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문제 정의
- 관람할 전시물을 선택하는 과정에서 “이건 1분 지날 때마다 공이 떨어지는 건데 우리 저쪽 전시물 보다가 시간마다 여기 와서 보자.
- 이 연구에서는 일반 학생들보다는 다양한 방법을 이용할 것으로 기대되는 과학 영재 학생들의 언어적 상호작용과 관찰 결과를 귀납적으로 분류하여 언어적 상호작용과 관찰 유형을 체계적으로 분석하고자 하였다. 따라서 초등 과학 영재 학생들의 관찰 양상을 알아보기 위하여, 프로토콜을 코딩한 후, 각 유형에 따른 빈도를 조사하였다.
- 이 연구의 목적은 과학박물관 탐방활동 중 일어나는 초등 과학 영재 학생들의 언어적 상호작용을 인지적·정의적 측면에서 살펴보고, 이에 따른 관찰의 유형을 분석하는 것이다.
- 이는 영재성 발현을 위한 바람직한 인지적·정의적 특성을 형성시켜 주기 위한 프로그램 개발에 그 목적이 있다.
제안 방법
- 과학 영재 학생들이 과학박물관의 전시물을 관람하거나 탐험활동을 하는 과정에서 일어나는 언어적 행동을 분석하여 언어적 상호작용 유형을 분류하였다. [Table 3]은 과학박물관 탐방학습 중 일어난 프로토콜을 모두 범주화하여 빈도를 확인하여 정리한 것이다.
- 과학박물관 탐방활동 중 일어나는 과학 영재 학생들의 언어적 상호작용을 인지적·정의적 측면에서 살펴보고 이에 따른 관찰의 유형을 분석하기 위하여 근거이론 연구(grounded theory research)를 바탕으로 자료를 분석하였다.
- 관찰 유형 분석은 [Table 2]와 같이, Kwon 등[14]이 생명현상에 대한 초·중등 과학교사의 관찰 유형 연구를 위해 고안한 관찰 유형 분석 틀을 수정·보완하여 사용 하였다.
- 그러므로 이 연구에서는 과학박물관 탐방활동 중 일어나는 초등 과학 영재 학생들의 언어적 상호작용에 따른 관찰의 유형을 분석하였다. 이는 영재성 발현을 위한 바람직한 인지적·정의적 특성을 형성시켜 주기 위한 프로그램 개발에 그 목적이 있다.
- 과학관은 박물관의 일종으로 박물관 분류 체제 중 전문박물관 중 과학박물관에 속하며, 국제박물관협의회(international council of museums)는 과학관을 과학적 가치가 있는 자료·표본 등을 공개·전시함으로서 일반 대중의 창조적 휴양과 교육을 통해 과학기술의 발전과 공공의 이익에 기여하는 항구적 공간과 조직으로 규정하고 있다[21]. 둘째, 탐방활동 실시에 있어, 탐방학습 날짜를 달리 하여 탐방활동을 실시하였다. 셋째, 녹음 자료 전사 및 분석으로 탐방학습 과정 중 일어난 초등 과학 영재 학생들의 탐구 과정 및 면담 과정은 모두 녹음하여 전사하였다.
- 즉 과학박물관 탐방활동에서 발생하는 문제 상황에서 과학 영재 학생들이 어떻게 행동하고 또 그러한 경험에 대해 어떻게 기억하고 있는지에 대해 알아보기 위해 근거이론 연구[24]가 적합하다. 따라서 자료 분석에 있어서는, 과학관 탐방활동 과정에서 학생들의 언어적 상호작용 유형을 분류하기 위하여 먼저 녹음 자료를 토대로 학생들의 모든 대화 내용을 전사하고, 녹음 자료만으로 확인할 수 없는 내용들은 연구자의 현장 일지를 통해 보충하였다. 그리고 녹음한 언어적 상호 작용 내용을 전사한 자료는 연구자 외 2인의 과학교육 전문가에 의해 분석되었다.
