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문제 정의
- 본 연구는 초등학교 과학 수업에서 자기질문전략 중 QAR 전략을 적용한 수업이 학습유형에 따라 학생의 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보기 위한 연구로서 QAR 전략을 과학수업에 적용한 실험 집단과 교사 질문 중심의 일반적인 학습을 적용한 비교집단을 선정하고 사전사후 검사를 Fig. 2.와 같이 실시하였다. 본 연구의 독립 변인은 자기질문전략(QAR)활용 수업이고, 종속 변인은 학습 처치 결과로 나타난 학습자들의 과학적 태도이다.
- 본 연구에서는 자기질문전략 중 QAR 전략을 적용하여 수업을 계획한 후, 자기질문전략을 활용한 과학 학습이 초등학생의 논리적 사고력 및 과학적 태도에 어떠한 영향을 주는지 알아보고 학습자의 학습유형을 분석하여 자기질문전략을 활용한 수업이 학습유형별로 논리적 사고력과 과학적 태도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 이에 따른 결론과 제언은 다음과 같다.
- 이에 본 연구에서는 학생의 자기질문전략 중 QAR 전략을 활용한 과학수업이 초등학교 5학년 학생들의 과학적 태도 변화와 학습자 유형에 따라 과학적 태도에 어떤 영향을 미치는지 살펴보고자 하였다. 이는 교실에서 학생이 생성한 과학적 질문의 중요성을 인식하게 하고, 학생의 학습유형이 고려되지 않은 상태에서 학습이 이루어지고 있는 현장에 시사점을 제시해 줄 것이다.
- 수업도입 단계에서는 학생들의 질문을 이끌어 내기 위해 인지적 갈등을 일으킬 수 있는 사진자료, 플래시, 동영상, 또는 교과서 그림과 설명문을 제시하였다. 학생들을 이 자료를 통해 질문 활동지에 자신이 모르는 개념이나 알고 싶거나 궁금한 부분, 자신이 본 수업과 관련하여 구체적 조건을 조작하거나 변인을 바꾸는 등 어떠한 질문이라도 기록하고 발표하도록 하였다. 수업 도입부터 질문생성을 하는 것은 수업 도입 부분에 질문의 기회를 주면 학생들이 무엇을 배울지 알고 모르는 것을 미리 확인하여 자신이 궁금증을 먼저 느끼고 수업에 집중할 수 있기 때문이다(King, 1992).
제안 방법
- Fig. 3와 같이, 각 보기는 순서대로 구체적 경험(CE), 반성적 관찰(RO), 추상적 개념화(AC), 능동적 실험(AE)에 관한 것이며 각 보기에 응답한 순위를 점수로 하여 합한 후 추상적 개념에서 구체적 경험을 뺀 점수(AC-CE)와 능동적 실험에서 반성적 관찰을 뺀 점수(AE-RO)를 이용하여 학습유형을 분류한다.
- 그 후 5학년 2학기 과학과 교육과정 분석을 통해 수업에서 적용 가능한 단원을 선정하였으며 각 차시에 적용할 교수-학습지도안을 마련하였다. 구안된 지도안을 바탕으로 자기질문전략 중 QAR 전략을 활용한 과학수업을 진행한 후, 이 수업이 실험집단과 비교집단의 과학적 태도에 미치는 영향을 통계적으로 비교, 분석하였다. 그리고 실험 집단 학생을 Kolb의 학습유형 검사를 통해 분류하여, 자기질문전략 중 QAR 전략을 적용한 과학 수업이 학습자의 학습유형에 따라 과학적 태도 변화에 미치는 영향이 어떻게 다른지 알아보았다.
- 기초 연구 단계에서는 자기질문전략 중 QAR 전략, 학습유형에 대한 관련 문헌 자료 및 선행 연구 검토를 통해 연구의 방향을 설정하고, 자기질문전략을 적용한 과학수업방법을 연구하였다. 그 후 5학년 2학기 과학과 교육과정 분석을 통해 수업에서 적용 가능한 단원을 선정하였으며 각 차시에 적용할 교수-학습지도안을 마련하였다. 구안된 지도안을 바탕으로 자기질문전략 중 QAR 전략을 활용한 과학수업을 진행한 후, 이 수업이 실험집단과 비교집단의 과학적 태도에 미치는 영향을 통계적으로 비교, 분석하였다.
- 구안된 지도안을 바탕으로 자기질문전략 중 QAR 전략을 활용한 과학수업을 진행한 후, 이 수업이 실험집단과 비교집단의 과학적 태도에 미치는 영향을 통계적으로 비교, 분석하였다. 그리고 실험 집단 학생을 Kolb의 학습유형 검사를 통해 분류하여, 자기질문전략 중 QAR 전략을 적용한 과학 수업이 학습자의 학습유형에 따라 과학적 태도 변화에 미치는 영향이 어떻게 다른지 알아보았다. 자기질문전략을 적용한 과학수업은 5학년 2학기 생물 영역인 ‘우리의 몸’ 단원의 10차시(8주) 동안 진행되었다.
