[논문]논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 수업 적용의 효과: 고등학교 화학 I을 중심으로

조희; 최애란

doi:10.5012/jkcs.2015.59.1.69

논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 수업 적용의 효과: 고등학교 화학 I을 중심으로
The Effects of the Argument-Based Claim and Evidence Writing Approach: Focus on High School Chemistry 원문보기

대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.59 no.1, 2015년, pp.69 - 77

조희 (이화여자대학교 과학교육과) , 최애란 (이화여자대학교 과학교육과)

초록
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본 연구는 논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 교수 학습 전략을 적용하여 조별 논의 후와 학급 논의 후에 주장과 증거 글쓰기의 변화, 비판적 사고력의 변화, 수업에 대한 인식을 알아보는 것을 목적으로 하였다. 서울 소재 고등학교 2학년 2개 학급의 학생 72명을 대상으로 한 학기 동안 화학 I의 10개의 주제에 대하여 논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 수업을 하였다. 조별 논의 후에 주장 점수는 9개 주제에서 증거점수는 10개 모든 주제에서, 학급 논의 후에 주장 점수는 7개 주제에서 증거 점수는 10개 모든 주제에서 통계적으로 유의미하게 향상되었다. 설문에서 학생들은 조별 논의를 하는 과정에서 문제 상황을 이해하게 되어 주장과 증거를 만들 수 있었고, 학급 논의를 통해 충분한 증거를 제시할 수 있었다고 응답하였다. 학생들의 비판적 사고 능력 점수가 통계적으로 유의미하게 향상된 결과 또한 이를 뒷받침한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to examine changes in student writings of claim and evidence after group and class discussions; changes in students' critical thinking; and students' perceptions on an argument-based claim and evidence writing approach. Seventy two grade 11 students from two classes of a high school located in Seoul participated in ten chemistry activities using the argument-based claim and evidence writing approach. Claim scores for 9 topics and evidence scores for 10 topics significantly improved after group discussion. There were also statistically significant differences in claim scores for 7 topics and evidence scores for 10 topics after class discussion. Participant students responded to an open-ended survey that group discussion helped them to figure out the problem context and class discussion guided them to provide with more sufficient evidence. There were also statistically significant increases in sub-scores of the Cornell Critical Thinking Test after the intervention.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

²³⁻²⁶ 또한 학생들은 선택한 근거가 주장을 뒷받침하는 이유를 설명하지 않는 경우가 많다고 보고되어 왔다. 이러한 학생들의 주장과 증거 제시에 관한 어려움에 관련된 여러 선행 연구 결과를 바탕으로 본 연구에서는 조별 논의 및 학급 논의 이후에 제시된 주장과 증거가 타당성, 정확성, 충분성의 기준으로 질적 변화가 있는지 알아보고자 하였다. 즉, 학생들은 제시된 의문에 대한 주장과 증거 글쓰기 I을 하고, 조별 논의를 통해 수정·보완된 주장과 증거 글쓰기 II를 한다.
마지막으로 전체 탐구과정을 스스로 돌아보는 반성적 사고 글쓰기를 하도록 안내한다. 즉, 학생들이 논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 I, II, III의 과정을 거치면서 주장과 증거에 변화가 있는지와 학생들이 논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 교수 학습 과정의 경험을 어떻게 인식하는지 알아보고자 한다. Rivard, Wallace, Keys 등이 수행한 여러 선행 연구는 데이터를 조직화하고 해석하여 주장과 증거를 제시하는 과학 글쓰기에서 논리적 비판적 사고력이 중요하다고 주장하였다.

가설 설정

둘째, 논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 수업 적용 후에 학생들의 비판적 사고력에 변화가 있는가?
첫째, 조별 논의 후와 학급 논의 후에 학생들의 주장과 증거 글쓰기에 변화가 있는가?