- 이 연구에서는 일반 학생들보다는 다양한 방법을 이용할 것으로 기대되는 과학 영재 학생들의 언어적 상호작용과 관찰 결과를 귀납적으로 분류하여 언어적 상호작용과 관찰 유형을 체계적으로 분석하고자 하였다. 따라서 초등 과학 영재 학생들의 관찰 양상을 알아보기 위하여, 프로토콜을 코딩한 후, 각 유형에 따른 빈도를 조사하였다.
- 언어적 상호작용이 일어나는 과정 중 연구자의 개입은 최소화하였으며 학습에 도움이 필요할 경우 학생 간 언어적 상호작용이 끝난 후 개입하여 설명하였다. 또한 언어적 상호작용 과정에서 불분명한 표현을 사용하였을 때, 그 의미를 명확하게 표현할 수 있도록 질문을 하였다. 이는 과학 영재 학생들의 탐방학습 중 일어나는 학습의 과정을 파악하기 위함이므로, 학생들의 이해를 돕기 위해 제작된 관람 학습지는 구체적인 질문을 던지지 않고 초등 교육과정과 연계된 전시물의 종류와 관련 단원을 안내하는 정도로만 제시하여 학생들이 전시물을 선별하여 집중적으로 관람할 수 있도록 하였다.
- 인지적 측면은 크게 질문, 응답, 의견제시, 의견받기로 나누며 각각을 질적 수준에 따라 세분화하였다. 또한 정의적 측면은 행동참여와 분위기 조절로 나누며, 태도의 성향에 따라 각각을 다섯 가지 소범주로 세분화하였다.
- 수정내용은 과학박물관에서 이루어지는 초등 과학 영재 학생들의 여러 가지 활동을 분석하기 위하여 ‘감각’ 범주에서 촉각을 추가하여 다섯 가지 감각요소를 살펴보았다.
- 수정된 내용은 과제 관련 진술 중 ‘기타’의 범주는 본 연구에서 이 범주의 특징이 뚜렷하게 나타나지 않아 이를 삭제하여 수정하였다.
- 수정내용은 과학박물관에서 이루어지는 초등 과학 영재 학생들의 여러 가지 활동을 분석하기 위하여 ‘감각’ 범주에서 촉각을 추가하여 다섯 가지 감각요소를 살펴보았다. 언어적 상호 작용 내용을 전사한 자료 중에서 관찰과 관련된 것을 선별한 후 세부 범주별 어떤 유형에 속하는지를 코딩하였으며, 이 연구에서 수행된 관찰 유형은 연구자 외 2인의 과학교육 전문가에 의해 분석되었다. Cohen[24]의 Kappa 계수에 의한 평가자간 신뢰도는 K=0.
- 언어적 상호 작용 분석틀은 [Table 1]과 같이, Lee 등[23]이 과학 탐구실험 과정에서 학생-학생 상호작용 양상 분석 연구에서 개발한 언어적 상호작용 유형 분석틀을 수정·보완하여 사용하였다.
- 수정된 내용은 과제 관련 진술 중 ‘기타’의 범주는 본 연구에서 이 범주의 특징이 뚜렷하게 나타나지 않아 이를 삭제하여 수정하였다. 이 분석틀에 의해 우선 연구자가 전사 자료를 분석한 후 나머지 2인이 검토하여 일치하지 않는 경우는 협의를 통해 조정하였다. 인지적 측면은 크게 질문, 응답, 의견제시, 의견받기로 나누며 각각을 질적 수준에 따라 세분화하였다.
- 이 연구에서는 과학박물관 탐방활동에서 초등 과학 영재 학생들의 언어적 상호작용과 관찰의 유형을 알아보기 위하여 준참여관찰, 녹음, 반구조화된 면담 등의 자료 수집방법을 사용하였다. 따라서 과학 영재 학생들은 국립과천과학관의 전시관 중 상설전시인 기초과학관, 첨단기술관, 자연사관, 전통과학관, 곤충 생태관을 관람하였다.
- 이는 본 연구의 목적에 따라 언어적 상호작용 유형과 이에 따른 관찰의 유형 간의 상관관계를 고려하여 언어적 상호작용과 관찰의 유형분석 틀을 수정·보완하였다.
