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문제 정의
- 본 연구는 양적연구에 앞서서 설명단계를 강조한 수업을 받은 학생들의 수업에 대한 생각을 분석하기 위해서 연구집단 3명의 학생을 무작위로 추출하여 수업과 관련된 면담을 실시하였다.
- 본 연구에서는 POE 수업에서 설명단계를 강조한 변형된 POE 수업의 효과를 알아본 것이다. 설명 단계를 강조하기 위해서 본 연구에서는 학습자의 개념을 더 명료하게 들어내고 보다 효과적인 학습을 위해서 설명 단계를 강조하는 수단으로 과학 글쓰기와 학습자가 작성한 글을 토대로 토의·토론 수업의 형태를 결합하여 총 11차시의 수업을 진행하였다.
- 이러한 관점에서 과학 수업의 질적 개선에 기여하고 학생들의 과학 수업에 대한 학습동기를 제고하기 위해서 POE 수업모형의 세 단계 즉, 예상-관찰-설명의 단계에서 마지막 설명 단계를 과학글쓰기와 토의․ 토론 수업으로 진행하는 ‘설명 단계를 강조한 POE 과학수업’이 초등학생들의 과학 탐구능력, 과학 수업 동기, 과학적 태도에 미치는 효과를 알아보고자 한다.
제안 방법
- 한 문항 당 최대 5점이고 총 문항수가 30문항으로 총 150점으로 채점되었으나 5점 척도의 특성을 고려하여 학생들이 받은 총점에 문항수를 나누어 5점 만점으로 평정하였다. 과학 학습 동기의 하위 요소인 주의력, 관련성, 자신감, 만족감도 각각 5점 만점으로 평정하였다.
- 설명단계에서는 학생들이 수업의 도입단계에서 교사가 제시한 문제에서 자신의 예상과 결과가 일치하였는지의 여부와 그 이유를 기술하도록 하였다. 과학글쓰기에서 반 구조화된 글쓰기 틀을 제공하였다. 이처럼 과학글쓰기 단계에서 반 구조화된 글쓰기 틀을 제공함으로써 다음 단계인 토의·토론 수업단계에서 학생들이 자신의 생각과 다른 동료 학생의 생각을 효율적으로 비교하여 활발한 토의·토론이 진행될 수 있도록 하였다.
- Hong(2009)는 POE는 탐구 활동을 통해 인지갈등을 유발하여 과학개념의 이해와 탐구능력 향상에 활용될 수 있는 장점이 있으나 예측, 관찰, 설명의 3단계로만 구성되어 있어 활동에 앞서 문제를 파악하고 이해하는 단계가 생략되거나 약하게 다루어질수 있다는 문제점이 있다고 하였다. 또한 예측단계에서 학생들의 영재성을 활용할 수 있는 충분한 토론기회가 제공되지 않았고, 학습한 내용을 심화시키는 단계가 없어 재능과 성취가 우수한 학생을 위한 요소를 포함하고 있지 않았다고 진단하면서 이러한 한계를 극복할 수 있도록 토론과정과 심화과정이 추가된 POEE 수업모형을 개발하였다. 이것은 교사 들은 다양한 수업의 단원에 적합한 수업모형을 추출하고 그 수업모형의 장점을 극대화 할 수 있도록 수업모형의 수정․보완하는 노력을 기울여야 할 필요가 있다는 것을 말해준다.
- 그 이유는 POE 과학수업은 수업에서 학습자가 수업내용과 관련된 개념의 진술, 강화, 확인, 재구축 과정을 스스로 거치는 과정을 밟게 되기 때문에 수업에 대한 주도권을 차지할 수 있기 때문으로 분석된다. 본 연구에서는 설명단계에서 학생들이 직접 작성한 자료를 이용하여 토의․토론이라는 단계를 더 거치게 함으로써 학생들의 수업에 대한 자신감과 주도권을 더 강화시켰다. 이러한 측면들이 학생들의 과학수업 동기 향상에 긍정적으로 작용했다고 사료된다.
- 설명 단계를 강조하기 위해서 본 연구에서는 학습자의 개념을 더 명료하게 들어내고 보다 효과적인 학습을 위해서 설명 단계를 강조하는 수단으로 과학 글쓰기와 학습자가 작성한 글을 토대로 토의·토론 수업의 형태를 결합하여 총 11차시의 수업을 진행하였다.
