과학 영재 학생의 지구계에 대한 지식과 중요성이 과학 동기에 미치는 영향: 탐색적 연구 The Impact of Self-Reported Knowledge and Self-perceived Importance about Earth Systems on Science Gifted Students' Science Motivation: An Exploratory Study원문보기
이 연구는 과학 영재 학생들의 지구계에 대한 지식, 중요성, 과학 동기 사이에 상관 관계를 분석하고 시사점을 얻는데 그 목적을 두고 있으며, 기존에 수행되지 않았던 내용을 다루는 탐색적 연구이다. 연구는 K 대학 부설 과학영재교육원 소속 중등 융합과학반 학생 93명을 대상으로 지구계에 대한 지식과 중요성, 과학 동기를 분석할 수 있는 설문지를 투입하고 지구계에 대한 지식과 중요성이 과학 동기에 미치는 영향을 상관분석과 회귀분석을 통해 결과를 도출하였다. 그 결과, 지구계에 대한 지식은 과학 동기에 상관계수 .656으로 높은 상관을 보여주었다. 반면 지구계에 대한 중요성은 과학 동기와 .387로 다소 낮은 상관이 나왔다. 높은 상관을 보여준 지구계에 대한 지식과 과학 동기의 회귀분석을 통해 그 설명력을 분석한 결과, 과학 동기의 총 변화량의 43%를 지구계에 대한 지식이 설명함을 나타내었다. 분석 결과를 토대로 지구계에 대한 체계적인 교육 프로그램을 개발하여 과학 영재 학생들의 수업에 적극적으로 활용한다면 과학 동기의 유발과 함께 학습 동기와 관련된 다양한 시사점을 얻을 수 있을 것이다.
이 연구는 과학 영재 학생들의 지구계에 대한 지식, 중요성, 과학 동기 사이에 상관 관계를 분석하고 시사점을 얻는데 그 목적을 두고 있으며, 기존에 수행되지 않았던 내용을 다루는 탐색적 연구이다. 연구는 K 대학 부설 과학영재교육원 소속 중등 융합과학반 학생 93명을 대상으로 지구계에 대한 지식과 중요성, 과학 동기를 분석할 수 있는 설문지를 투입하고 지구계에 대한 지식과 중요성이 과학 동기에 미치는 영향을 상관분석과 회귀분석을 통해 결과를 도출하였다. 그 결과, 지구계에 대한 지식은 과학 동기에 상관계수 .656으로 높은 상관을 보여주었다. 반면 지구계에 대한 중요성은 과학 동기와 .387로 다소 낮은 상관이 나왔다. 높은 상관을 보여준 지구계에 대한 지식과 과학 동기의 회귀분석을 통해 그 설명력을 분석한 결과, 과학 동기의 총 변화량의 43%를 지구계에 대한 지식이 설명함을 나타내었다. 분석 결과를 토대로 지구계에 대한 체계적인 교육 프로그램을 개발하여 과학 영재 학생들의 수업에 적극적으로 활용한다면 과학 동기의 유발과 함께 학습 동기와 관련된 다양한 시사점을 얻을 수 있을 것이다.
The purpose of this study was to investigate the correlation among science gifted students' self-reported knowledge and self-perceived importance about Earth systems, and their science motivation. Ninety three seventh graders participated in this study who enrolled at Science Gifted Institute of K u...
The purpose of this study was to investigate the correlation among science gifted students' self-reported knowledge and self-perceived importance about Earth systems, and their science motivation. Ninety three seventh graders participated in this study who enrolled at Science Gifted Institute of K university. The correlation was measured by a validated Earth systems survey and Science Motivation Questionnaire (SMQ). The data were analyzed at the margin of error probability 0.05 using correlation and regression analysis. The result of reliability for items turned out high because the Cronbach's alphas were .896~.937. Results indicated that the correlation between self-reported knowledge on Earth systems and science motivation showed a correlation coefficient .656, whereas the correlation between importance on Earth systems and science motivation was .387, which was regarded as low. On the other hands, the result of regression analysis depicted that non-std. coefficients between students' self-reported knowledge about Earth systems and science motivation were .548 (.077), which lead to the conclusion that students' knowledge on Earth systems explained 43% of science motive-variation. It implied that Earth systems education program could impact the increased motivation of science gifted-students. Therefore, this study suggests that the various Earth systems education programs could be developed and implemented in order to increase students' motivation on studying science in general and Earth science in specific.