- 이를 위해 언어적 상호작용 유형 분석은 과학 탐구실험 과정에서 학생들의 상호작용 양상 분석 연구를 위해 개발된 언어적 상호작용 유형 분석틀[22]를 수정·보완하여 사용하였으며, 관찰 유형 분석은 생명현상에 대한 초·중등 과학교사의 관찰의 유형 연구를 위해 개발된 Kwon 등[14]의 과학적 관찰의 유형 분석틀을 수정·보완하여 사용하였다.
- 이 분석틀에 의해 우선 연구자가 전사 자료를 분석한 후 나머지 2인이 검토하여 일치하지 않는 경우는 협의를 통해 조정하였다. 인지적 측면은 크게 질문, 응답, 의견제시, 의견받기로 나누며 각각을 질적 수준에 따라 세분화하였다. 또한 정의적 측면은 행동참여와 분위기 조절로 나누며, 태도의 성향에 따라 각각을 다섯 가지 소범주로 세분화하였다.
- 셋째, 녹음 자료 전사 및 분석으로 탐방학습 과정 중 일어난 초등 과학 영재 학생들의 탐구 과정 및 면담 과정은 모두 녹음하여 전사하였다. 전사 후 프로토콜에 의해 코딩하여 언어적 상호작용 유형과 관찰 유형을 분류하였다. 이를 위해 언어적 상호작용 유형 분석은 과학 탐구실험 과정에서 학생들의 상호작용 양상 분석 연구를 위해 개발된 언어적 상호작용 유형 분석틀[22]를 수정·보완하여 사용하였으며, 관찰 유형 분석은 생명현상에 대한 초·중등 과학교사의 관찰의 유형 연구를 위해 개발된 Kwon 등[14]의 과학적 관찰의 유형 분석틀을 수정·보완하여 사용하였다.
- 이는 과학 영재 학생들의 탐방학습 중 일어나는 학습의 과정을 파악하기 위함이므로, 학생들의 이해를 돕기 위해 제작된 관람 학습지는 구체적인 질문을 던지지 않고 초등 교육과정과 연계된 전시물의 종류와 관련 단원을 안내하는 정도로만 제시하여 학생들이 전시물을 선별하여 집중적으로 관람할 수 있도록 하였다. 탐방학습 후에는 마음에 들었던 전시물이나 종류, 친구들과 이야기를 나누는 과정에서 얻은 도움, 영재교육원 산출물 연구 주제 선정과 관련한 반구조화된 면담을 실시하고, 탐방활동 소감문을 작성하게 하여 연구 대상의 특성 및 추후 연구 결과와 결론 도출에 필요한 정보를 도출하였다.
대상 데이터
- 따라서 자료 분석에 있어서는, 과학관 탐방활동 과정에서 학생들의 언어적 상호작용 유형을 분류하기 위하여 먼저 녹음 자료를 토대로 학생들의 모든 대화 내용을 전사하고, 녹음 자료만으로 확인할 수 없는 내용들은 연구자의 현장 일지를 통해 보충하였다. 그리고 녹음한 언어적 상호 작용 내용을 전사한 자료는 연구자 외 2인의 과학교육 전문가에 의해 분석되었다. 언어적 상호 작용 분석틀은 [Table 1]과 같이, Lee 등[23]이 과학 탐구실험 과정에서 학생-학생 상호작용 양상 분석 연구에서 개발한 언어적 상호작용 유형 분석틀을 수정·보완하여 사용하였다.
- 이 연구에서는 과학박물관 탐방활동에서 초등 과학 영재 학생들의 언어적 상호작용과 관찰의 유형을 알아보기 위하여 준참여관찰, 녹음, 반구조화된 면담 등의 자료 수집방법을 사용하였다. 따라서 과학 영재 학생들은 국립과천과학관의 전시관 중 상설전시인 기초과학관, 첨단기술관, 자연사관, 전통과학관, 곤충 생태관을 관람하였다. 탐방활동을 하는 동안 연구자는 준참여 관찰방법에 따라 관람 과정을 함께 하였으며, 관람 중 관찰 등 탐구 과정이 녹음될 수 있도록 말로 표현할 것을 독려하였다.
- 본 연구는 경기도에 소재한 영재교육원 초등 5학년 학생 10명을 연구대상으로 하였으며, 연구에 참여한 학생에게는 학생 및 학부모의 동의를 얻어 이 연구를 진행하였다.