제안 방법

10개의 주제에 대한 72명의 학생들의 주장과 증거 글쓰기 자료는 본 연구에서 개발된 분석틀을 이용해 분석하였다. 학생들의 주장과 글쓰기 자료 분석에 있어 본 연구에서 수업을 계획 수행한 교사와 다른 한명의 대학원생간의 평가자간 일치도는 P_A=0.
본 연구에서 적용한 논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 교수·학습 전략은 탐구적 과학 글쓰기(Science Writing Heuristic approach)을 바탕으로 수정·보완한 것으로 Table 1과 같다. 우선, 교사가 동영상이나 실험 등 다양한 학습 자료를 이용하여 학생들의 동기를 유발하고, 학습 목표에 맞는 문제를 인식하도록 돕는다.
본 연구에서는 고등학교 여학생을 대상으로 화학 I과목에서 논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 수업을 한 학기 동안 적용하였다. 남학생이나 남녀 공학의 고등학생 등 연구의 대상을 보다 폭넓게 하고 화학 외에도 물리, 생명과학, 지구과학 등 다양한 학습 환경에서 연구를 지속적으로 할 필요가 있을 것이다.
본 연구에서는 기존의 탐구적 과학 글쓰기(SWH) 학생틀을 국내 중학생들을 대상으로 보완한 선행 연구에서의²²학생틀을 바탕으로 논의를 강조한 주장 증거 글쓰기 교수 학습 과정 안으로 수정·보완하여 적용하였다. 탐구적 과학 글쓰기(SWH)에서는 학생들이 조별 토론을 거쳐 주장과 증거 글쓰기를 하도록 유도 하고 있으나 조별 토론이나 학급 토론 이후에 수정되거나 변화된 주장과 증거 제시를 명시화하도록 하지는 않는다.
본 연구에서는 논의에 관한 여러 선행 연구를^{2, 15, 30-31} 바탕으로 과학교육 전문가 1인, 대학원에 재학 중인 현직 교사 2인이 논의를 통해 주장과 증거 글쓰기 분석틀을 개발하였다(Table 2). 탐구 문제에 대한 결론인 주장(claim)과 그것을 뒷받침하는 증거(evidence)는 각각 표현방법에 따라 글로 표현된 ‘서술 주장’, ‘서술 증거’와 그림, 글, 그래프 등 다중표상으로 표현된 ‘다중표상 주장’, ‘다중표상 증거’로 나누어 분석하였다.
본 연구에서는 자연 과정 2개 학급의 수업 방법을 동일하게 진행하여야 하는 학교 현장의 사정으로 비교집단이 없는 단일집단 사전사후 검사를 실시하였다.²⁹
논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 수업 적용 후 수업에 대한 학생들의 인식을 알아보고자 전체 학생 72명을 대상으로 설문을 실시하였다. 설문지는 과학교육 전문가 1인과 본 연구에서 수업을 계획하고 수행한 교사가 협의를 거쳐 개발하였고, 수업 참여도, 주장과 증거 정교화, 이점, 어려운 점, 앞으로 화학 수업에서 적용 등에 대한 선택형 21문항과 서술형 5문항의 총 26문항으로 구성되어 있다.
주장을 뒷받침하는 증거도 서술로 표현된 증거의 개수, 출처, 정확성, 충분성, 타당성과 다중표상으로 표현된 증거의 개수, 정확성, 충분성, 타당성, 내재성의 요소로 분석하였다. 각 요소는 0, 1, 2의 3단계로 분석하였다.

대상 데이터

2009 개정 교육과정 화학 I의 4개 대단원 중 1학기 교육과정에 포함되어 있는 단원 I, II, III 중에서 주제 10개를 선정하였다. 10개의 주제는 앙금생성반응, 화학반응식의 의미, 원자 구성 입자와 원자모형, 보어원자 모형, 오비탈, 오비탈 전자배치, 주기율표, 주기적 성질, 이온결합과 공유결합, 녹는점과 끓는점 등이다.
논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 수업 적용 후 수업에 대한 학생들의 인식을 알아보고자 전체 학생 72명을 대상으로 설문을 실시하였다. 설문지는 과학교육 전문가 1인과 본 연구에서 수업을 계획하고 수행한 교사가 협의를 거쳐 개발하였고, 수업 참여도, 주장과 증거 정교화, 이점, 어려운 점, 앞으로 화학 수업에서 적용 등에 대한 선택형 21문항과 서술형 5문항의 총 26문항으로 구성되어 있다.
본 연구에서 교수·학습 과정 안을 개발하고 수업을 한 교사가 근무하는 서울 소재 Y여자고등학교 2학년 자연과정 2개 학급 72명을 연구 대상으로 하였다. 학급 내 조 편성은 전년도 과학 학업 성적을 기준으로 5∼6명의 이질집단으로 구성하였다.