The purpose of this study was to investigate the correlation among science gifted students' self-reported knowledge and self-perceived importance about Earth systems, and their science motivation. Ninety three seventh graders participated in this study who enrolled at Science Gifted Institute of K university. The correlation was measured by a validated Earth systems survey and Science Motivation Questionnaire (SMQ). The data were analyzed at the margin of error probability 0.05 using correlation and regression analysis. The result of reliability for items turned out high because the Cronbach's alphas were .896~.937. Results indicated that the correlation between self-reported knowledge on Earth systems and science motivation showed a correlation coefficient .656, whereas the correlation between importance on Earth systems and science motivation was .387, which was regarded as low. On the other hands, the result of regression analysis depicted that non-std. coefficients between students' self-reported knowledge about Earth systems and science motivation were .548 (.077), which lead to the conclusion that students' knowledge on Earth systems explained 43% of science motive-variation. It implied that Earth systems education program could impact the increased motivation of science gifted-students. Therefore, this study suggests that the various Earth systems education programs could be developed and implemented in order to increase students' motivation on studying science in general and Earth science in specific.
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문제 정의
둘째, 세 가지 요소(지구계에 대한 지식, 지구계에 대한 중요성, 과학 동기) 사이에 유의미한 상관관계가 있다면, 지구계에 대한 지식과 지구계에 대한 중요성이 과학 동기를 얼마나 설명할 수 있는지 그 영향력을 분석한다. 그리고 과학 동기 내 하위 요인 간 상관분 석을 통해 과학 동기의 향상이 성적이나 직업 결정에 어떠한 영향을 미치는지에 대해서도 알아보고자 한다.
따라서 이 연구에서는 과학 영재 학생 82명의 검사 자료를 대상으로 지구계에 대한 지식, 중요성, 과학 동기 사이의 상관 분석과 회귀 분석을 실시하여 그 관계를 알아보았다. 또 과학 동기 내 하위 요인 사이의 상관 분석을 통해 지구계에 대한 지식이 학생들에게 미치는 영향에 대해서도 분석하였다.
이 연구는 선행연구에서 다루어지지 않은 요인들을 분석하는 탐색적 연구의 성격을 띠고 있다. 이 연구에서는 과학 영재 학생들을 대상으로 지구계에 대한 지식, 중요성에 대한 인식과 과학 동기와의 상관관계와 관련된 변인들의 차이를 탐색하고자 한다.
이 연구는 선행연구에서 다루어지지 않은 요인들을 분석하는 탐색적 연구의 성격을 띠고 있다. 이 연구에서는 과학 영재 학생들을 대상으로 지구계에 대한 지식, 중요성에 대한 인식과 과학 동기와의 상관관계와 관련된 변인들의 차이를 탐색하고자 한다. 지구계에 대한 지식과 중요성에 대한 인식이 과학 동기 유발에 유의미한 관계가 나타난다면 과학 영재 학생들의 선발과 수업의 효율적인 참여를 위하여 지구계에 대한 여러 가지 교육프로그램들이 매우 효과적일 수 있으며, 나아가 과학의 여러 분야에 대하여 긍정적인 시각을 가지고 수업에 적극적인 참여를 유도할 수 있을 것이다.
이 연구의 목적은 통합 교육 프로그램으로서의 지구계 교육이 과학 영재 교육의 전반적인 학습 동기에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 지구계에 대한 지식과 지구계에 대한 중요성, 과학 동기에 대한 관계를 상관분석과 회귀분석을 통해 선행 연구에서 다루어지지 않은 요인에 미치는 영향에 대하여 탐색하고자 하였다. 연구 목적에 따른 구체적인 연구 내용은 다음과 같다.
이 탐색적 연구의 목적은 과학 영재 학생들이 인지하는 지구계에 대한 지식, 지구계에 대한 중요성이 과학 수업의 동기와 유의미한 상관관계가 있는지 조사하고 세 가지 요소 사이에 유의미한 상관이 있다면 지구계에 대한 지식과 지구계에 대한 중요성이 과학 동기에 미치는 영향이 어느 정도인지를 분석하는 것이다. 이 연구의 결과를 통해 내린 결론은 다음과 같다.