- 본 연구에서 사용된 연구 절차는 다음과 같다. 첫째, 탐방활동 장소 선정에 있어서는 경기도 과천에 소재하고 있는 국립과천과학관으로 탐방활동 장소를 선정하였다. 과학관은 박물관의 일종으로 박물관 분류 체제 중 전문박물관 중 과학박물관에 속하며, 국제박물관협의회(international council of museums)는 과학관을 과학적 가치가 있는 자료·표본 등을 공개·전시함으로서 일반 대중의 창조적 휴양과 교육을 통해 과학기술의 발전과 공공의 이익에 기여하는 항구적 공간과 조직으로 규정하고 있다[21].
성능/효과
- 또한 자기만족처럼 자신의 능력을 인정하는 경우는 많았으나 친구의 말이나 행동을 유심히 듣거나 본 후 그에 대해 긍정적인 반응으로 칭찬을 하는 경우는 드물었다. 결과적으로, 인지적 측면과 정의적 측면의 결과는 학습 중 과학 영재 학생들이 자신의 생각을 밝히는 것에 소극적이며 현상에 대해 정확히 알고 있는 사실에 대해서만 설명하는 것을 좋아한다는 것으로 해석할 수 있다.
- 관찰 대상에 따른 결과에서, 과학 영재 학생들은 시간 독립적 대상의 관찰을, 관찰대상의 수 측면에서도 단수 대상을 관찰하는 활동과 관찰 대상에서 전체 대상의 관찰을 주로 수행한 것으로 나타났다. 관찰 대상의 세부 범주별 빈도를 살펴보면, 다음과 같다.
- 2]와 같다. 관찰 방법 중 조작요소에 대한 특징으로는 [Fig. 2] a에서 확인할 수 있는 것처럼, 단순관찰의 빈도수는 첨단기술관, 전통과학관, 기초과학관에서 각각 23.6%, 28.2%, 59.8%의 값을 나타내어 모든 전시관에서 높은 빈도수를 나타내었다.
- 그 결과, 사전지식이 풍부한 학생들이 관찰이 활발하게 일어났으며 높은 수준의 ‘의문’이 많았으며 영재학생들이 단순관찰보다 조작관찰을 더 많이 한다는 결과가 나왔다.
- 문병찬, 이경학, 김해경[18]은 지층에 대한 탐구 활동에서 초등 영재 학생들의 관찰 특성을 알아보기 위해 초등 4학년과 5학년 영재학급 학생 40명을 대상으로 지층이 잘 발달된 공룡화석지에서 탐구 활동을 실시한 후 관찰 수를 확인하고 관찰에 사용된 감각기관들을 중심으로 ‘관찰’의 유형을 분류하였다. 그 결과, 학생들은 시각을 가장 많이 사용하여 관찰하였으며 관찰로 얻은 지식을 또 다른 탐구 활동과 연계시키는 능력은 낮다는 결론을 내렸다. 송명성[19]은 초등학교 6학년 학생의 관찰 유형에 대한 연구에서 강아지풀, 개망초, 장수풍뎅이, 지렁이를 관찰하는 동안 기록된 관찰노트의 내용을 중심으로 관찰의 유형을 분류하였다.
- 송명성[19]은 초등학교 6학년 학생의 관찰 유형에 대한 연구에서 강아지풀, 개망초, 장수풍뎅이, 지렁이를 관찰하는 동안 기록된 관찰노트의 내용을 중심으로 관찰의 유형을 분류하였다. 그 결과는 학생들이 시각적 관찰, 단순 관찰, 정성 관찰, 부분 관찰을 많이 사용한다는 결론을 얻었다. 임재근[20]은 탐구과제에 대한 사전지식이 학생들의 관찰방법과 의문에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보는 연구에서 지역 영재교육원에 수강하는 5, 6학년 학생 17명을 대상으로 ‘거미와 거미줄’이란 자율 탐구 과제 수행 중 나타난 ‘관찰 방법의 유형’과 ‘의문의 유형’, 그리고 ‘그에 따른 수준’을 중심으로 ‘관찰’의 유형을 분류하고 분석하였다.
