[논문]예비과학교사들의 진화와 유전에 대한 중요성과 유용성에 대한 인식

하민수

doi:10.21796/jse.2016.40.3.189

예비과학교사들의 진화와 유전에 대한 중요성과 유용성에 대한 인식
Pre-service Science Teachers' Perceptions of Significance and Usefulness of Evolution and Genetics 원문보기

과학교육연구지 : 경북대학교 과학교육연구소 = Journal of science education, v.40 no.3, 2016년, pp.189 - 202

초록
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이 연구는 예비과학교사들이 진화학과 유전학에 대한 학문적, 실용적 가치에 대한 인식을 조사하기 위하여 이루어졌다. 이 연구를 위하여 82명의 예비생물교사와 159명의 비생물전공 예비과학교사가 참여하였다. 5단계 리커트 척도로 된 진화와 유전에 대한 학문적 가치에 대한 4개 문항과 실용적 가치에 관한 5개 문항에 대한 응답을 수집하여 분석하였다. 문항의 타당도와 신뢰도는 내적일관성신뢰도, 이차원평정척도 라쉬모델 분석, 요인분석으로 이루어졌다. 연구 결과, 먼저 이 연구에 사용한 문항에 대한 라쉬모델 분석과 다양한 분석에서 문항의 타당도는 기준에 만족하는 것으로 확인되었다. 두 번째로 진화에 대한 학문적, 실용적 인식에 대한 차원은 유전학과 차별적인 것으로 확인되었다. 세 번째 예비생물교사가 가지는 인식의 수준은 비생물전공 예비과학교사와 차별성이 없었다. 예비생물 교사들은 진화와 유전학에 대한 학문적, 실용적 가치에 대한 이해를 높여야 함을 확인하였고, 이 연구에서 사용한 문항이 해당 구인을 조사하는데 적절하게 활용할 수 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aimed to investigate pre-service science teachers' perceptions of significance and usefulness of evolution and genetics. To this end, 82 pre-service biology teachers and 159 non-biology science teachers answered the items to measure the perceptions of significance and usefulness of evolution and genetics. The validity and reliability were examined using Cronbach alpha, two-dimensional rating scale model Rasch analysis, and factor analysis. The finding illustrated that the test items met the benchmark to be valid and reliable test items. Second, pre-service teachers' perception of significance and usefulness of evolution was independent to that of genetics. The level of pre-service teachers' perception of significance and usefulness of evolution was lower than the level of genetics. Lastly, the levels of pre-service teachers' perceptions of significance and usefulness of evolution and genetics were not significantly different across academic years and majors (biology and non-biology). The findings of this study stressed the importance of teaching significance and usefulness of evolution and genetics in pre-service science teacher education program.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이상의 결과들을 토대로 논의하면 다음과 같다. 먼저 진화와 유전에 대한 생물학적 가치와 인간생활의 유용함에 대한 인식을 측정하는 문항의 타당도와 신뢰도의 확인에 관한 논의이다. 이 연구에 사용한 문항들의 내적일관성신뢰도, 요인분석과 차원분석을 통한 구조타당도, 라쉬 분석을 통한 문항 반응적합도 등을 고려하였을 때 타당한 문항으로 판단된다.
이 연구는 예비과학교사들이 인식하는 생물개념의 학문적 중요성(생물학적 가치)와, 인간 생활 속의 어느 정도로 활용될 수 있는지(인간생활의 유용성)에 대해 조사하고자 한다. 이 두 가지에 주목하고자 하는 것은 과학 지식의 가치가 두 가지에 근거하여 판단되기 때문이다.
이 연구는 진화와 유전에 대한 생물학적 가치와 인간생활의 유용함에 대한 인식을 측정하는 문항의 타당도와 신뢰도를 확인하고, 예비과학교사들이 인식하는 진화와 유전에 대한 생물학적 가치와 인간 생활의 유용함을 비교하고, 관련 변인을 탐색하기 위하여 진행되었다.
이와 같은 판단근거를 바탕으로 이 연구는 진화와 유전에 대한 개념에 주목하고자 한다. 먼저 진화 개념의 학습의 필요성에 대해서 의문은 역사가 깊다.

가설 설정

더욱이 과학교사, 특히 생물교사는 이와 같은 점을 보다 명확하게 이해하여 학생들을 지도할 때 생물 개념의 학문적, 실생활적 중요성을 강조할 수 있는 능력이 있어야 된다. 이 연구는 예비생물교사들이 유전에 비하여 진화론이 생물학적으로 또한 인간생활의 유용함 측면에서도 그 중요성을 낮게 인식하지 않을까 하는 연구가설로 시작하였다. 구체적인 연구 문제는 다음과 같다.