과학 동기는 내적 동기, 자기 효능감, 자기 결정, 직업 동기, 성적 동기로 총 5개의 하위 요인으로 구성되어 있다. 지구계에 대한 지식에 대한 학습이 과학 동기를 향상시켜 준다면 과학 동기가 향상됨으로 인해 나타날 수 있는 효과를 하위 요인 간의 상관 분석을 통해 알아보고자 하였다(Table 7).
제안 방법
각각의 항목은 ‘전혀 모른다’에서 ‘아주 잘 알고있다’까지 6단계 리커르트 척도로 측정하였으며, 개념과 주제를 지구계 교육의 7가지 이해틀에 적용된 문항들은 Table 1과 같다.
과학 동기는 내적 동기, 자기 효능감, 자기 결정, 직업 동기, 성적 동기로 총 5개의 하위 요인으로 구성되어 있으며 각 요인별 하위 문항은 Table 2와 같다. 검사를 실시하기 위하여 설문지를 번역하고 지구과학 교육 전문가 2명과 석박사과정에 있는 교사 8명으로 구성된 워크숍을 통해 검토하고 수정하였다.
과학 영재 학생들의 지구계에 대한 이해를 조사하기 위하여 Jax (1995)에 의해 개발되고 Lee (2002)에 의해 수정되어 검증받은 설문지를 수정하여 사용하였다. 설문지는 크게 3개 영역으로 되어 있으며 첫 번째 영역은 응답자의 일반 정보(예, 성별, 학년, 성적등)와 지구계에 대한 기초적인 이해를 조사하는 문항으로 구성되어 있다.
지구계에 대한 지식, 중요성, 과학 동기 사이의 상관관계를 산출하기 위하여 상관계수를 활용하였으며, 유의미한 상관이 나타난 영역에 대해서는 회귀분석을 활용하여 독립변수가 종속변수에 어떠한 영향을 미치는지 결정계수를 분석하였다. 끝으로 과학 동기의 5가지 하위 요인의 상관 분석을 통하여 하위 요인들 사이의 관계를 살펴보고, 학생들의 직업 선택이나 성적에 대한 태도에 각 요인들이 어떠한 영향을 미치고 있는지 분석하였다.
첫째, 과학 영재 학생들이 인식하는 지구계에 대한 지식, 지구계에 대한 중요성은 과학 동기와 어떤 상관관계가 있는지를 분석한다. 둘째, 세 가지 요소(지구계에 대한 지식, 지구계에 대한 중요성, 과학 동기) 사이에 유의미한 상관관계가 있다면, 지구계에 대한 지식과 지구계에 대한 중요성이 과학 동기를 얼마나 설명할 수 있는지 그 영향력을 분석한다. 그리고 과학 동기 내 하위 요인 간 상관분 석을 통해 과학 동기의 향상이 성적이나 직업 결정에 어떠한 영향을 미치는지에 대해서도 알아보고자 한다.
따라서 이 연구에서는 과학 영재 학생 82명의 검사 자료를 대상으로 지구계에 대한 지식, 중요성, 과학 동기 사이의 상관 분석과 회귀 분석을 실시하여 그 관계를 알아보았다. 또 과학 동기 내 하위 요인 사이의 상관 분석을 통해 지구계에 대한 지식이 학생들에게 미치는 영향에 대해서도 분석하였다.
과학 영재 학생들의 지구계에 대한 이해를 조사하기 위하여 Jax (1995)에 의해 개발되고 Lee (2002)에 의해 수정되어 검증받은 설문지를 수정하여 사용하였다. 설문지는 크게 3개 영역으로 되어 있으며 첫 번째 영역은 응답자의 일반 정보(예, 성별, 학년, 성적등)와 지구계에 대한 기초적인 이해를 조사하는 문항으로 구성되어 있다. 두 번째 영역은 지구계와 지구계 교육에서 강조하고 있는 23개의 개념에 대한 학생들의 지식 수준과 중요성을 분석하는 문항으로 구성되어 있다.
세 번째 영역은 Science Motivation Questionnaire (SMQ)로 Glynn et al. (2009)가 개발하고 타당화한 30문항으로 구성된 과학 동기를 측정할 수 있는 설문지로 구성되었다. 과학 동기는 내적 동기, 자기 효능감, 자기 결정, 직업 동기, 성적 동기로 총 5개의 하위 요인으로 구성되어 있으며 각 요인별 하위 문항은 Table 2와 같다.
