading student argumentation at the end of the semester.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

또한 개발한 교수·학습지도안에 대하여 동료들과 토론 하면서 학생들의 논의활동을 활성화하기 위하여 개선할 수 있는 여러 가지 방안에 대하여 토론하였다.
이 연구에서는 탐구적 과학 글쓰기에서의 교사의 역할과 학생의 활동을 예비교사들에게 소개하고 이를 적용한 탐구 활동을 예비교사가 학생입장에서 경험할 수 있는 기회를 제공하였다. 또한 예비교사들은 논의를 강조한 탐구 수업을 계획하는데 고려해야 하는 여러 가지 전략에 대하여 배우고, 기존의 전통적 확인실험을 논의가 강조된 탐구 수업으로 바꾸어 교수 학습지도안을 개발하고 발표한 후 개선할 점 등에 대하여 토론하였다.
이 연구에서는 예비과학교사의 과학 탐구에 대한 이해와 논의가 강조된 과학 탐구 수업에 대한 인식을 알아보고자 하는 연구 목적을 달성하기 위하여 서술형으로 구성된 설문과 반구조화 면담 자료를 이용하는 질적 연구 설계를 하였다.
이 연구에서는 중 고등학교 화학을 가르치는데 필요한 교과교육학적 지식을 함양할 수 있도록 설계된 ‘화학교과 교재및연구법’ 과목에서 예비과학교사들에게 논의 중심 과학 탐구에 대하여 소개하였다.
탐구적 과학글쓰기에서 교사는 학생들의 사고와 논의를 촉진하기 위하여 비계(scaffold)의 역할을 할 뿐 아니라 학생들이 탐구와 관련된 과학 개념에 관해 읽고, 쓰고, 토론할 수 있도록 안내한다. 이 연구에서는 탐구적 과학 글쓰기에서의 교사의 역할과 학생의 활동을 예비교사들에게 소개하고 이를 적용한 탐구 활동을 예비교사가 학생입장에서 경험할 수 있는 기회를 제공하였다. 또한 예비교사들은 논의를 강조한 탐구 수업을 계획하는데 고려해야 하는 여러 가지 전략에 대하여 배우고, 기존의 전통적 확인실험을 논의가 강조된 탐구 수업으로 바꾸어 교수 학습지도안을 개발하고 발표한 후 개선할 점 등에 대하여 토론하였다.
앞으로 학교 과학 수업이 어떠한 모습일 것인가는 현재의 예비교사가 무엇을 알고, 어디에 가치를 두고 있으며, 어떠한 점을 고려하는가에 달려있기 때문이다. 이에 이 연구에서는 예비과학교사의 과학 탐구에 대한 이해와 논의가 강조된 탐구 수업에 대한 인식을 화학교과교재및연구법 수강 전과 후에 알아보고자 한다. 이 연구의 연구 문제는 다음과 같다.