- 첫째, 두 집단의 동질성을 검증하기 위해서 사전에 과학적 태도 검사를 실시하고, 독립표본 t-검증으로 두 집단 간의 동질성 여부를 검증하였다. 둘째, 자기질문전략을 활용한 수업의 결과를 분석하기 위해 사후 검사로 과학적 태도 검사를 실시하였다. 사전검사와 사후검사 사이의 차이를 알아보기 위해 대응표본 t-검증을 실시하여 평균, 표준편차, t값과 유의도를 비교 분석하였다.
- 또한 학생이 자유롭게 질문을 발표할 수 있도록 교사의 질문을 되도록 하지 않았으며 질문을 한 학생에게 칭찬하고, 기초적인 개념을 묻는 질문도 환영하여 질문생성에 우호적인 분위기가 되도록 배려하였다(양미경, 2002). 또한 교사의 피드백은 질문을 지속하고 촉진시키는 수준 이상의 지나친 영향을 주지 않기 위해 질문에 대한 개념적이고 지시적인 간단한 답변이나 문제해결방법 등으로 한정하였다. 비교집단은 도입단계에서 실험집단과 같은 자료를 이용하여 전시학습 상기 및 동기유발을 하였으며 실험집단과 같이 교사용 지도서에 제시된 수업 모형과 자료를 활용하여, 자기질문전략 활용이 아닌 교사 질문 중심의 수업을 진행하고 정리단계에서 학습내용 정리 및 문제풀이 활동을 하였다.
- 와 같이 실시하였다. 본 연구의 독립 변인은 자기질문전략(QAR)활용 수업이고, 종속 변인은 학습 처치 결과로 나타난 학습자들의 과학적 태도이다.
- 또한 교사의 피드백은 질문을 지속하고 촉진시키는 수준 이상의 지나친 영향을 주지 않기 위해 질문에 대한 개념적이고 지시적인 간단한 답변이나 문제해결방법 등으로 한정하였다. 비교집단은 도입단계에서 실험집단과 같은 자료를 이용하여 전시학습 상기 및 동기유발을 하였으며 실험집단과 같이 교사용 지도서에 제시된 수업 모형과 자료를 활용하여, 자기질문전략 활용이 아닌 교사 질문 중심의 수업을 진행하고 정리단계에서 학습내용 정리 및 문제풀이 활동을 하였다. 수업 피드백 단계에서는 교사가 학생들이 정확히 이해하지 못하는 부분이나 어려워하는 부분에 대하여 보충 설명이나 질문을 제시하여 학습 내용이 충분히 이해되도록 하였다.
- 이 연구에서는 초등학교 5학년 2학기 1단원 ‘우리 몸’에 대하여 수업을 실시하였다. 수업의 전 과정은 실험집단과 비교집단 모두 교과서 순서에 따라 교실 수업으로 진행하였으며, 실험집단은 처치가 진행되기 전 QAR 전략에서 사용되는 질문의 유형과 질문생성 전략에 대한 오리엔테이션을 2시간 동안 진행하였다. 수업도입 단계에서는 학생들의 질문을 이끌어 내기 위해 인지적 갈등을 일으킬 수 있는 사진자료, 플래시, 동영상, 또는 교과서 그림과 설명문을 제시하였다.
- 자기질문전략을 적용한 과학수업은 5학년 2학기 생물 영역인 ‘우리의 몸’ 단원의 10차시(8주) 동안 진행되었다.
- 즉 명시적 질문은 ‘바로 거기에(right there)’, 암시적 질문은 ‘생각하고 찾기(think and search)’ 추론적 질문은 ‘내 힘으로(on my own)’ 이렇게 세 유형으로 분류하였고 후속 연구를 통해 ‘작가와 나(author and me)’ 질문을 추가하였다.
- 수업전개 단계에서는 교사용 지도서에 제시된 수업 모형에 따라 수업을 진행하고 학생들에게 오리엔테이션 시간에 배부하였던 질문카드를 참고로 하여 본 수업시간에 생긴 질문이나 수업 중간 중간에 떠오르는 질문을 활동지에 적을 수 있도록 하였다. 질문 생성 시 교과서 내의 텍스트만으로 범위를 좁히면 학생의 자유로운 사고를 방해하므로 교과서 내의 텍스트 외 그림, 사진, 실험 등 수업 전 과정에서 발생하는 모든 질문을 자유롭게 기술하도록 하였다. 수업정리 단계에서는 학생들이 수업 중에 미처 작성하지 못했던 질문을 활동지에 작성하고 2인 또는 4인 1조가 되어 서로의 질문을 공유하고 답을 찾지 못한 질문을 해결할 수 있는 방법을 토의하며 인터넷, 서적, 전문가 활용 등 다양한 방법을 동원하여 해결할 수 있도록 하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 광주광역시 W초등학교 5학년을 대상으로 무선표집하여 각각 2개의 실험반(49명)과 비교반(48명)을 선정하여 실시하였다. 연구 대상은 다음과 같다(Table 3).