제안 방법

2. 예비과학교사들이 인식하는 진화와 유전에 대한 생물학적 가치를 비교하고, 관련 변인을 탐색한다.
3. 예비과학교사들이 인식하는 진화와 유전에 대한 인간생활의 유용함을 비교하고, 관련 변인을 탐색한다.
또한 ConQuest프로그램을 활용하여 Deviance와 Akaike Information Criterion값을 비교함으로 서 진화와 유전을 한 차원으로 묶은 모델과 독립적으로 분석하는 이차원 모델에서 어느 모델이 더 적합한지를 확인하였다(Neumann, Neumann & Nehm, 2011).
문항의 타당도와 신뢰도를 확인하고, 생물전공과 비전공 사이에 진화와 유전에 관한 생물학적 가치와 인간생활의 유용함에 대한 인식에서 차이가 나타나는지 확인하기 위하여 다양한 방법을 사용하였다. 먼저 학생들이 생물학적 가치와 인간생활의 유용함을 인식하는데 있어서 진화와 유전이라는 두 학문영역에 따라 독립적인지, 서로 높은 수준의 관련성이 있는지 요인분석을 통해 확인하였다. 또한 ConQuest프로그램을 활용하여 Deviance와 Akaike Information Criterion값을 비교함으로 서 진화와 유전을 한 차원으로 묶은 모델과 독립적으로 분석하는 이차원 모델에서 어느 모델이 더 적합한지를 확인하였다(Neumann, Neumann & Nehm, 2011).
문항의 타당도와 신뢰도를 확인하고, 생물전공과 비전공 사이에 진화와 유전에 관한 생물학적 가치와 인간생활의 유용함에 대한 인식에서 차이가 나타나는지 확인하기 위하여 다양한 방법을 사용하였다. 먼저 학생들이 생물학적 가치와 인간생활의 유용함을 인식하는데 있어서 진화와 유전이라는 두 학문영역에 따라 독립적인지, 서로 높은 수준의 관련성이 있는지 요인분석을 통해 확인하였다.
그러므로 문항에 대한 내용타당도는 확보되었다고 할 수 있으나 번역본에 대한 타당도는 확인하지 못한 상황이다. 번역은 복수의 생물교육 전문가들이 하였으며, 번역된 문장은 예비생물교사들을 대상으로 투입하여 문장의 이해나 의미의 전달이 효율적으로 되고 있는지 확인하였다. 이 검사도구는 활용은 되고 있으나 타당도와 신뢰도가 학술지에 보고된 적은 없다.
세 번째로 예비과학교사들이 인식하는 진화와 유전에 대한 인간생활의 유용함에 관한 인식 비교이다. 예비과학교사들은 유전에 비하여 진화를 생물학적 가치와 인간생활의 유용함 두 항목 모두 낮게 인식하고 있었다.
진화와 유전은 생물학의 두 중심 분야이다. 예비과학교사가 생명과학에서 진화와 유전의 가치와 인간생활의 유용함의 두 항목을 평가함에 있어서 차별적으로 판단하는지 아니면 두 분야를 동일하게 판단하는지 라쉬 분석에서의 차원 분석과 요인분석을 활용하여 확인하였다. 먼저 라쉬 분석에서 제시되는 Deviance와 Akaike Information Criterion값은 진화와 유전을 합친 1차원 평정척도모델에 비하여 진화와 유전을 분리시킨 2차원 평정척도모델이 더 낮으며, 이것은 2차원 모델이 보다 적합함을 알려준다(Table 1).
이 연구를 위하여 미국의 한 주립대학교에서 일반생물학 강의를 위하여 사용하고 있는 진화개념의 생물학적 가치와 인간 생활의 향상을 위한 유용함을 측정하는 5단계 리커트 척도의 10개의 문항을 번역하였다(부록 참조). 이 문항은 일반생물학 강의를 실시한 이후 학생들이 진화개념에 대한 생물학적 가치와 인간생활의 유용함을 이해하는지 사전과 사후 검사를 통하여 확인하기 위하여 미국의 생물 교육 전문가들이 개발한 것이다.
진화 개념에 관한 10개 문항은 ‘진화’라는 용어 대신에 ‘유전’을 넣어 10개의 동형의 유전개념에 관한 인식을 측정하는 문항을 추가적으로 만들었다.

대상 데이터

이 연구에 참여한 예비과학교사는 두 개 대학교의 244명이다. 1학년은 84명, 2학년은 78명, 3학년은 76명, 4학년은 6명이다.
244명의 자료를 바탕으로 생물학적 가치를 측정하는 문항 3번이 내적일관성신뢰도를 저해하고 라쉬 분석에서 문항의 적합도가 낮아 제거하였다. 최종적으로 생물학적 가치를 측정하는 문항 4개와 인간생활의 유용성을 측정하는 문항 5개를 결과 분석에 사용하였다. 서론에서 밝힌 바와 같이 번역된 문항의 타당도와 신뢰도는 연구문제로서 연구 결과에 자세히 제시되어있다.