데이터처리

92이다. PASW 18.0 통계 프로그램을 사용하여 대응표본 t-검정으로 조별 논의 전과 후, 조별 논의 후와 학급 논의 후에 주장과 증거에서 유의미한 점수 차이가 있는지 알아보았다. 수업 처치 전·후의 비판적 사고력 검사 결과도 대응 표본 t-검정으로 유의미한 차이가 있는지 알아 보았다.
0 통계 프로그램을 사용하여 대응표본 t-검정으로 조별 논의 전과 후, 조별 논의 후와 학급 논의 후에 주장과 증거에서 유의미한 점수 차이가 있는지 알아보았다. 수업 처치 전·후의 비판적 사고력 검사 결과도 대응 표본 t-검정으로 유의미한 차이가 있는지 알아 보았다. 수업에 대한 학생들의 인식을 묻는 선택형 설문 문항은 응답의 빈도수로, 서술형 문항은 응답 결과를 내용 분석하였다.
수업 처치 전·후의 비판적 사고력 검사 결과도 대응 표본 t-검정으로 유의미한 차이가 있는지 알아 보았다. 수업에 대한 학생들의 인식을 묻는 선택형 설문 문항은 응답의 빈도수로, 서술형 문항은 응답 결과를 내용 분석하였다.

성능/효과

학생 인식 설문에서도 조별 논의에 적극적으로 참여하였고 이를 통해 문제 상황을 이해하게 되어 주장과 증거를 만드는 데 도움이 되었다고 인식하는 것으로 드러났다. 또한 학급 논의 후에 주장의 총합 점수가 7개 주제에서, 증거의 총합 점수는 모든 주제에서 통계적으로 유의미하게 향상되었다. 학급 논의 과정에서 학생들은 읽기 자료에서 얻은 정보를 바탕으로 자신의 주장과 증거의 타당성, 신뢰성, 충분성 등을 검토하는 기회를 갖게 된다.
본 연구 결과 조별 논의 및 학급 논의 활동을 통해 학생들의 주장과 증거 글쓰기의 수준이 향상된 것으로 분석되었다. 조별 논의 후 주장 총합 점수는 한 개 주제를 제외한 나머지 모든 주제에서, 증거 총합 점수는 모든 주제에서 통계적으로 유의미하게 향상되었다.
학급 논의 과정에서 학생들은 읽기 자료에서 얻은 정보를 바탕으로 자신의 주장과 증거의 타당성, 신뢰성, 충분성 등을 검토하는 기회를 갖게 된다. 설문 분석 결과 학생들이 학급 논의 후에 더 다양한 증거를 제시할 수 있었고 자신의 주장과 증거를 수정·보완 하는데 도움이 되었다고 인식하는 것으로 나타났다. 학급 논의 활동을 통해 여러 학생들과 협의 하는 과정에서 객관적인 출처로부터 정확하고 충분하며 타당한 주장과 증거를 제시할 수 있게 되는 것으로 보인다.
