본 연구에서는 과학 수업의 학습 환경에 10년 간 어떠한 변화가 있었는지를 지난 3주기 간의 TIMSS 연구 자료를 활용하여 분석하였다. 본 연구에서는 과학 수업 현황, 교사의 전문성 계발 활동, 학교 환경 측면으로 범주화해 분석하였다. 보다 세부적으로 과학 수업 현황의 경우는 교수 학습 활동, 평가, 숙제로 3가지 범주로, 교사의 전문성 계발 활동은 교사 연수, 교사의 교류, 교사 평가의 3가지 범주로, 학교 환경은 학교 특성, 지원 환경의 2가지 범주로 구분해 분석하였다. 연구 결과에 의하면, 그동안의 과학 교육 관련 정책들이 어느 정도 성과를 보이고 있었다. 과학 수업에서는 다양한 과학 탐구 활동의 빈도는 점차 증가하고 있었다. 그러나 여전히 교사 중심의 수업이 많이 이루어지고 있고 실험이나 조사 활동을 직접 수행하는 활동이 감소하고 있어 개선이 필요해 보인다. 평가에 있어서도 사실이나 개념 지식의 이해와 관련된 문제의 비중이 높지만, 최근 과학적 탐구나 정당화를 요구하는 문제가 많이 증가하고 있었다. 숙제와 관련해서는 피드백을 주거나 토론을 위해 사용하는 비중은 낮고 숙제를 다 했는지 점검하거나 성적 산출을 위해 사용하는 비중이 높은 편이지만 점차 개선되고 있었다. 교사의 전문성 계발 활동에서는 교사들은 다양한 교사 교육 프로그램에 참여하고 있지만 여전히 전통적인 과학 내용과 교육 과정, 교수법에 대한 비중이 높은 편이었으며, 과학과 정보 기술을 통합하거나 비판적 사고력이나 탐구 능력 향상에 대한 연수 비중은 적었다. 학교 지원 환경과 관련해서는 교사의 직무 만족도는 증가하고 있으며 학교 교육과정 목표에 대한 교사의 이해나 실행 성과도 점차 증가하고 있었다. 자원과 관련해서도 과학 수업을 위한 자원의 부족이 과학 수업에서 많은 영향을 주지 않고 있으며, 일부 부족한 경우도 점차 개선되고 있었다.
본 연구에서는 과학 수업의 학습 환경에 10년 간 어떠한 변화가 있었는지를 지난 3주기 간의 TIMSS 연구 자료를 활용하여 분석하였다. 본 연구에서는 과학 수업 현황, 교사의 전문성 계발 활동, 학교 환경 측면으로 범주화해 분석하였다. 보다 세부적으로 과학 수업 현황의 경우는 교수 학습 활동, 평가, 숙제로 3가지 범주로, 교사의 전문성 계발 활동은 교사 연수, 교사의 교류, 교사 평가의 3가지 범주로, 학교 환경은 학교 특성, 지원 환경의 2가지 범주로 구분해 분석하였다. 연구 결과에 의하면, 그동안의 과학 교육 관련 정책들이 어느 정도 성과를 보이고 있었다. 과학 수업에서는 다양한 과학 탐구 활동의 빈도는 점차 증가하고 있었다. 그러나 여전히 교사 중심의 수업이 많이 이루어지고 있고 실험이나 조사 활동을 직접 수행하는 활동이 감소하고 있어 개선이 필요해 보인다. 평가에 있어서도 사실이나 개념 지식의 이해와 관련된 문제의 비중이 높지만, 최근 과학적 탐구나 정당화를 요구하는 문제가 많이 증가하고 있었다. 숙제와 관련해서는 피드백을 주거나 토론을 위해 사용하는 비중은 낮고 숙제를 다 했는지 점검하거나 성적 산출을 위해 사용하는 비중이 높은 편이지만 점차 개선되고 있었다. 교사의 전문성 계발 활동에서는 교사들은 다양한 교사 교육 프로그램에 참여하고 있지만 여전히 전통적인 과학 내용과 교육 과정, 교수법에 대한 비중이 높은 편이었으며, 과학과 정보 기술을 통합하거나 비판적 사고력이나 탐구 능력 향상에 대한 연수 비중은 적었다. 학교 지원 환경과 관련해서는 교사의 직무 만족도는 증가하고 있으며 학교 교육과정 목표에 대한 교사의 이해나 실행 성과도 점차 증가하고 있었다. 자원과 관련해서도 과학 수업을 위한 자원의 부족이 과학 수업에서 많은 영향을 주지 않고 있으며, 일부 부족한 경우도 점차 개선되고 있었다.