- 그 결과, 사전지식이 풍부한 학생들이 관찰이 활발하게 일어났으며 높은 수준의 ‘의문’이 많았으며 영재학생들이 단순관찰보다 조작관찰을 더 많이 한다는 결과가 나왔다. 따라서 이상의 결과들을 정리하면, 관찰의 유형이 연구자의 기호나 상황에 따라 분류의 기준이 다르다는 것을 확인할 수 있다. 그러나 이러한 선행연구들은 학생들의 관찰 방법을 중심으로 이루어졌으며, 과학박물관 탐방 활동에서 이루어진 과학 영재 학생들의 언어적 상호작용에 따라 관찰의 유형 분류에 대한 연구는 부족한 실정이다.
- 과학박물관 탐방활동 중 일어나는 초등 과학 영재 학생들의 관찰 유형에서는 과학 영재 학생들의 관찰이 시각에 편중된 관찰을 수행하고 있다는 것을 보여주며, 과학박물관은 시간적 흐름에 따른 전시물의 배치가 아닌 나열식 배치인 경우가 많아 시간독립 관찰과 무비교 관찰이 주를 이룬 것으로 나타났다. 또한 관찰대상의 세부 범주 중 전체 관찰이 부분 관찰의 2배 이상으로 눈에 띄는 차이를 나타내었는데, 이는 관찰해야 할 대상의 수와 직접적인 관련이 있으며, 과학박물관의 방대한 전시물을 관람해야 한다는 심리적 압박이 작용하여 학생들이 각각의 전시물에 많은 시간을 투자하지 않고 전체를 훑어 관찰하는 경향을 나타내었다.
- 그리고 탐방학습 중 과제 수행과 관련한 절차나 방법에 대해 의견을 많이 나타내었으며 현상 및 과정에 초점을 둔 상호작용에 학습이 많이 일어나고 있음을 보여주었다. 또한 탐방학습 에서 과학 영재 학생들이 자신의 생각을 밝히는 것에 소극적이며 과학적 현상에 대해서는 정확히 알고 있는 사실에 대해서만 설명하기를 좋아하는 것으로 나타났다. 결과적으로, 과학 영재 학생들은 문제해결을 위해 권유나 자원 등의 긍정적인 행동 참여를 유도하지만 모둠원의 상호작용이 없거나 어색할 때 이를 위해 해결하려는 의지가 낮기 때문에, 질문을 통한 상호작용을 통해 문제해결을 위한 의지를 높이는 것이 필요할 것으로 보인다.
- 둘째, 탐방활동 실시에 있어, 탐방학습 날짜를 달리 하여 탐방활동을 실시하였다. 셋째, 녹음 자료 전사 및 분석으로 탐방학습 과정 중 일어난 초등 과학 영재 학생들의 탐구 과정 및 면담 과정은 모두 녹음하여 전사하였다. 전사 후 프로토콜에 의해 코딩하여 언어적 상호작용 유형과 관찰 유형을 분류하였다.
- 질문과 의견 받기 범주에서는 특히 상위수준으로 갈수록 빈도가 현저히 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 의견제시에 대한 세부 범주의 분석 결과 과제 진행 관련 제안이 109회(5.2%)로 높은 빈도를 보였는데, 이는 탐방학습 중 과제 수행과 관련한 절차나 방법에 대한 의견을 많이 나타내며 현상 및 과정에 초점을 둔 상호작용과 학습이 많이 일어난다는 사실을 의미한다.
- [Table 3]은 과학박물관 탐방학습 중 일어난 프로토콜을 모두 범주화하여 빈도를 확인하여 정리한 것이다. 이 때 빈도수는 각 범주에 해당하는 언어적 상호작용의 총 횟수를 의미하는데, [Table 3]을 보면 언어적 상호작용 중 인지적 측면은 1532회(72.7%)을, 정의적 측면은 576회(27.3%)을 나타내어 인지적 측면의 상호작용이 정의적 측면의 상호작용보다 매우 높은 빈도를 보인다는 사실을 확인할 수 있다. 인지적 측면의 언어적 상호작용을 각 세부 범주별로 살펴보면, 질문이 325회 (15.