자료 수집은 과학 영재 교육원의 융합 과학반 수업에 연구자가 직접 수업에 참여하여, 수업 전 설문지를 배부하고 20분간 작성 후 바로 회수하였다. 자료 수집 기간은 2014년 3월~5월 중이었으며 총 93부의 설문지를 회수하여 불성실한 응답을 하거나 검사결과의 신뢰도에 영향을 줄 수 있는 검사지 11부를 제외한 82부를 분석에 활용하였다.
0을 활용하여 빈도, 백분율, 평균, 표준편차를 산출하였다. 지구계에 대한 지식, 중요성은 관련 문항의 척도 점수의 합계를 분석하였다. 예를 들어, ESU#4은 5문항으로 구성되어 있으므로 학생들의 응답 점수는 5점에서 30점 사이로 나타낼 수 있다.
연구 목적에 따른 구체적인 연구 내용은 다음과 같다. 첫째, 과학 영재 학생들이 인식하는 지구계에 대한 지식, 지구계에 대한 중요성은 과학 동기와 어떤 상관관계가 있는지를 분석한다. 둘째, 세 가지 요소(지구계에 대한 지식, 지구계에 대한 중요성, 과학 동기) 사이에 유의미한 상관관계가 있다면, 지구계에 대한 지식과 지구계에 대한 중요성이 과학 동기를 얼마나 설명할 수 있는지 그 영향력을 분석한다.
학생들의 지구계에 대한 지식, 중요성, 과학 동기 사이의 상관을 살펴보기 전 각 영역의 설문지에 대한 신뢰도 분석을 실시하였다. 설문지는 1~6점 척도로 구성되어 있으며 개발 단계에서부터 타당화를 거친 설문지이나, 학생들의 응답 방식에 따라 신뢰도가 변할 수 있으므로 분석에 타당한지를 확인하기 위하여 23개 문항에 대한 문항 당 평균과 표준편차, 신뢰도 분석(Cronbach’s-α)을 실시하였으며 그 결과는 Table 3과 같다.
대상 데이터
이 연구의 대상은 K 대학 부설 과학영재교육원 소속 중학교 1학년 93명을 대상으로 ‘지구계와 과학 동기 관련 과학 영재의 이해 조사’ 설문지를 가지고 실시하였다.
자료 수집은 과학 영재 교육원의 융합 과학반 수업에 연구자가 직접 수업에 참여하여, 수업 전 설문지를 배부하고 20분간 작성 후 바로 회수하였다. 자료 수집 기간은 2014년 3월~5월 중이었으며 총 93부의 설문지를 회수하여 불성실한 응답을 하거나 검사결과의 신뢰도에 영향을 줄 수 있는 검사지 11부를 제외한 82부를 분석에 활용하였다.
데이터처리
설문지는 1~6점 척도로 구성되어 있으며 개발 단계에서부터 타당화를 거친 설문지이나, 학생들의 응답 방식에 따라 신뢰도가 변할 수 있으므로 분석에 타당한지를 확인하기 위하여 23개 문항에 대한 문항 당 평균과 표준편차, 신뢰도 분석(Cronbach’s-α)을 실시하였으며 그 결과는 Table 3과 같다.
자료의 기본적인 처리와 분석은 SPSS 18.0을 활용하여 빈도, 백분율, 평균, 표준편차를 산출하였다. 지구계에 대한 지식, 중요성은 관련 문항의 척도 점수의 합계를 분석하였다.
지구계에 대한 인식이 과학 동기와 어떤 상관을 보이는지 알아보기 위하여 SPSS 18.0을 활용하여 상관계수를 분석해 보았다. 지구계에 대한 지식, 중요성, 과학 동기간의 상관분석 결과는 Table 5와 같다.
지구계에 대한 지식이 과학 동기와 가장 높은 상관을 보여 주었다. 지구계에 대한 중요성도 비록 낮지만 보통 수준의 상관인 .4에 근접한 값을 보여주어 회귀분석에 독립변인으로 설정하여 지식과 함께 중다회귀분석을 실시하였다. 그 결과, 회귀 계수에서 중요성이 유의확률 .