Using TIMSS survey data, we analyzed whether there were any significant changes in the learning environment of middle school science classes over the last 10 years. Our study selected questions from teachers and school principals' questionnaires and divided them by category: science class, teacher p...
Using TIMSS survey data, we analyzed whether there were any significant changes in the learning environment of middle school science classes over the last 10 years. Our study selected questions from teachers and school principals' questionnaires and divided them by category: science class, teacher professional development, and school environment. The science class components were subdivided into three categories: science learning activities, evaluation, and homework. Within teacher professional development, the sub-categories included teacher training, collaboration to improve teaching, and teacher evaluation. School environment subdivided into two aspects, these being school characteristics and school system. Our research confirmed that there has been a positive change overall in learning environments. However, most classes are teacher-conducted and also teacher-oriented; the proportion of science investigation activities has declined compared against the prior ten years. Our study show that students do not engage in a range of inquiry-related activities. The questions on tests and examinations involve mostly knowledge application and understanding, although recent methods of evaluation show improvement. As for the science teachers, they participate in many professional development programs but focus on science content, science curriculum, and pedagogy. In addition, teachers do not have many opportunities to participate in the training to integrate information technology into science, science assessment, or improving students' critical thinking or inquiry skills. The teachers are satisfied with their profession, and the shortage of science resources does not seem to affect instruction.
Using TIMSS survey data, we analyzed whether there were any significant changes in the learning environment of middle school science classes over the last 10 years. Our study selected questions from teachers and school principals' questionnaires and divided them by category: science class, teacher professional development, and school environment. The science class components were subdivided into three categories: science learning activities, evaluation, and homework. Within teacher professional development, the sub-categories included teacher training, collaboration to improve teaching, and teacher evaluation. School environment subdivided into two aspects, these being school characteristics and school system. Our research confirmed that there has been a positive change overall in learning environments. However, most classes are teacher-conducted and also teacher-oriented; the proportion of science investigation activities has declined compared against the prior ten years. Our study show that students do not engage in a range of inquiry-related activities. The questions on tests and examinations involve mostly knowledge application and understanding, although recent methods of evaluation show improvement. As for the science teachers, they participate in many professional development programs but focus on science content, science curriculum, and pedagogy. In addition, teachers do not have many opportunities to participate in the training to integrate information technology into science, science assessment, or improving students' critical thinking or inquiry skills. The teachers are satisfied with their profession, and the shortage of science resources does not seem to affect instruction.
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문제 정의
과학 수업 현황에서에서 마지막으로 과학 숙제와 관련해서는 숙제의 분량과 숙제와 관련하여 활동하는 유형에 관하여 살펴보았다. 숙제의 분량과 관련하여 “표집 학급의 학생들에게 대체로 어느 정도의 시간이 걸리는 과학 숙제를 내줍니까?”에 대한 질문에 대해 척도 ‘15분 이하’, ‘16∼30분’, ‘31∼60분’, ‘61∼90분’, ‘90분 초과’를 각각 1∼5로 순위화하여 분석하였다.
교원 능력 개발 평가에서는 2005년부터 시범적으로 운영되다가 2012년 전면 시행되고 있으며 여기에 동료 교원 평가가 평가 항목으로 설정되어 있다. 동료 평가는 기존의 수직적인 평가 체제에서 수평적인 평가를 보완함으로써 평가의 객관성과 신뢰성을 높이기 위한 것이다. 교원 능력 개발 평가는 평가 결과를 교사에서 제공하여 수업을 개선하고 교사의 전문성을 신장시키는 데 기여하게 된다(Hong, 1999).
따라서 본 연구에서는 지난 3주기 간의 국제 학업 성취도 연구자료를 활용하여 중학교 과학 수업의 학습 환경의 변화를 살펴보고자 한다. 이 분석에 사용한 국제 학업 성취도 자료는 여러 주기 동안 동일하게 사용되는 설문 문항이 많고, 문항의 타당성과 신뢰도가 확보되었을 뿐만 아니라 체계적인 표집을 통해 우리나라 전체의 경향을 살펴볼 수 있다는 장점이 있다.