- 6%의 빈도수를 나타내어 정량관찰보다 월등히 높은 빈도수를 나타내었다. 이는 모든 관찰 분류방법 중에서 빈도수가 가장 많이 편중된 요소이며, 전시관별 비교를 비롯하여 총 관찰에 대한 비교에서도 정성관찰의 빈도수가 높았다. 또한 이 결과는 초등 6학년 학생들의 관찰 유형에 관한 이전연구[19]에서 정성 관찰이 정량관찰보다 우세하였다는 연구결과와 일치한다.
- 5배 정도 더 많은 것으로 나타났다. 즉, 과학 영재 학생들의 경우 하나의 질문에 대해 복수 응답이 나타나는 경향을 보인 것으로 나타났다. 또한 의견제시와 의견받기는 각각 183회(8.
- 또한 조작 관찰보다는 단순 관찰을 정량관찰보다는 정성 관찰에 치중하는 것을 보여주며, 또한 이러한 결과들은 탐방학습에서 나타난 전시관별 관찰의 특징과 연관되어 있는 것으로 사료된다. 즉, 전시물 수가 많고 다양한 영역의 전시물이 전시되어 있는 기초과학관에서 관찰의 빈도수가 월등히 높게 나타났다. 특히 기초과학관의 전시물은 여러 과학 영역의 전시물이 전시되어 있는 반면 타 전시관은 특정 분야에 한정되어 있어, 학생들의 관심분야에 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났다.
- 2%)로 가장 높은 빈도를 나타내었다. 질문과 의견 받기 범주에서는 특히 상위수준으로 갈수록 빈도가 현저히 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 의견제시에 대한 세부 범주의 분석 결과 과제 진행 관련 제안이 109회(5.
- 3%) 의 정성 관찰을 가장 많이 나타내었다. 특히 관찰기록 189개 중 시각적 관찰은 151개에 해당되어 다섯 가지 감각요소 중에서79.9%의 많은 관찰빈도수를 나타내었는데, 이는 과학박물관 탐방활동시 학생들이 가장 많이 하는 활동이 전시물 관람이기 때문에 시각 관찰을 많이 사용하는 것으로 해석되었다. 이러한 연구 결과는 지층에 대한 탐구 활동에서 초등 과학 영재 학생들의 관찰 및 추리 특성의 이전연구[18]에서 나타난 관찰 특성과도 유사한 결과로 볼 수 있다.
- 특히, 전통과학관에서는 28.2%의 단순관찰 빈도수를 보였으나 조작관찰은 2.9%의 빈도수를 나타내어 단순 관찰에 심하게 편중되어 있는 것으로 나타났다. 이는 전시물의 특징상 조작을 할 수 있는 전시물이 한정되어 있었기 때문이라 할 수 있다.
후속연구
- 결과적으로, 질문을 통한 언어적 상호작용은 관찰의 빈도와 다양성에 긍정적인 영향을 주며, 과학박물관 탐방학습에서 과학 영재 학생들의 다양한 관찰을 유도하기 위해서는 프로젝트 학습과 같이, 특정 전시관이나 전시물을 학생이 직접 선택하여 집중 탐구할 수 있는 시간이나 학습지를 마련하면 더 효과적인 관찰 학습이 이루어질 수 있을 것으로 사료된다. 하지만 이것이 과학 영재 학생들의 일상적인학습 과정이 아닌 과학박물관 탐방학습 중에 일어난 것이며, 이러한 특성도 탐방 학습 중 함께한 연구 참여자들의 상호작용 차이에 영향을 받았다는 것을 볼 때 그 결과가 일반화되기는 어려운 점이 있다.
- 하지만 이것이 과학 영재 학생들의 일상적인학습 과정이 아닌 과학박물관 탐방학습 중에 일어난 것이며, 이러한 특성도 탐방 학습 중 함께한 연구 참여자들의 상호작용 차이에 영향을 받았다는 것을 볼 때 그 결과가 일반화되기는 어려운 점이 있다. 이 연구의 결과가 일반화되기 위해서는 좀 더 많은 소집단을 대상으로 추가 연구가 실시될 필요성이 있다.
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