예를 들어, ESU#4은 5문항으로 구성되어 있으므로 학생들의 응답 점수는 5점에서 30점 사이로 나타낼 수 있다. 지구계에 대한 지식, 중요성, 과학 동기 사이의 상관관계를 산출하기 위하여 상관계수를 활용하였으며, 유의미한 상관이 나타난 영역에 대해서는 회귀분석을 활용하여 독립변수가 종속변수에 어떠한 영향을 미치는지 결정계수를 분석하였다. 끝으로 과학 동기의 5가지 하위 요인의 상관 분석을 통하여 하위 요인들 사이의 관계를 살펴보고, 학생들의 직업 선택이나 성적에 대한 태도에 각 요인들이 어떠한 영향을 미치고 있는지 분석하였다.
지구계에 대한 지식이 과학 동기와 높은 상관이 나타난 결과를 통해 지구계에 대한 지식이 과학 동기를 얼마나 설명할 수 있는지 영향력을 분석하고자 회귀 분석을 실시하였다. 지구계에 대한 지식이 과학 동기와 가장 높은 상관을 보여 주었다.
성능/효과
(2011)은 지구 온난화를 주제로 시스템 사고에 초점을 두고 과학 영재 학생들에게 예비 투입을 거쳐 고등학생을 위한 교육 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 통해 학생들이 지구계의 상호작용을 체계적으로 이해하는 것으로 분석되었다. Park and Lee (2014)는 시스템 사고를 기반으로 지구계의 상호작용 관점을 적용한 융합인재교육 프로그램을 개발하였다.
(2008)의 연구에서는 과학 영재 학생들이 가진 과학에 대한 태도, 성취동기, 또래 관계 등에 대한 차이를 분석하였다. 그 결과 과학에 대한 태도에서 과학 수업의 즐거움에서만 유의미한 차이가 있다고 나타났다. 또한 과학 영재 학생들은 앞으로 과학에 대하여 전공할 의사가 없기 때문에 과학에 대한 태도나 성취동기 또는 또래 집단의 영향보다 부모로부터 받는 영향이 학습에 유의미한 영향을 주는 것으로 나타났다.
학생들은 인간이 지구에 미치는 영향에 대하여 매우 중요하게 인식하고 있음을 알 수 있었다. 나아가 지구계의 지식보다 중요성에 대한 문항에 전반적으로 평균이 높게 나타났음을 볼 수 있었다. 두 설문지의 Cronbach’s-α값은 지식이 0.
넷째, 과학 동기 내의 하위 요인에서 직업 동기와 성적 동기, 자기 결정과 직업 동기 사이에는 상관이 있음이 나타났으며, 자기 결정과 성적 동기 사이에는 높은 상관이 나타남을 볼 수 있었다. 이는 지구계에 대한 지식에 대한 학습을 통해 학생들의 자기 결정과 관련한 동기 부여가 충분이 이루어지면, 학생들의 성적 동기에도 영향을 미칠 수 있음을 볼 수 있다.
둘째, 지구계에 대한 지식과 중요성, 과학 동기 사이의 상관을 분석한 결과 지구계에 대한 지식과 지구계에 대한 중요성은 .509, 지구계에 대한 지식과 과학 동기 사이에는 .656으로 충분히 높은 정적 상관을 보여주었다. 지구계에 대한 지식 수준이 높을수록 지구계를 구성하는 하위 요인(ESU)들에 대해 중요하게 생각하며 나아가 과학 동기도 높음을 나타낸다.
그 결과 과학에 대한 태도에서 과학 수업의 즐거움에서만 유의미한 차이가 있다고 나타났다. 또한 과학 영재 학생들은 앞으로 과학에 대하여 전공할 의사가 없기 때문에 과학에 대한 태도나 성취동기 또는 또래 집단의 영향보다 부모로부터 받는 영향이 학습에 유의미한 영향을 주는 것으로 나타났다.
상관 분석 결과, 내적 동기와 자기 결정, 내적 동기와 직업 동기, 내적 동기와 성적 동기 사이에는 유의수준 .01에서 유의하지만 상관계수가 .40 이하로 상관이 낮았다. 직업 동기와 성적 동기 사이에는 유의수준 .
387로 다소 낮은 상관이 나타났다. 상관계수를 통해 분석한 결과, 지구계에 대한 지식적인 내용들이나 개념, 그리고 상호작용을 통한 개념들의 이해가 뒷받침되면 과학 동기도 높아진다고 볼 수 있으나, 지구계에 대한 중요성 인식으로는 과학 동기가 크게 향상되지 않는다고 해석할 수 있다.