설문에서 학생들은 학급 논의가 주장과 증거를 만들고 정교화 하는데 도움이 된다고 하였지만 학급 논의 참여에 대한 어려움을 토로하기도 하였고, 향후 수업 적용에 대한 부정적 인식을 언급한 학생들도 다수 있었다. 이는 학생들이 주장과 증거를 발표하고 의견을 나눌 수 있는 학급 논의의 기회를 더 많이 제공하고 논의 활동에 익숙해 지도록 도와야 함을 시사한다.
본 연구 결과 조별 논의 및 학급 논의 활동을 통해 학생들의 주장과 증거 글쓰기의 수준이 향상된 것으로 분석되었다. 조별 논의 후 주장 총합 점수는 한 개 주제를 제외한 나머지 모든 주제에서, 증거 총합 점수는 모든 주제에서 통계적으로 유의미하게 향상되었다. 학생 인식 설문에서도 조별 논의에 적극적으로 참여하였고 이를 통해 문제 상황을 이해하게 되어 주장과 증거를 만드는 데 도움이 되었다고 인식하는 것으로 드러났다.
설문 분석 결과 학생들이 학급 논의 후에 더 다양한 증거를 제시할 수 있었고 자신의 주장과 증거를 수정·보완 하는데 도움이 되었다고 인식하는 것으로 나타났다. 학급 논의 활동을 통해 여러 학생들과 협의 하는 과정에서 객관적인 출처로부터 정확하고 충분하며 타당한 주장과 증거를 제시할 수 있게 되는 것으로 보인다. 또한 이를 통해 과학 개념 이해에 도움이 되었고 적극적인 수업 참여와 능동적인 사고과정을 경험했다는 학생들의 응답과 귀납적 추론, 연역추론, 관찰의 신뢰성, 추측 능력 등의 비판적 사고 능력이 향상된 결과는 본 연구의 논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 활동이 고등학생들을 위한 과학교수 학습 전략으로서 적극적으로 활용되어야 함을 시사한다.
조별 논의 후 주장 총합 점수는 한 개 주제를 제외한 나머지 모든 주제에서, 증거 총합 점수는 모든 주제에서 통계적으로 유의미하게 향상되었다. 학생 인식 설문에서도 조별 논의에 적극적으로 참여하였고 이를 통해 문제 상황을 이해하게 되어 주장과 증거를 만드는 데 도움이 되었다고 인식하는 것으로 드러났다. 또한 학급 논의 후에 주장의 총합 점수가 7개 주제에서, 증거의 총합 점수는 모든 주제에서 통계적으로 유의미하게 향상되었다.
학생들은 조별 논의, 학급 논의, 주장과 증거 글쓰기, 읽기자료 해석, 반성적사고 글쓰기등 여러 가지 활동 중 주장과 증거 글쓰기 활동을 가장 어려운 활동으로 인식하는 것으로 나타났다. 자신의 생각을 논리와 형식에 맞추어 주장과 증거의 글로 표현하는 것을 어려워하는 학생들에게 보다 적극적이고 구체적이며 체계적인 과학 글쓰기 교육을 제공해야 함을 시사한다.