본 연구에서는 과학 수업의 학습 환경에 10년 간 어떠한 변화가 있었는지를 지난 3주기 간의 TIMSS 연구 자료를 활용하여 분석하였다. 본 연구에서는 과학 수업 현황, 교사의 전문성 계발 활동, 학교 환경 측면으로 범주화해 분석하였다.
이러한 과학 교육 개혁으로 실제 학교 현장에 어떠한 변화를 일으켰는지를 살펴보는 것은 매우 중요하고 의미 있는 일이다. 본 연구에서는 과학 수업의 학습 환경의 변화를 국제 학업 성취도 평가인 TIMSS의 교사와 학교장 설문 자료를 활용하여 과학 수업 현황, 교사의 전문성 계발 활동, 학교 환경 측면에서 분석하였다. 연구 결과에 의하면 첫째, 과학 수업에서 다양한 과학 탐구 활동이 수행되고 있으며, 일부 활동 빈도가 낮은 활동의 경우도 빈도는 점차 증가하고 있었다.
이러한 탐구에 대한 강조, 융합 지향, 토론 수업 활성화와 흥미유발을 위한 수업 방식의 변화로 대표될 수 있는 그동안의 과학 교육개선의 시도는 학습 환경 변화를 이끌어 학교 과학 교육이 가진 문제점을 바꾸어 보고자 하였다. 실제로 학습 환경에 대한 선행 연구에 의하면 학습 환경은 직⋅간접적으로 학생들의 학업 성취 및 정의적 성취, 과학탐구 능력에 영향을 주는 것으로 나타나고 있다.
학교 과학 수업의 변화의 또 다른 중요한 측면이 바로 학교의 교수 학습 지원 환경이다. 이와 관련해서 교사가 느끼는 학교의 교육 환경특성과 지원 환경에 대해서 살펴보았다. 이와 관련된 설문은 교사가 생각하는 학교의 특성과 지원 환경에 대한 인식에 대한 것이다.
제안 방법
”라는 질문에 대해 척도 ‘전혀’, ‘1년에 한 번’ ‘1달에 한 번’ ‘2주일에 한 번’ ‘1주일에 한 번’ 등을 1∼5로 순위화하여 분석하였다.
”라는 질문에서 ‘숙제를 교정하여 학생들에게 피드백을 줌’, ‘학생들이 스스로 자신의 숙제를 수정하게 함’, ‘수업 시간에 숙제에 대해 토론함’, ‘숙제를 다 했는지 점검함’, ‘숙제를 학생들의 등급 및 성적 산출 자료로 활용함’에 대한 실행 정도를 살펴보았다.
”라는 질문을 통해 시험 유형 ‘사실 및 개념을 아는 것과 관련된 문제’, ‘지식을 적용하고 이해하는 것과 관련된 문제’, ‘가설을 설정하거나 과학적 탐구를 설계하는 것과 관련된 문제’, ‘설명이나 정당화를 요구하는 문제’를 얼마나 자주 출제하는지를 살펴보았다.
”라는 학교장 대상 질문에서 컴퓨터, 컴퓨터 소프트웨어, 도서자료, 시청각자료, 계산기, 과학기자재의 부족이 얼마나 영향을 주는지를 척도 ‘전혀 영향을 주지 않음’, ‘약간 영향을 줌’, ‘다소 영향을 줌’, ‘많이 영향을 줌’을 각각 1∼4로 순위화하여 분석하였다.
”에 대한 질문에 대해 척도 ‘15분 이하’, ‘16∼30분’, ‘31∼60분’, ‘61∼90분’, ‘90분 초과’를 각각 1∼5로 순위화하여 분석하였다.
”에 대한 질문에 척도 ‘매우 낮다’, ‘낮다’, ‘보통이다’, ‘높다’, ‘매우 높다’를 각각 1∼5로 순위화하여 분석하였다.
또한 Kim et al.(2012a)에서 일부 자료에 대해서 2007까지의 경향을 분석하였으나 본 연구에서는 2011를 포함시켜서 분석하였다.
과학 수업 현황에서 교수 학습 활동에 이어 평가와 관련한 실태를 살펴보았다. 평가는 과학 교수 학습이 일어나는 일련의 과정에서 계속 활용되기 때문에 최근에는 평가가 단순히 학생의 성취 정도를 알아보는 것뿐만 아니라 교수 학습 과정의 일부로 받아들여지기도 한다.