셋째, 지구계에 대한 지식은 과학 동기를 예측하는 모형을 유의미하게 설명하고 있다. 이 데이터를 활용하여 회귀분석을 실시한 결과, 과학 동기 점수와 지구계에 대한 지식은 충분히 정적인 상관을 가진다.
셋째, 지구계에 대한 지식은 과학 동기를 예측하는 모형을 유의미하게 설명하고 있다. 이 데이터를 활용하여 회귀분석을 실시한 결과, 과학 동기 점수와 지구계에 대한 지식은 충분히 정적인 상관을 가진다. 또한 과학 동기 점수 요인의 총 변화량의 43%가 지구계에 대한 지식으로 설명할 수 있다.
Park and Lee (2014)는 시스템 사고를 기반으로 지구계의 상호작용 관점을 적용한 융합인재교육 프로그램을 개발하였다. 이를 중학교 과학 영재 학생들에게 적용한 결과 학생들의 시스템 사고 능력이 향상되었고 시스템의 아이디어와 상호작용의 관점이 지구계에 대한 이해에 영향을 주고 있음을 보여준다. Jeon (2014)에서 물레방아를 주제로 개발된 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램도 고등학생들의 시스템 사고 능력과 융합적 소양의 향상에 효과적이었으며, Park (2014)에서 로켓을 주제로 시스템 사고를 적용하여 개발된 융합인재교육 프로그램은 과학 영재 학생들의 과학 자기효능감의 향상에 효과적이었으며 기술/공학, 수학에 대한 인식이 향상되었음을 볼 수 있었다.
79)으로 나타났다. 자기 효능감에 대한 점수가 가장 낮게 나타났으며, 가장 높은 요인은 자기 결정성으로 나타났다. 자기 효능감을 제외한 4개 요인에서 평균이 4점이상으로 높은 점수를 보여 주었다.
21로 나타났다. 즉 지구계의 구성요소와 이들의 상호작용에 의해 환경의 변화가 나타나고 있고, 이들의 상호작용이 매우 중요한 것을 알고 있음이 나타났다. ESU#5의 지식 수준은 평균 4.
616으로 높은 상관을 보여주었다. 즉, 학생들의 경우 자기 결정에 대한 요인과 성적의 경우 정적인 상관을 보여주며 자기 결정에 대한 동기 부여가 높아질 경우 성적에 대한 동기도 높아짐을 볼 수 있었다.
지역 사회에 미치는 영향 요인에서 지식 수준과 중요성에서 가장 큰 평균 차이를 보여주었다. 지구 시스템이 우리 주변에 어떠한 영향을 미치는지 직접적으로 이해하는 정도는 낮으나, 지구 시스템이 분명 지역 사회나 환경에 많은 중요한 영향을 미치고 있다는 것을 인식하고 있음을 알 수 있었다.
학생들은 지구가 매우 가치 있는 곳이라는 것을 중요하게 인식하고 있으나, 평소 생활에서 잘 보이지 않는 지역사회나 환경으로의 지구계가 미치는 영향에 대한 인식이 낮았다. 지구계에 대한 중요성에서 가장 낮은 평균은 지구계의 상호작용과 긴 지질학적 시간을 묻는 요인 4, 5에서 평균값이 5.23 (1.21, 1.60)으로 나타났으며 가장 높은 평균은 인간이 지구에 미치는 영향인 요인2에서 평균값이 5.66 (.48)으로 나타났다. 학생들은 인간이 지구에 미치는 영향에 대하여 매우 중요하게 인식하고 있음을 알 수 있었다.
8 이상의 신뢰도를 나타내었다. 지구계에 대한 지식 및 중요성에 대한 내용을 통하여 과학 영재 학생들의 과학 동기에 미치는 영향을 알아보는 설문 결과가 충분히 신뢰할 수 있다는 결과가 나타났다. 이는 Lee (2011)의 연구에서 나온 측정한 데이터(Cronbach’s-α: 0.
548×지구계에 대한 지식 점수)로 나타났다. 지구계에 대한 지식 점수로 과학 동기 점수를 예측하는 모형의 통계적 유의미성을 검정한 결과 F 통계값은 50.65, 유의확률은 .000으로 지구계에 대한 지식은 유의수준 .05에서 과학 동기를 유의하게 설명하고 있으며(t = 7.117, p= .000), 과학 동기 점수 총 변화량의 43%가 지구계에 대한 지식 요인이 설명할 수 있었다.