- 이처럼 과학글쓰기 단계에서 반 구조화된 글쓰기 틀을 제공함으로써 다음 단계인 토의·토론 수업단계에서 학생들이 자신의 생각과 다른 동료 학생의 생각을 효율적으로 비교하여 활발한 토의·토론이 진행될 수 있도록 하였다.
- 하위 요소로서 주의력 7문항, 관련성 9문항, 자신감 8문항, 만족감 6문항 등의 총 30문항으로 구성되어 있고, 각 문항은 Likert 5점 척도로 구성되어 있다. 한 문항 당 최대 5점이고 총 문항수가 30문항으로 총 150점으로 채점되었으나 5점 척도의 특성을 고려하여 학생들이 받은 총점에 문항수를 나누어 5점 만점으로 평정하였다. 과학 학습 동기의 하위 요소인 주의력, 관련성, 자신감, 만족감도 각각 5점 만점으로 평정하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 경상남도 Y시에 소재한 S초등학교 5학년 48명을 대상으로 실시하였다. 5학년 한 개 반 25명을 연구집단으로, 또 다른 한 개 반 23명을 비교 집단으로 선정하여 연구를 수행하였다. 우선 연구집단과 비교집단이 과학탐구 능력, 과학수업 동기, 과학적 태도에 대해서 동질집단 여부를 알아보기 위하여 사전 과학탐구 능력, 사전 과학수업 동기, 사전 과학적 태도 점수에 대한 t-검정을 실시하였다.
- 본 연구는 경상남도 Y시에 소재한 S초등학교 5학년 48명을 대상으로 실시하였다. 5학년 한 개 반 25명을 연구집단으로, 또 다른 한 개 반 23명을 비교 집단으로 선정하여 연구를 수행하였다.
데이터처리
- 5학년 한 개 반 25명을 연구집단으로, 또 다른 한 개 반 23명을 비교 집단으로 선정하여 연구를 수행하였다. 우선 연구집단과 비교집단이 과학탐구 능력, 과학수업 동기, 과학적 태도에 대해서 동질집단 여부를 알아보기 위하여 사전 과학탐구 능력, 사전 과학수업 동기, 사전 과학적 태도 점수에 대한 t-검정을 실시하였다.
이론/모형
- 과학 탐구능력 검사 도구는 Kwon과 Kim(1994)이 초등학교 5학년에서 중학교 3학년까지 적용할 수있도록 개발한 TSPS(Test of Science Process Skill)를 사용하였다.
- 본 연구에서 사용한 과학수업 동기 검사지는 Keller와 Subhiyah(1987)의 “The Course Interest Survey"를 박수경이 번안한 것을 초등학교 수준에 맞게 어휘를 고쳐 개발한 Oh(2004)의 검사지를 사용 하였다.
성능/효과
- 둘째, 설명 단계를 강조한 POE 과학수업을 실시한 연구집단이 비교집단에 비해서 과학수업 동기 점수가 유의미하게 높게 나타났다. 이는 설명 단계를 강조한 POE 과학수업이 학생들의 지적 호기심을 자극하고, 과학수업에 초등학생들의 더 적극적인 참여와 동기를 이끌어 낸 것으로 사료된다.
- 05에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다. 따라서 설명 단계를 강조한 POE 과학수업이 학생들의 과학적 태도 향상에 효과가 있음을 알 수 있었다(Table 6)
- 본 연구에서 적용한 수업의 단계가 예상, 관찰, 설명(글쓰기, 토의·토론)의 과정 중에서 설명 단계인 글쓰기와 토의·토론 단계를 가장 특이한 영역으로 인식하고 있었다. 본 연구가 설명 단계를 강조한 수업이고 설명 단계에 초점을 둔 것에 기인하는 측면이 있지만 전체적으로 설명 단계에 대한 학생들의 반응은 큰 것으로 파악되었다. B학생의 경우에도 수업의 전체적인 흐름을 파악하는데 글쓰기가 많은 도움이 되었다고 하였으며, 특히 예상의 결과는 다른 조와 동일 하게 했지만 토의·토론 수업의 단계에서 그렇게 예상한 결과를 설명하는 과정에서 오류가 있다는 사실을 발견했다고 말했다.