데이터처리

진화와 유전에 대한 학생들이 인식 수준은 Wright map과 대응표본 t-검정을 통하여 확인하였다. 마지막으로 전공과 학년이 인식의 변화에 영향을 주는지 확인하기 위하여 이원분산분석을 실시하였다. 라쉬 분석은 ConQuest 4.
문항의 내적일관성신뢰도는 Cronbach alpha를 통하여 확인하였고 문항반응 적합도는 라쉬 분석에서 MNSQ값을 통하여 확인하였다(Neumann, Neumann & Nehm, 2011).
라쉬 분석에서 사용한 자료의 적절성은 Item Separation Reliability로, 학생들의 응답치를 구분하는 능력에 관한 수치는 EAP/PV Reliability를 통하여 확인하였다. 진화와 유전에 대한 학생들이 인식 수준은 Wright map과 대응표본 t-검정을 통하여 확인하였다. 마지막으로 전공과 학년이 인식의 변화에 영향을 주는지 확인하기 위하여 이원분산분석을 실시하였다.

성능/효과

Weighted MNSQ보다 엄격한 수치인 Unweighted MNSQ를 살펴보면, 최고값이 1.32이며, 최저값이 0.69로서 Wright & Linacre(1994)가 제시한 0.6–1.4기준에 적합함을 확인할 수 있다.
792이었다. 두 번째 항목인 인간생활의 유용함 항목은 Item Separation Reliability가 0.953이었으며 EAP/PV Reliability는 진화 항목이 0.855, 유전항목이 0.852이었다.
먼저 이 연구에서 활용된 번역된 검사문항들은 적합한 수준의 신뢰도와 타당도를 보이고 있음을 확인하였다. 두 번째, 진화와 유전에 대한 생물학적 가치와 인간생활의 유용함에 대한 가치판단은 서로 독립적임을 확인하였다. 예비과학교사들이 인식하는 생물학적 가치와 인간생활의 유용함의 수준은 유전에 비하여 진화개념에서 유의미한 수준에서 더 낮게 나타났다.
4가 적절한 수준이다(Wright & Linacre, 1994). 라쉬 분석에서 사용한 자료의 적절성은 Item Separation Reliability로, 학생들의 응답치를 구분하는 능력에 관한 수치는 EAP/PV Reliability를 통하여 확인하였다. 진화와 유전에 대한 학생들이 인식 수준은 Wright map과 대응표본 t-검정을 통하여 확인하였다.
예비과학교사가 생명과학에서 진화와 유전의 가치와 인간생활의 유용함의 두 항목을 평가함에 있어서 차별적으로 판단하는지 아니면 두 분야를 동일하게 판단하는지 라쉬 분석에서의 차원 분석과 요인분석을 활용하여 확인하였다. 먼저 라쉬 분석에서 제시되는 Deviance와 Akaike Information Criterion값은 진화와 유전을 합친 1차원 평정척도모델에 비하여 진화와 유전을 분리시킨 2차원 평정척도모델이 더 낮으며, 이것은 2차원 모델이 보다 적합함을 알려준다(Table 1).
이 연구 결과를 토대로 결론을 내리면 다음과 같다. 먼저 이 연구에서 활용된 번역된 검사문항들은 적합한 수준의 신뢰도와 타당도를 보이고 있음을 확인하였다. 두 번째, 진화와 유전에 대한 생물학적 가치와 인간생활의 유용함에 대한 가치판단은 서로 독립적임을 확인하였다.
문항들의 내적일관성 신뢰도를 살펴보면, 생물학적 가치에 대한 5개 문항을 모두 사용할 경우 진화의 경우에는 0.7이하로 리커트 척도를 활용한 문항에 적용할 수 있는 의미 있는 수준의 내적일관성 신뢰도가 아니었다. 문항의 신뢰도를 저해하는 3번 문항을 제외하고는 진화 0.
7이하로 리커트 척도를 활용한 문항에 적용할 수 있는 의미 있는 수준의 내적일관성 신뢰도가 아니었다. 문항의 신뢰도를 저해하는 3번 문항을 제외하고는 진화 0.703, 유전의 생물학적 가치 항목의 alpha값은 0.759으로 의미 있는 수준으로 향상되었다. 인간생활의 유용함에 대한 5개의 문항의 alpha값은 진화가 0.
두 번째, 진화와 유전에 대한 생물학적 가치와 인간생활의 유용함에 대한 가치판단은 서로 독립적임을 확인하였다. 예비과학교사들이 인식하는 생물학적 가치와 인간생활의 유용함의 수준은 유전에 비하여 진화개념에서 유의미한 수준에서 더 낮게 나타났다. 마지막으로 예비과학교사들이 인식하는 진화와 유전의 생물학적 가치와 인간생활의 유용함의 수준은 학년과 전공과 관계없이 통계적으로 의미 있는 차이를 확인하지 못하였다.
78로 매우 크다. 이 수준은 앞서 생물학적 가치 항목에서 비교한 효과크기의 약 두 배에 가까운 것으로 생물학적 가치에 비하여 인간생활의 유용함이라는 측면에서 진화와 유전을 더 크게 구분하고 있음을 확인할 수 있다.
먼저 진화와 유전에 대한 생물학적 가치와 인간생활의 유용함에 대한 인식을 측정하는 문항의 타당도와 신뢰도의 확인에 관한 논의이다. 이 연구에 사용한 문항들의 내적일관성신뢰도, 요인분석과 차원분석을 통한 구조타당도, 라쉬 분석을 통한 문항 반응적합도 등을 고려하였을 때 타당한 문항으로 판단된다. 이 연구에 사용된 문항들은 학생들이나 교사들의 진화와 유전에 대한 생물학적 가치, 인간 생활의 유용함에 대한 인식을 확인하는데 사용할 수 있을 것이다.
진화 개념의 값이 1.112이었으며, 유전 개념은 2.615으로 유전 개념의 생물학적 가치를 유의미한 수준에서 더 높게 인식하였으며, 효과크기(Cohen’s d)는 0.78로 매우 크다.
두 번째는 예비과학교사들이 인식하는 진화와 유전에 대한 생물학적 가치의 비교이다. 진화와 유전 두 항목 모두 생물학의 중요 영역임에도 불구하고 예비과학교사들은 그 중요성을 인식함에서 있어서 차별적인 기준을 가지고 있음을 차원분석과 요인분석으로 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 앞서 Nehm et al.