과학 교사는 과학 교육 개혁을 실제 학교 현장에서 실천하고 있는 실행자라는 측면에서 과학 교사가 자신의 전문성을 향상을 위해 얼마나 노력하고 있는지를 살펴보는 것이 중요하다. 과학 수업 활동에 이어 과학 교사가 어떤 전문성 계발 활동에 참여하였는가를 교사 연수, 교사의 교류, 교사 평가 측면에서 살펴보았다. 우선 교사 연수와 관련하여 어떠한 연수 프로그램에 주로 참여하고 있는지를 살펴보기 위해 “지난 2년 동안, 다음 분야에 대한 전문성 계발 활동에 참여한 적이 있습니까?”라는 질문을 분석하였다.
과학 수업과 관련된 물리적인 지원 환경과 관련해서는 실험 보조원과 과학 수업을 위한 자원의 변화를 살펴보았다. 실험 보조원의 유무를 분석한 결과는 Table 10이다.
리커트 척도는 일반적으로 등간척도(interval scale)로 보고 분석하는 경우가 많으나, 리커트 척도의 경우 서열척도(ordinal scale)의 특성이 크며, 설문 문항 중 ‘가끔’ ‘일주일에 한번’ 등은 서열척도이므로 연구에서 동일한 분석방법을 사용하기 위해 모두 서열척도로 변환하여 분석하였다.
본 연구에서는 과학 수업 현황, 교사의 전문성 계발 활동, 학교 환경 측면으로 범주화해 분석하였다. 보다 세부적으로 과학 수업 현황의 경우는 교수 학습 활동, 평가, 숙제로 3가지 범주로, 교사의 전문성 계발 활동은 교사 연수, 교사의 교류, 교사 평가의 3가지 범주로, 학교 환경은 학교 특성, 지원 환경의 2가지 범주로 구분해 분석하였다. 연구 결과에 의하면, 그동안의 과학 교육 관련 정책들이 어느 정도 성과를 보이고 있었다.
본 연구에서는 과학 수업의 학습 환경에 10년 간 어떠한 변화가 있었는지를 지난 3주기 간의 TIMSS 연구 자료를 활용하여 분석하였다. 본 연구에서는 과학 수업 현황, 교사의 전문성 계발 활동, 학교 환경 측면으로 범주화해 분석하였다. 보다 세부적으로 과학 수업 현황의 경우는 교수 학습 활동, 평가, 숙제로 3가지 범주로, 교사의 전문성 계발 활동은 교사 연수, 교사의 교류, 교사 평가의 3가지 범주로, 학교 환경은 학교 특성, 지원 환경의 2가지 범주로 구분해 분석하였다.
과학 수업의 학습 환경 변화를 살펴보기 위해 TIMSS 2003∼2011의 교사나 학교장 설문 중에 3주기 연속으로 사용되었던 설문 또는 최근 2주기 설문 중 공통으로 사용되었던 설문 문항을 연구 대상으로 하였다. 설문 문항 중에 교수 학습 변화를 살펴볼 수 있는 문항만을 선정하였다. TIMSS 2003은 2002년에, TIMSS 2007은 2006년에, TIMSS 2011은 2010년에 우리나라에서 본검사가 시행되었기 때문에 3주기에서의 변화를 보면 제7차 교육과정의 도입기와 후반기 그리고 2007 개정 교육과정의 도입기에 중학교 과학 수업의 학습 환경 변화를 살펴볼 수 있다.
과학 수업 현황의 경우는 보다 세부적으로 교수 학습 활동, 평가, 숙제로 3가지 범주로, 교사의 전문성 계발 활동은 교사 연수, 교사의 교류, 교사 평가의 3가지 범주로, 학교 환경은 학교 특성, 지원 환경의 2가지 범주로 구분해 볼 수 있다. 앞서 선행 연구에서 보았듯이 실제로 과학 수업의 학습 환경은 Table 1에 나열된 요소 외에 다양한 요소로 구성될 수 있으나 본 연구에서는 설문 문항에서 알 수 있는 요소만을 분석하였다.
척도에서 ‘전혀 하지 않음’, ‘가끔’, ‘두 시간에 한 번 정도’, ‘거의 매 수업 시간마다’를 각각 1∼4로 순위화하여 분석하였다.