제안 방법

30 과학교육과 석사과정 대학원생 5명과 한 명의 과학교육전문가 각자가 설문 응답과 전사된 면담자료를 읽고 논의를 강조한 탐구 및 이를 적용한 수업에 관한 예비과학교사의 이해와 인식에 관하여 오픈 코딩(open coding)하였다. 예비 코딩틀(preliminary coding scheme)을 만들고, 이를 가지고 자료를 다시 읽고 비교하면서 추가되는 코드를 포함시키고 코딩틀(coding scheme)을 정교하게 다듬었다.
각 예비과학교사가 한가지 이상의 코드에 해당되는 내용을 응답한 경우 중복코딩 하였다. 이에 각 문항에 대한 전체응답 수는 연구대상 학생수보다 많다(Table 1,2).
서술형 설문과 반구조화 면담을 연구대상 17명 예비과학교사 모두에게 실시하였다. 서술형 설문은 화학교과 교재 및 연구법 과목을 수강하기 전 학기 초와 수강한 후 학기말에 실시하였고, 설문에 답하는데 30분 정도 소요되었다. 개별 면담에서는 논의가 강조된 탐구 수업에 관한 반 구조화된 문항들을 활용하여 학기말 설문에 대한 응답에 대한 좀 더 명확하고 자세한 견해를 들을 수 있었다.
³⁰ 과학교육과 석사과정 대학원생 5명과 한 명의 과학교육전문가 각자가 설문 응답과 전사된 면담자료를 읽고 논의를 강조한 탐구 및 이를 적용한 수업에 관한 예비과학교사의 이해와 인식에 관하여 오픈 코딩(open coding)하였다. 예비 코딩틀(preliminary coding scheme)을 만들고, 이를 가지고 자료를 다시 읽고 비교하면서 추가되는 코드를 포함시키고 코딩틀(coding scheme)을 정교하게 다듬었다. 이러한 과정을 두 번 반복하면서, 각각의 코드의 특성과 차원에 따라 항목화, 정교화시켜 최종 코딩틀을 만들어 전체 자료를 분석하였다.
예비 코딩틀(preliminary coding scheme)을 만들고, 이를 가지고 자료를 다시 읽고 비교하면서 추가되는 코드를 포함시키고 코딩틀(coding scheme)을 정교하게 다듬었다. 이러한 과정을 두 번 반복하면서, 각각의 코드의 특성과 차원에 따라 항목화, 정교화시켜 최종 코딩틀을 만들어 전체 자료를 분석하였다. 전체 자료를 각자 분석하면서 불일치가 있을 때는 토론 협의하였다.

대상 데이터

서술형 설문과 반구조화 면담을 연구대상 17명 예비과학교사 모두에게 실시하였다. 서술형 설문은 화학교과 교재 및 연구법 과목을 수강하기 전 학기 초와 수강한 후 학기말에 실시하였고, 설문에 답하는데 30분 정도 소요되었다.
이 연구는 대도시 소재 사범대학 화학교육과 전공 3학년에 재학중인 예비화학교사 17명을 대상으로 하였다. 이들은 이 연구 참여 전 학기에 화학교육의 철학, 교육과정, 교수학습이론, 평가 등의 이론적 측면을 논의하는 ‘화학교과교육론’ 과목을 수강하였다.
6명의 예비과학교사는 과학 탐구의 경험이 전혀 없다고 응답하였다. 탐구의 경험이 있다고 답한 예비교사 중에 논의를 포함한 탐구, 즉 실험 결과에 대하여 학급 동료 또는 과학 교사와 토론을 한 경험이 있다고 응답한 학생은 3명이었다. 나머지 8명은 실험 수행 경험만을 언급하였다.
향후 과학 수업에서 교사로서 논의 중심 탐구 수업을할 수 있겠다 또는 하고 싶다고 한 예비교사는 11명이었고, 할 수 없겠다고 한 예비교사는 6명 이었다. 할 수 있겠다고 응답한 경우는 교사의 역할이 중요하므로, 교사가 발문법 등을 치밀하게 계획하여 준비하면 가능할 것이고 교사가 힘들겠지만 할 수 있을 것 같고 하고 싶다고 응답 하였다.

데이터처리

예비과학교사의 설문지 응답과 면담 녹음 및 전사 자료는 연속적 비교 분석법(constant comparative method)을 사용하여 분석하였다.³⁰ 과학교육과 석사과정 대학원생 5명과 한 명의 과학교육전문가 각자가 설문 응답과 전사된 면담자료를 읽고 논의를 강조한 탐구 및 이를 적용한 수업에 관한 예비과학교사의 이해와 인식에 관하여 오픈 코딩(open coding)하였다.

성능/효과

2. 예비과학교사는 논의가 강조된 탐구 수업에 대하여 어떻게 인식하는가?
연구 결과 예비과학교사들의 과학 탐구에 대한 이해가 매우 제한적인 것으로 드러났다. 단순히 과학 탐구는 학생중심이다 라고 언급하거나 문제인식, 가설설정, 실험 설계, 실험수행, 결론도출 등의 정해진 과학적 방법(the scientific method)으로 이해하는 경우가 많았다.