후속연구

예비과학교사들이 인식하는 생물학적 가치와 인간생활의 유용함의 수준은 유전에 비하여 진화개념에서 유의미한 수준에서 더 낮게 나타났다. 마지막으로 예비과학교사들이 인식하는 진화와 유전의 생물학적 가치와 인간생활의 유용함의 수준은 학년과 전공과 관계없이 통계적으로 의미 있는 차이를 확인하지 못하였다.
이 연구에 사용한 문항들의 내적일관성신뢰도, 요인분석과 차원분석을 통한 구조타당도, 라쉬 분석을 통한 문항 반응적합도 등을 고려하였을 때 타당한 문항으로 판단된다. 이 연구에 사용된 문항들은 학생들이나 교사들의 진화와 유전에 대한 생물학적 가치, 인간 생활의 유용함에 대한 인식을 확인하는데 사용할 수 있을 것이다.
4기준에 적합함을 확인할 수 있다. 이와 같은 결과를 통하여 번역된 9개 문항은 타당하고 신뢰도가 확보된 것으로 확인되며, 사후 다른 연구에서도 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	본 연구에서 타당도와 신뢰도는 어떻게 이루어져있는가?	5단계 리커트 척도로 된 진화와 유전에 대한 학문적 가치에 대한 4개 문항과 실용적 가치에 관한 5개 문항에 대한 응답을 수집하여 분석하였다. 문항의 타당도와 신뢰도는 내적일관성신뢰도, 이차원평정척도 라쉬모델 분석, 요인분석으로 이루어졌다. 연구 결과, 먼저 이 연구에 사용한 문항에 대한 라쉬모델 분석과 다양한 분석에서 문항의 타당도는 기준에 만족하는 것으로 확인되었다.
	생물학에서 진화론은 어떤 역할을 담당하는가?	, 2012). 생물학에서 진화론은 다양한 생물학적 지식들을 연결해주는 중요한 연결고리의 역할을 담당한다. 진화론을 매개로 유전학과 생태학과 같은 큰 생물학의 학문들이 연결될 수 있다.
	국제성취도 비교연구 결과는 어떻게 나타나는가?	국제성취도 비교연구(Program for International Student Assessment)의 결과를 보면 한국의 과학 교육에 매우 특이한 현상이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 한국 학생들의 과학성취도는 최고 수준이지만, 그에 비해 학습동기는 형편없이 낮다(Park, 2008). 우리나라 학생들의 경우 내재적 동기 이외에 부모의 기대와 같은 외재적 동기에 많이 의존하기 때문에 이와 같은 현상이 있을 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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