지구계에 대한 지식과 지구계에 대한 중요성, 과학 동기 점수 간의 상관계수를 살펴본 결과, 지구계에 대한 지식과 중요성은 .509로 정적 상관이 있는 것으로 나타났다. 지구계에 대한 지식과 과학 동기 사이에는 .
지구계에 대한 지식에서 가장 낮은 평균은 지구 시스템이 지역사회 및 환경에 미치는 영향 구성된 8요인에서 평균값이 4.70 (1.01)으로 나타났으며 가장 높은 평균은 지구의 가치를 묻는 1요인에서 평균값이 5.39 (.66)로 나타났다. 학생들은 지구가 매우 가치 있는 곳이라는 것을 중요하게 인식하고 있으나, 평소 생활에서 잘 보이지 않는 지역사회나 환경으로의 지구계가 미치는 영향에 대한 인식이 낮았다.
첫째, 과학 영재 학생의 지구계에 대한 지식과 지구계에 대한 중요성, 과학 동기를 측정하는 설문에서 세 영역 모두 .8 이상의 신뢰도를 나타내었다. 지구계에 대한 지식 및 중요성에 대한 내용을 통하여 과학 영재 학생들의 과학 동기에 미치는 영향을 알아보는 설문 결과가 충분히 신뢰할 수 있다는 결과가 나타났다.
과학 영재반 학생들의 경우 입학 전형 시 다단계 전형 (1~3차)을 거쳐 전문가들에 의해 선발된 학생들로 구성되었다. 학생들이 과학 영재 수업에서 지구계 교육에 대한 내용을 학습하기 전 검사를 20분에 걸쳐 실시하였으며, 검사 후 학생들이 응답한 검사지의 코딩 작업을 거치면서 묵종 경향성을 보이는 검사지 또는 무성의하게 응답한 11명의 검사지가 검사 결과의 신뢰도와 타당도를 떨어뜨리는 검사지로 나타났다.
후속연구
결론적으로, 과학 영재 학생들이 하나의 주제에 대하여 관련된 물리, 화학, 생명과학, 지구과학의 개념에 대하여 상호작용을 통해 학습하는 통합적인 교육 프로그램을 통하여 지구계에 대한 학습이 내적 동기, 자기 효능감, 자기 결정, 직업 동기, 성적 동기로 구성된 과학 동기를 충분히 향상 시킬 수 있으며 다양한 과학 영재 학생들의 학습 동기와 관련된 연구에 많은 시사점을 제공할 수 있을 것이다. 이 연구에서는 지구계에 대한 지식과 과학 동기 사이의 상관을 알아볼 수 있었지만 후속 연구에서는 효과적인 지구계 학습을 위하여 개발된 여러 통합 교육 프로그램들이 과학 영재 학생들의 과학 동기와 관련된 변화와의 상관을 정량적 뿐 아니라 정성적으로 분석한 연구가 진행될 필요가 있을 것이다.
또한 과학 영재 학생에게 한정되지 않고 학교 급전체를 대표할 수 있는 표본 집단을 선정하여 지구계에 대한 인식과 과학 동기 사이의 상관을 비교하는 연구를 진행하여, 유의미한 상관이 나타날 경우 이를 앞으로 개발될 교과서에도 반영하는 연구가 필요할 것이다. 학생들의 통합과학적 소양의 함양, 지구계의 순환, 상호작용 등의 이해와 고등 사고 능력의 개발에 초점을 두고 있는 통합 교육 프로그램인 지구계 교육은 2015년 9월에 개정 고시된 문·이과 통합형 과학과 교육과정의 통합과학 교과의 내용 구성에 큰 기여를 할 수 있을 것이다.
이는 지구계에 대한 지식에 대한 학습을 통해 학생들의 자기 결정과 관련한 동기 부여가 충분이 이루어지면, 학생들의 성적 동기에도 영향을 미칠 수 있음을 볼 수 있다. 또한 성적 동기와 직업동기, 자기 결정과 직업 동기 사이에도 정적 상관이 나타나기 때문에 학생들의 성적동기의 향상이 곧 직업 동기에 대한 향상으로 이어져 지구계에 대한 지식이 학생들의 향후 진로에도 영향을 줄 수 있을 것이다.