후속연구

또한 예비교사가 논의를 과학 교수-학습에 접목시킬 수 있는 능력을 기르게 하기 위해서는 논의 중심 과학 수업을 어떻게 설계해야 하는지에 대하여 구체적이고 명확한 가이드 제공이 필요할 것이다. 논의 중심 탐구에의 학생 참여를 유도할 수 있는 적절한 발문 등의 실제적인 안내를 한다면 예비교사의 실천적 지식의 함양을 도울 수 있을 것이다. 이를 바탕으로 실제로 수업을 계획하고 수업 시연을 할 수 있는 기회를 제공하여 학생들과의 상호작용이 일어나는 수업 수행의 과정에서 일어나는 어려움을 구체적으로 인식하고 이를 해결해 나가는 과정에 대하여 토론한다면 논의 중심 과학 탐구 수업을 지도할 수 있는 능력을 함양할 수 있을 것이다.
논의와 탐구가 강조되고 있는 최근 과학교육의 패러다임에서 그러한 경험과 이해가 부족한 예비교사들에게 과학 탐구에서의 논의의 의미와 중요성을 강조할 뿐 아니라 학생의 입장에서 직접 경험할 기회를 충분히 제공하고 그 과정에 대하여 반성적 토론을 하도록 돕는 것이 필요할 것이다. 또한 예비교사가 논의를 과학 교수-학습에 접목시킬 수 있는 능력을 기르게 하기 위해서는 논의 중심 과학 수업을 어떻게 설계해야 하는지에 대하여 구체적이고 명확한 가이드 제공이 필요할 것이다. 논의 중심 탐구에의 학생 참여를 유도할 수 있는 적절한 발문 등의 실제적인 안내를 한다면 예비교사의 실천적 지식의 함양을 도울 수 있을 것이다.
이를 바탕으로 실제로 수업을 계획하고 수업 시연을 할 수 있는 기회를 제공하여 학생들과의 상호작용이 일어나는 수업 수행의 과정에서 일어나는 어려움을 구체적으로 인식하고 이를 해결해 나가는 과정에 대하여 토론한다면 논의 중심 과학 탐구 수업을 지도할 수 있는 능력을 함양할 수 있을 것이다. 또한 학교 과학 수업에서 실행되는 논의 중심 탐구 수업을 관찰할 수 있다면 실제 수업 상황에서 일어나는 다양한 문제와 그 해결 과정을 간접적으로 경험함으로써 논의 중심 탐구 수업에 대하여 긍정적인 인식을 가지는데 도움이 될 것이다.
이 연구는 사범대학에서 화학교재및연구법을 수강한 학생들만을 연구 대상으로 하였다는 한계점이 있으므로더 많은 관련 후속 연구가 수행될 필요가 있겠다. 뿐만 아니라 학교현장에서의 논의가 강조된 탐구 수업 실현을 위해서는 현장과학교사를 대상으로 하는 지속적인 교육과 연구도 수반되어야 할 것이다.
사전 설문 이후 예비교사들은 한 학기 동안 화학교과 교재및연구법의 수업을 통해 과학 탐구와 논의의 역할에 대하여 배우고 논의가 포함된 탐구활동을 학생입장에서 경험하였다. 사후 설문에서는 논의를 과학 탐구의 중요한 요소로서 언급하고 의사소통을 통하여 탐구에 관련된 주장과 근거를 협상하는 과정으로 논의의 역할을 이해하는 예비교사의 수가 늘어났다. 그러나 그 수가 전체에 비해 상대적으로 적은 수에 불과한 것은 본 연구에서의 강의나 탐구 경험이 장기간의 초 중 고등학교 과학 수업 경험을 통해 형성된 과학 탐구에 대한 이해를 변화, 확장시키기에는 부족했음을 시사한다.
이 연구는 사범대학에서 화학교재및연구법을 수강한 학생들만을 연구 대상으로 하였다는 한계점이 있으므로더 많은 관련 후속 연구가 수행될 필요가 있겠다. 뿐만 아니라 학교현장에서의 논의가 강조된 탐구 수업 실현을 위해서는 현장과학교사를 대상으로 하는 지속적인 교육과 연구도 수반되어야 할 것이다.