학교에서 과학 수업 현황의 변화를 살펴보기 위해서 교수 학습 활동, 평가, 숙제에 대한 설문을 분석하였다. 먼저 교수 학습 활동과 관련해서는 교사를 대상으로 한 설문으로 “표집 학급의 과학 수업에서 학생들에게 다음 각 활동을 얼마나 자주 하도록 합니까?”라는 질문에서 ‘자연현상을 관찰하고 관찰한 것 설명하기’, ‘교사가 하는 실험이나 조사 활동 지켜보기’, ‘실험이나 조사에 대한 설계나 계획 세우기’, ‘실험이나 조사 활동 수행하기’, ‘교과서나 기타 참고자료 읽기’, ‘사실과 원리를 암기하기’, ‘과학 공식과 법칙을 이용하여 전형적인 문제풀기’, ‘학생들이 공부하고 있는 것에 대해서 설명하기’, ‘과학학습 내용과 실생활을 관련시키기’의 활동을 얼마나 자주 하는지를 묻고 있다(Cho et al.
대상 데이터
과학 수업의 학습 환경 변화를 살펴보기 위해 TIMSS 2003∼2011의 교사나 학교장 설문 중에 3주기 연속으로 사용되었던 설문 또는 최근 2주기 설문 중 공통으로 사용되었던 설문 문항을 연구 대상으로 하였다.
본 연구의 목표인 과학 수업의 학습 환경의 변화를 살펴보기 위해서는 무엇보다도 객관적이며 타당한 자료 수집이 무엇보다도 중요한데, 이를 위해 수학 과학 국제 학업 성취도 평가인 TIMSS 연구 자료를 활용하였다. TIMSS는 IEA(International Association for the Evaluation of Educational Achievement)가 주관하는 국제 학업 성취도 평가에 관한 주기성 연구로 1995년부터 시작해서 4년 주기별로 시행되고 있다.
설문 문항 중에 학습 환경 변화를 알 수 있는 내용만을 연구의 대상으로 하였는데, 연구에 사용된 설문 문항의 개요는 Table 1과 같다. 변수명은 TIMSS 2011을 기준으로 작성하였다.
우리나라는 중학교의 경우 1995년부터 매년 참가해오고 있는데, TIMSS에서는 수학 및 과학의 학업 성취도뿐만 아니라 교사, 학생, 학교장을 대상으로 다양한 교육 맥락 변인을 조사하여 학업 성취도 평가와 교육 맥락 변인 간의 관계를 살펴 교육적인 시사점을 얻고 있다. 연구에 사용된 자료는 TIMSS 공식 웹사이트에서 배포된 자료를 활용하였다(IEA, 2008; IEA, 2016). TIMSS 2015가 2015년에 시행되었으나 결과가 발표되지 않아 가장 최근에 시행된 자료만을 활용할 수 있었다.
데이터처리
리커트 척도는 일반적으로 등간척도(interval scale)로 보고 분석하는 경우가 많으나, 리커트 척도의 경우 서열척도(ordinal scale)의 특성이 크며, 설문 문항 중 ‘가끔’ ‘일주일에 한번’ 등은 서열척도이므로 연구에서 동일한 분석방법을 사용하기 위해 모두 서열척도로 변환하여 분석하였다. 시행연도 간의 차이를 분석하기 위해서 서열척도의 경우에 사용되는 비모수적 통계분석 방법인 크러스컬-윌리스(Kruskal-Wallis) 분석 방법을 사용하였다. 크러스컬-윌리스 분석 방법은 순위 데이터에서 집단 간 차이를 분석하기 위해 흔히 사용되는 방법이다(Noh, 2004).
크러스컬-윌리스 분석 방법은 순위 데이터에서 집단 간 차이를 분석하기 위해 흔히 사용되는 방법이다(Noh, 2004). 일부 문항은 교차분석을 실시하였다.
이론/모형
설문 문항 중에 학습 환경 변화를 알 수 있는 내용만을 연구의 대상으로 하였는데, 연구에 사용된 설문 문항의 개요는 Table 1과 같다. 변수명은 TIMSS 2011을 기준으로 작성하였다. 설문 문항은 과학 수업 현황, 교사의 전문성 계발 활동, 학교의 지원 환경 측면으로 범주화해 볼 수 있다.