이 연구에서는 지구계에 대한 지식과 과학 동기 사이의 상관을 알아볼 수 있었지만 후속 연구에서는 효과적인 지구계 학습을 위하여 개발된 여러 통합 교육 프로그램들이 과학 영재 학생들의 과학 동기와 관련된 변화와의 상관을 정량적 뿐 아니라 정성적으로 분석한 연구가 진행될 필요가 있을 것이다. 또한 지구계라는 하나의 통합된 주제에 활용된 물리, 화학, 생명과학, 지구과학 각각의 영역에서 인지적인 측면이 과학 동기와 관련하여 어떤 관련성을 보여주는지에 대하여 연구하여 향후 교과서 개발, 교육과정 개정, 교육 프로그램 개발 등에 반영할 필요가 있다.
결론적으로, 과학 영재 학생들이 하나의 주제에 대하여 관련된 물리, 화학, 생명과학, 지구과학의 개념에 대하여 상호작용을 통해 학습하는 통합적인 교육 프로그램을 통하여 지구계에 대한 학습이 내적 동기, 자기 효능감, 자기 결정, 직업 동기, 성적 동기로 구성된 과학 동기를 충분히 향상 시킬 수 있으며 다양한 과학 영재 학생들의 학습 동기와 관련된 연구에 많은 시사점을 제공할 수 있을 것이다. 이 연구에서는 지구계에 대한 지식과 과학 동기 사이의 상관을 알아볼 수 있었지만 후속 연구에서는 효과적인 지구계 학습을 위하여 개발된 여러 통합 교육 프로그램들이 과학 영재 학생들의 과학 동기와 관련된 변화와의 상관을 정량적 뿐 아니라 정성적으로 분석한 연구가 진행될 필요가 있을 것이다. 또한 지구계라는 하나의 통합된 주제에 활용된 물리, 화학, 생명과학, 지구과학 각각의 영역에서 인지적인 측면이 과학 동기와 관련하여 어떤 관련성을 보여주는지에 대하여 연구하여 향후 교과서 개발, 교육과정 개정, 교육 프로그램 개발 등에 반영할 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국내 지구과학 교육에서 지구계는 어떻게 사용되고 있는가?
우리나라에서도 제 7차 교육과정부터 2009 개정 교육과정에 이르기까지 지구과학 교과에서는 시스템과 관련된 내용으로 ‘지구계(Earth systems)’가 교육과정에 적용되고 있다. 지구계는 지구과학 영역에서 학습하는 개념들의 핵심으로 활용되고 있으며 지권, 수권, 생물권, 기권뿐만 아니라 지구를 둘러싼 우주 공간과 지구 자기장을 다루는 외권까지 중학교 교육과정 도입되어 단원명으로 사용되고 있다(Lee, 2011). 또한 고등학교 지구과학 I의 ‘소중한 지구’ 단원에서는 지구계의 구성 및 상호작용과 관련된 내용이 학습 목표 및 성취 기준으로 제시되고 있다.
국제적인 지구과학 교육의 동향은 어떠한가?
2013년에 발표된 미국의 차세대 과학교육기준을 살펴보면 지구와 우주 영역에서 지구계가 핵심 개념이고 지구계와 관련된 내용을 모든 학교급에서 가르치고 있다(NRC, 2012, 2013). 국제적인 지구과학 교육의 동향은 지구계를 중심으로 거시적인 관점에서 물리, 화학, 생명 과학, 지구과학을 통합하고 나아가 융합적 소양을 함양하는 데 지구계의 이해를 강조하고 있다(Lee et al., 2011; Ben-Zvi-Assaraf and Orion, 2005a, 2005b; Hlawatsch et al.
지구계에 대한 내용 중 중학생들이 중요하다고 생각한 것은 무엇인가?
이렇게 교육과정에서 강조하는 지구계에 대한 내용은 중학생들의 지식 수준과 중요성에 대한 인식 수준이 높은 것으로 조사되었다. 중학생들의 경우 지구계의 구성 요소 중에 수권과 기권이 가장 중요하다고 인식하였고 지구의 빙하에 관련된 개념의 이해가 부족하고 외권의 구체적인 사례에 대해 잘 인식하지 못하였다(Lee, 2011; Oh and Kim, 2010).
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