논의 중심 탐구에의 학생 참여를 유도할 수 있는 적절한 발문 등의 실제적인 안내를 한다면 예비교사의 실천적 지식의 함양을 도울 수 있을 것이다. 이를 바탕으로 실제로 수업을 계획하고 수업 시연을 할 수 있는 기회를 제공하여 학생들과의 상호작용이 일어나는 수업 수행의 과정에서 일어나는 어려움을 구체적으로 인식하고 이를 해결해 나가는 과정에 대하여 토론한다면 논의 중심 과학 탐구 수업을 지도할 수 있는 능력을 함양할 수 있을 것이다. 또한 학교 과학 수업에서 실행되는 논의 중심 탐구 수업을 관찰할 수 있다면 실제 수업 상황에서 일어나는 다양한 문제와 그 해결 과정을 간접적으로 경험함으로써 논의 중심 탐구 수업에 대하여 긍정적인 인식을 가지는데 도움이 될 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	예비과학교사의 과학 탐구에 대한 이해와 논의의 중요성에 대한 강조에도 불구하고 현장 과학 교실에서 발생하는 문제점은 무엇인가?	1-7 2013년 National Research Council이8 발표한 미국의 새로운 국가과학교육기준(Next Generation Science Standards)은 탐구 문제에 대한 주장을 타당한 증거를 가지고 동료와 협의하는 과학 실천(scientific practice)을 통하여 학생들의 진정한 과학 학습이 이루어진다고 서술하고 있다. 과학 탐구 안에서 주장과 증거를 협상하는 논의의 중요성에 대한 강조에도 불구하고 현장 과학 교실에서는 단순히 확인실험을 하거나 지식 전달을 하는 전통적 강의 중심 수업이 진행되고 있고 학생의 논의 활동이 포함된 탐구 수업은 찾아보기가 어렵다. 9,10
	탐구적 과학 글쓰기란 무엇인가?	Cavagnetto28는 논의를 강조한 과학 수업 처치에 대한 선행연구를 분석한 논문에서 과학 탐구안에서의 논의와 글쓰기의 중요성을 강조하였다. 이러한 수업 전략의 하나의 예로서 탐구적 과학 글쓰기(Science Writing Heuristic approach) 는 논의와 글쓰기를 병행한 과학 탐구를 통하여 학생들의 과학 학습을 증진하기 위하여 Hand와 Keys가 1999가 개발한 것이다.29 탐구적 과학 글쓰기에서 학생들은 탐구 문제에 답하기 위하여 자료를 수집 분석하고, 주장과 증거를 제시하며, 읽기 자료와 비교하고, 구성원들 간에 논의를 함으로써 탐구과정 전체에 대한 반성적 사고를 한다.
	학생들의 논의가 강조된 과학 탐구 수업 증진을 위해 탐구 수업의 중요성과 교사의 이해가 선행되어야 하는 이유는 무엇인가?	이는 현장 과학교사의 과학 탐구 본질에 대한 이해 및 과학 탐구 경험 부족과 관련이 있는 것으로 알려져 왔다.11,12 교사가 탐구 중심 과학 교수-학습에 대하여 제대로 알고 있지 못하다면 탐구 중심 과학 교수-학습을 계획하고 수행하는 것은 매우 어려울 것이다.13-15 따라서 과학교육 현장에서 학생들의 논의가 강조된 과학 탐구 수업을 증진하기 위해서는 과학 탐구 및 논의가 강조된 탐구 수업의 중요성과 학습에 있어서의 장점에 대한 교사의 이해가 선행되어야 한다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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