- 본 연구에서 적용한 수업의 단계가 예상, 관찰, 설명(글쓰기, 토의·토론)의 과정 중에서 설명 단계인 글쓰기와 토의·토론 단계를 가장 특이한 영역으로 인식하고 있었다.
- 셋째, 설명 단계를 강조한 POE 과학수업을 실시한 연구집단이 비교집단에 비해서 과학적 태도 점수가 비교집단에 비하여 유의미하게 높게 나타났다. 이는 설명 단계를 강조한 POE 과학수업이 학생들의 탐구활동을 적극적으로 안내하는 역할을 하여 학생들이 과학을 하는데 필요한 태도를 향상시키는데 효과적임을 시사해 준다.
- 이 연구에 사용한 과학적 태도 검사 도구는 Chung 등(1994)이 개발한 초등학생들의 과학적 태도 측정을 위한 도구로 경기, 서울 일부지역 어린이 들을 대상으로 측정한 결과에서는 전체 문항에 대한 신뢰도 Cronbach's α계수는 0.91로 높은 편으로 검사지는 모두 37문항으로 Likert 척도로 구성되어 있어 측정의 결과를 정량화 하여 통계 처리하기에 적합한 것이다.
- 05에서 통계 적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 이로써 연구집단과 비교집단은 과학탐구능력, 과학수업 동기, 과학적 태도에 있어서 동질집단임이 확인되었다 (Table 3).
- 이는 설명 단계를 강조한 POE 과학수업이 학생들의 탐구활동을 적극적으로 안내하는 역할을 하여 학생들이 과학을 하는데 필요한 태도를 향상시키는데 효과적임을 시사해 준다. 이상에서 살펴본 바와 같이 설명 단계를 강조한 POE 과학수업에 대한 효과 분석에서 과학수업에서 교사의 개방적이고 탐구활동을 조장할 수 있는 설명 단계를 강조한 POE 과학 수업은 초등학교 학생들의 과학수업에 큰 효과가 있다는 사실을 말해준다.
- 첫째, 설명 단계를 강조한 POE 과학수업을 실시한 연구집단이 비교집단에 비해서 과학 탐구능력의 점수가 유의미하게 높게 나타났다. 설명 단계를 강조한 POE 과학수업이 학생들의 능동적인 탐구활동을 조장한 결과로 사료된다.
- 학생들과의 면담을 통해서 분석한 결과 학생들은본 연구의 설명 단계를 강조한 POE 과학수업에 대해서 흥미와 관심을 가지고 있지만, 기본적으로 과학 글쓰기와 토의·토론 수업에 대한 준비와 안내가 불충분한 상태에는 수업의 효과를 극대화하는 데에는 한계가 있을 수 있다는 점을 보여주었다.
후속연구
- 둘째, 본 연구를 수행할 때 과학과 단원은 ‘태양계와 별’로 대체로 학생들의 지적 호기심을 많이 자극할 수 있는 단원을 대상으로 하였는데, 초등학교 과학과 다른 단원에 대한 추후 연구가 필요하다.
- 또한 학생들이 수업시간에 배웠던 내용들을 글로 정리하고 이를 다른 학생들과 함께 토의·토론 하는 기회를 가짐으로써 학생들이 수업시간에 배운 과학 개념이나 탐구 방법에 대한 파지 효과가 일반 과학수업에 비해서 상대적으로 더 향상될 수 있을 것으로 사료된다.
- 셋째, 초등학교 과학을 지도하는 일선교사들이 과학수업 시간에 사용하는 수업 모형에 대한 심층 적인 분석이 필요하다. 초등학교 교사들이 과학을지도할 때 사용하는 수업의 모델을 단원별로 분석 하여 수업의 효과를 극대화 할 수 있는 지속적인 연구가 필요하다.
- 첫째, 본 연구는 초등학교 5학년을 대상으로 수행된 연구로 초등학교 학생들의 학년에 따른 설명 단계를 강조한 POE 과학수업의 효과를 검증하기 위해서 초등학교 5 학년 외의 다른 학년의 학생들을 대상으로 추후 연구가 필요하다. 특히, 초등학교 저학년 학생들을 대상으로 한 연구가 필요한 실정이다.
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