성능/효과
전체적으로 사실이나 개념 지식의 이해와 관련된 문제가 가설을 설정하거나 과학적 탐구 설계를 하는 문제보다 출제의 비중이 높았으며, 설명이나 정당화를 요구하는 문제가 가장 낮은 비중을 나타내었다. 그러나 TIMSS 2007과 비교할 때, TIMSS 2011에서는 점차 사실이나 개념을 강조한 것보다는 가설을 설정하거나 과학적 탐구를 설계하는 것과 관련된 문제나 설명이나 정당화를 요구하는 문제의 출제 횟수의 증가하는 경향을 보였다. 이것으로 볼 때, 과학 교육 평가에서 변화가 있음을 알 수 있다.
본 연구의 목적은 과학 수업의 학습 환경의 변화의 정도를 분석하는 것이었는데 연구 결과를 종합해 보면 그동안 중학교 과학 수업의 학습 환경의 여러 가지 요소들에서 긍정적인 방향으로 변화가 있었다. 과학 교육 현장에서 물리적이거나 양적인 여건 개선과 더불어 내용면에서도 분명 많은 변화가 있었다.
우선 평가의 빈도는 “표집 학급의 학생들을 얼마나 자주 평가합니까?”라는 질문에 대해 척도 ‘전혀’, ‘1년에 한 번’ ‘1달에 한 번’ ‘2주일에 한 번’ ‘1주일에 한 번’ 등을 1∼5로 순위화하여 분석하였다. 분석한 결과에 의하면 주기별로 유의미한 차이를 보였는데, TIMSS 2003에 비해 TIMSS 2007에서 평가의 횟수가 많이 감소하였으며, 이것이 TIMSS 2011에서는 다소 증가한 것을 알 수 있다.
교사들 간의 교류 협력에 있어서도 협의와 토의의 기회가 감소하고 있어 교사들 간의 협력을 증진할 수 있는 기회를 제공할 필요가 있었다. 셋째, 학교 지원 환경과 관련해서는 교사의 직무 만족도는 증가하고 있으며 학교 교육과정 목표에 대한 교사의 이해나 실행 성과도 점차 증가하고 있었다. 자원과 관련해서도 과학 수업을 위한 자원의 부족이 과학 수업에서 많은 영향을 주지 않고 있으며, 일부 부족한 경우도 점차 개선되고 있었다.
본 연구에서는 과학 수업의 학습 환경의 변화를 국제 학업 성취도 평가인 TIMSS의 교사와 학교장 설문 자료를 활용하여 과학 수업 현황, 교사의 전문성 계발 활동, 학교 환경 측면에서 분석하였다. 연구 결과에 의하면 첫째, 과학 수업에서 다양한 과학 탐구 활동이 수행되고 있으며, 일부 활동 빈도가 낮은 활동의 경우도 빈도는 점차 증가하고 있었다. 그러나 최근 들어 교사 중심의 수업이 많이 증가하고 실험이나 조사 활동을 직접 수행하는 활동이 감소하고 있어 개선이 필요해 보인다.
또한 Jeong & Choi (2014)는 과학과 평가실태를 전국적으로 조사하였다. 연구 결과에 의하면 학교급이 올라갈수록 지필평가의 비중이 높고, 지식이 탐구보다는 평가하는 비중이 높았다. 문항 유형으로 선다형 문항의 비중이 여전히 컸으며, Sim, Noh & Kim (2012)는 우리나라 국가수준 학업 성취도 평가에서 서답형 문항이 차지하는 비중이 외국에 비해서 낮다고 보고하기도 하였다.
Hong, Kang & Kim (2010)은 호주의 Fraser에 의해 개발된 WIHIC(What Is Happening In this Class)를 활용해서 학생 간의 단결, 교사 지원, 수업 참여, 탐구 활동, 과제 지향, 협동성, 평등성 측면에서 학습 환경을 조사 분석하였다. 연구 결과에 의하면 학생들 간의 단결, 과제 지향, 협동성, 평등성에서는 긍적적인 인식이 수업 참여, 탐구 활동, 교사 지원 항목에서는 부정적인 인식이 높았다. 그러나 Joo, Lee & Kim (2012)의 연구에 의하면 과학 수업 환경에 대한 교사와 학생의 인식 차이에서 보면 교사는 학생들보다 과학 수업 환경에 대해 긍정적으로 평가하는 경향이 나타나기도 하고, Kim & Kim (2012)에서는 초⋅중등학교의 과학 실험실 교수 환경에 대해서 과학 실험실 설비 상태, 교수 조건과 서비스 지원, 교수 학습 장비와 재료, 지원 정책과 실천 측면에서 과학 교사들의 선호와 실제를 비교한 결과 선호에 비해 실제가 낮게 나타기도 하였다.