후속연구

본 연구에서는 고등학교 여학생을 대상으로 화학 I과목에서 논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 수업을 한 학기 동안 적용하였다. 남학생이나 남녀 공학의 고등학생 등 연구의 대상을 보다 폭넓게 하고 화학 외에도 물리, 생명과학, 지구과학 등 다양한 학습 환경에서 연구를 지속적으로 할 필요가 있을 것이다.
³⁴논의와 글쓰기에 익숙하지 않은 학생들에게 교사가 적절한 질문을 하거나, 학생들이 표현한 것을 적합한 문장으로 바꾸어 다시 말해주고, 동의, 반박, 보충, 협의 등에 활용될 수 있는 질문이나 코멘트를 해주는 등의 다양한 모델링이 지속적 으로 장기간 제시된다면 학생들의 자기 효능감을 향상시키는데 기여할 수 있을 것이다. 다시 말하면 수업에 참여 하는 모든 학생들이 논의 활동에 대하여 긍정적으로 즉, 단순히 서로 평가하고 비판하는 활동이 아닌 동료들과 함께 과학적 지식을 만들어가는 과정으로 인식할 수 있도록 과학 학습 환경을 만들어 줄 수 있어야 할 것이다.
학급 논의 활동을 통해 여러 학생들과 협의 하는 과정에서 객관적인 출처로부터 정확하고 충분하며 타당한 주장과 증거를 제시할 수 있게 되는 것으로 보인다. 또한 이를 통해 과학 개념 이해에 도움이 되었고 적극적인 수업 참여와 능동적인 사고과정을 경험했다는 학생들의 응답과 귀납적 추론, 연역추론, 관찰의 신뢰성, 추측 능력 등의 비판적 사고 능력이 향상된 결과는 본 연구의 논의를 강조한 주장과 증거 글쓰기 활동이 고등학생들을 위한 과학교수 학습 전략으로서 적극적으로 활용되어야 함을 시사한다.
학생들은 조별 논의, 학급 논의, 주장과 증거 글쓰기, 읽기자료 해석, 반성적사고 글쓰기등 여러 가지 활동 중 주장과 증거 글쓰기 활동을 가장 어려운 활동으로 인식하는 것으로 나타났다. 자신의 생각을 논리와 형식에 맞추어 주장과 증거의 글로 표현하는 것을 어려워하는 학생들에게 보다 적극적이고 구체적이며 체계적인 과학 글쓰기 교육을 제공해야 함을 시사한다. 대부분의 주제에서 다중표상 주장, 다중표상 증거의 점수가 서술주장, 서술 증거의 점수보다 상대적으로 낮았는데 이는 그림, 표, 그래프, 수식, 화학식 등의 다중표상을 사용하여 주장과 증거를 표현하는 것이 익숙하지 않고 어렵게 느낄 수도 있음을 시사한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	과학 지식은 과학자들에 의해 어떻게 형성되는가?	과학자들은 탐구 문제를 해결하기 위해 데이터를 수집, 해석하여 주장과 그것을 뒷받침하는 증거를 제시하고 다른 과학자들과 토론하고 협의하는 과정에서 과학 지식을 형성한다.1 과학 지식이 과학자들의 논의를 통한 탐구과정으로 얻어지는 성과인 만큼 초, 중, 고등학생들의 과학 학습도 수동적인 과학 지식의 수용에 의한 것이 아니라 논의를 바탕으로 한 탐구를 통해 이루어져야 할 것이다.
	현장 교사에게 구체적 교수·학습 전략을 제공할 수 있는 방안은 무엇인가?	그러나 대부분의 현장과학교사들이 논의와 과학 글쓰기 활동을 경험하지 못하였고, 이러한 수업에 대하여 어려움과 부담감을 느끼고 있다는 선행 연구의 결과는 현장 교사에게 구체적 교수·학습 전략을 제공해 줄 필요가 있음을 시사한다.13,14 이러한 관점에서 과학 탐구에서 논의와 글쓰기를 강화시킨 여러 가지 전략들이 제시되어 왔는데,2,7 그 중 Keys 등에 의해 개발된 탐구적 과학 글쓰기(Science Writing Heuristic(SWH) approach)는 학생들이 문제 상황에서 논의와 글쓰기를 통해 능동적으로 사고하고 과학적 지식을 구성하여 학습을 하도록 안내하는 틀을 제공한다.7 탐구적 과학 글쓰기(SWH)에서 학생들은 스스로 탐구 의문을 제기하고, 이를 해결하기 위한 실험을 설계, 수행하고 결과를 해석하여 주장과 증거를 제시한다.
	탐구적 과학 글쓰기 교수·학습 활동의 장점은 무엇인가?	최근 국내 여러 연구에서 탐구적 과학 글쓰기 교수·학습 활동이 과학 개념의 이해, 과학적 글쓰기, 과학 탐구 능력, 논의의 활성화에 도움이 된다는 연구 결과가 보고된 바 있다.10,18−21 탐구에서의 논의와 글쓰기를 통한 진정한 의미의 과학 교수·학습은 과학 교육 목표에서 강조하고 있는 바와 같이 K-12 모든 학년의 학생들에게 적용되어야 하고 그 내용은 학년이 높아질수록 단계적으로 심화 정교화 될 수 있다.

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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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