분석 결과에 의하면 전체적으로 30분 이내에 걸리는 숙제를 내주고 있으나 점차적으로 시간이 적게 걸리는 숙제를 학생들에게 부과하고 있었다. 이러한 숙제시간의 감소 경향은 TIMSS 2011에서 더욱 크게 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 감소 원인에 대한 보다 상세한 분석 연구가 필요하다.
(2004)는 정의적 영역인 과학 태도에 학습 환경이 미치는 영향을 분석하였는데 여기서는 과학 경험, 교사 특성, 교사와 학생들의 상호 작용, 교사의 기대 수준, 학급 분위기, 학교 생활 태도, 학교의 심리적 환경에 대해서 살펴보았다. 이중 학생들의 과학 태도에 가장 영향을 많이 주는 요인은 과학에 대한 경험이고 교사나 학급 분위기도 많은 영향을 주는 것으로 드러났다. Hong, Kang & Kim (2010)은 호주의 Fraser에 의해 개발된 WIHIC(What Is Happening In this Class)를 활용해서 학생 간의 단결, 교사 지원, 수업 참여, 탐구 활동, 과제 지향, 협동성, 평등성 측면에서 학습 환경을 조사 분석하였다.
전체적으로 교사의 직무 만족도, 학교 교육과정 목표에 대한 교사의 이해, 교육과정에 대한 실행 성과, 학업 성취에 대하 교사의 이해, 학생들의 학교생활 의지 등이 높은 특성을 나타냈으나 학교 자산을 소중히 여기는 학생들의 마음은 낮은 편이었다. 조사한 대부분의 항목에 대해서 TIMSS 2011에서의 증가하는 폭이 매우 커서 긍정적인 변화가 있다고 볼 수 있다.
각 항목에서 주기별로 유의미한 차이를 보였다. 전체적으로 사실이나 개념 지식의 이해와 관련된 문제가 가설을 설정하거나 과학적 탐구 설계를 하는 문제보다 출제의 비중이 높았으며, 설명이나 정당화를 요구하는 문제가 가장 낮은 비중을 나타내었다. 그러나 TIMSS 2007과 비교할 때, TIMSS 2011에서는 점차 사실이나 개념을 강조한 것보다는 가설을 설정하거나 과학적 탐구를 설계하는 것과 관련된 문제나 설명이나 정당화를 요구하는 문제의 출제 횟수의 증가하는 경향을 보였다.
그러나 최근 들어 교사 중심의 수업이 많이 증가하고 실험이나 조사 활동을 직접 수행하는 활동이 감소하고 있어 개선이 필요해 보인다. 평가에 있어서는 사실이나 개념 지식의 이해와 관련된 문제의 출제의 비중이 과학적 탐구 능력을 평가하는 문항의 비중보다 높았으며, 설명이나 정당화를 요구하는 문제가 가장 낮은 비중을 나타내었다. 그러나 최근의 경우 평가 유형에서 변화를 보면 가설을 설정하거나 과학적 탐구를 설계하는 것과 관련된 문제나 설명이나 정당화를 요구하는 문제에 대한 출제 빈도가 많이 상승하고 있었다.
후속연구
더불어 본 연구에서는 일부 자료를 가지고 학습 환경에 대한 변화를 분석하였으나 과학 교육을 위한 다양한 정책이 지속적으로 추진되고 있는 만큼 이러한 정책이 학교 현장에서 얼마만큼 성과를 나타내는지 살펴볼 수 있는 평가 지표를 마련해서 관리할 필요가 있다. 먼저 과학 교육의 현황을 체계적으로 분석하고 정책의 효과 분석에 필요한 평가 지표가 무엇인지를 밝히고 이러한 자료를 수집 관리하여 이른바 증거에 기초한 정책이 추진되기 위한 기반을 마련해야 한다.
따라서 과학 교육을 위한 다양한 물리적 지원 환경은 점차 개선되고 있어 이러한 지원 환경의 부족이 과학 교육에 미치는 영향은 매우 작은 것으로 드러났다. 따라서 앞으로는 물리적인 지원 환경과 더불어 교사의 교수 학습 활동을 직접 지원하는 정책이 우선적으로 시행되어야 할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
최근 과학 교육이 직면한 문제점을 해결하기 위한 노력 중에 대표적인 것은 무엇인가?
최근 과학 교육이 직면한 문제점을 해결하기 위한 노력 중에 대표적인 것이 ‘교육과정의 개정(Ministry of Education and Human Resources Development, 2007a; Ministry of Education and Science Technology, 2009; Ministry of Education, 2015)’과 ‘과학 교육 발전을 위한 종합 계획(Ministry of Education and Human Resources Development, 2002; Ministry of Education and Human Resources Development, 2007b, Ministry of Education and Science Technology, 2011)’이라 할 수 있다. 이러한 과학 교육 개선을 위한 다양한 시도에는 다음과 같은 특징이 있는 것을 볼 수 있다.
학생들의 과학에 대한 정의적 영역의 성취가 낮은 하나의 원인은 무엇인가?
이렇게 학생들의 과학에 대한 정의적 영역의 성취가 낮은 하나의 원인은 그동안 과학 교육에서 끊임없이 탐구 중심의 수업을 지향하여 왔지만 여전히 학교 수업은 지식 위주의 수업이 주를 이루고 있고 실제로 학교 현장에서 실행되고 있는 실험 수업의 빈도는 낮은 것이 원인일 수 있다(Park, 2013b). 학생들은 탐구 실험을 통해 추상적인 과학 개념을 보다 구체적으로 경험하게 되고, 과학적 탐구 능력을 기를 수 있다.
과학 교육 개선을 위한 다양한 시도가 가지는 특징은?
이러한 과학 교육 개선을 위한 다양한 시도에는 다음과 같은 특징이 있는 것을 볼 수 있다. 첫째, 과학적 탐구에 대한 지속적인 강조를 들 수 있다. 과학 교육에서 탐구에 대한 강조는 과학 교육 개혁 과정에서 끊임없이 추진되어 왔다. 우리나라에서는 특히, 제6차 교육과정부터 교육과정에 탐구에 대한 목표를 제시하는 등 탐구를 실제 학교현장에 정착되도록 하기 위한 노력을 지속해서 추진하고 있다. 또한, 2002년부터 실시된 ‘탐구⋅실험 중심의 초⋅중등 과학 교육 활성화 계획’에 따라 실험실 현대화 및 과학교구 확충, 실험 탐구학습 지원 자료 개발⋅보급, 과학교사의 실험수업 지도역량 강화 등을 실시하여 탐구실험을 위한 기반 구축하기 위해 노력하였다(Leem & Kim, 2016). 최근 개정된 2015 개정 교육과정에서도 다양한 탐구 중심의 학습이 이루어지도록 하고 있다. 둘째, 융합을 지향하고 있다. 과학기술⋅예술 융합(STEAM)으로 일컬어지는 융합 과학 교육은 제2차 과학기술인재 육성⋅지원 기본계획(’11∼’15)에 따라 과학기술에 대한 흥미와 이해를 높이고 융합적 사고와 문제해결 능력을 배양할 수 있도록 학습내용 및 방식 재구조화하는 것을 목표로 2011년 교육과학기술부에서 ‘과학기술⋅예술 융합(STEAM) 교육 활성화 방안’을 발표한 이후 지속해서 추진하고 있다. 융합 과학 교육은 미국의 STEM 교육에서 유래되었다고 볼 수 있으나, 우리나라에서 강조하는 융합 인재 교육은 과학을 중심으로 학생들의 창의성을 길러주는 방향에 그 초점을 두고 있다(Baek et al., 2011; Sim, Lee & Kim, 2015). 그러나 융합 과학 교육을 위해서는 무엇보다도 교사의 역할이 중요하지만, 교사들이 융합 인재 교육을 단순히 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 교과의 나열이나 결합으로 이해하거나, 각 교과와 관련된 여러 가지 활동을 제공하는 수준으로 인식하는 문제점도 지적되고 있다(Sim, Lee & Kim, 2015). 셋째, 수업 방식의 변화로 토론 수업 활성화 및 흥미 유발에 초점을 두고 있다. 기존의 교사 중심의 지식전달에서 벗어나 구성주의를 반영한 학생 중심의 교수 학습 방법을 도입하려는 시도가 늘어나고 있다. 이것은 학생들에게 적극적인 참여 기회를 부여함으로써 흥미를 높이려는 것과 같은 맥락에 있다. 특히, 최근 개정된 2015 개정 교육과정에서는 ‘학생 참여 중심 교수 학습방법 개선’을 강조하고 있으며, 과정 중심의 평가가 확대하고자 하였다(Ministry of Education, 2015).
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