- 이 연구에서는 초등학교 5학년 2학기 1단원 ‘우리 몸’에 대하여 수업을 실시하였다.
데이터처리
- 본 연구에서는 자기질문전략을 적용한 수업이 학생의 과학적 태도에 어떠한 영향을 미치는지를 독립표본 t검증을 활용하여 알아보았다(Table 8). 또한 자기질문전략을 활용한 수업을 받기 전과 받은 후의 실험집단의 통계적 유의미한 차이를 알아보기 위해 대응표본 t검정을 실시하였다(Table 9).
- 본 연구에서는 자기질문전략을 적용한 수업이 학생의 과학적 태도에 어떠한 영향을 미치는지를 독립표본 t검증을 활용하여 알아보았다(Table 8). 또한 자기질문전략을 활용한 수업을 받기 전과 받은 후의 실험집단의 통계적 유의미한 차이를 알아보기 위해 대응표본 t검정을 실시하였다(Table 9).
- 둘째, 자기질문전략을 활용한 수업의 결과를 분석하기 위해 사후 검사로 과학적 태도 검사를 실시하였다. 사전검사와 사후검사 사이의 차이를 알아보기 위해 대응표본 t-검증을 실시하여 평균, 표준편차, t값과 유의도를 비교 분석하였다. 셋째, 학습유형에 따른 과학적 태도의 변화를 알아보기 위해 분산분석(one way ANOVA)을 실시하고 집단 간 차이를 살펴보기 위해 사후검정을 하였다.
- 사전검사와 사후검사 사이의 차이를 알아보기 위해 대응표본 t-검증을 실시하여 평균, 표준편차, t값과 유의도를 비교 분석하였다. 셋째, 학습유형에 따른 과학적 태도의 변화를 알아보기 위해 분산분석(one way ANOVA)을 실시하고 집단 간 차이를 살펴보기 위해 사후검정을 하였다. 모든 통계상의 숫자는 소수 넷째 자리에서 반올림하여 소수 셋째 자리까지 나타내었다.
- 자기질문전략을 활용한 수업이 학생의 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보기 위해 수업 적용 전 실험집단(n=49)과 비교집단(n=48)에 독립표본 t검증을 활용하여 동질성 여부를 파악하였다. 과학적 태도에 대한 사전검사를 실시한 결과는 다음과 같다(Table 7).
- 0 프로그램을 활용하여 다음 방법으로 처리하였다. 첫째, 두 집단의 동질성을 검증하기 위해서 사전에 과학적 태도 검사를 실시하고, 독립표본 t-검증으로 두 집단 간의 동질성 여부를 검증하였다. 둘째, 자기질문전략을 활용한 수업의 결과를 분석하기 위해 사후 검사로 과학적 태도 검사를 실시하였다.
이론/모형
- 과학적 태도 검사는 김효남 등(1998)에 의해 개발된 ‘국가수준의 과학과 관련된 정의적 영역 평가체제’를 사용하였다.
- 또한 질문 유형에 따라 적용할 수 있는 대답에 따른 사고 전략에 대해서는 Table 2와 같이 Raphael과 Au(2005)의 QAR 전략 질문생성 및 대답 전략을 사용하였다. ‘바로 거기에’, ‘생각하고 찾기’ 질문 유형에 따른 전략은 주로 책 속의 내용을 파악하고 연결하고 통합하는 방법이고, ‘작가와 나’, ‘내 힘으로’ 질문 유형의 전략은 학생의 경험과 배경지식을 활성화 시키고 이를 학습내용에 적용하고 추론하는 등의 고등 사고를 유도하는 전략이다.
- 본 연구에서 사용한 학습유형 검사지는 Kolb(1999)가 새롭게 개작한 자기보고식 학습유형검사를 이신동(2005)이 번역한 검사 도구를 사용하였다. 이 검사 도구는 총 12문항으로 이루어져 있으며 구체적인 검사지의 구성 내용 및 문항은 Table 6과 같다.
성능/효과
- 첫째, 자기질문전략 중 QAR 전략을 활용한 과학 수업을 한 실험집단의 과학적 태도 점수는 유의미하게 향상되었다. 과학적 태도 점수에 있어 실험집단과 비교집단은 유의미한 차이가 있었으며, 실험집단에서는 과학적 태도의 16개의 하위 요소 중 과학-기술-사회의 상호관련성에 대한 인식, 과학 불안, 호기심을 제외한 모든 요소의 과학적 태도 점수가 향상되었다. 이를 통해 자기질문전략을 활용한 과학수업이 학생의 과학적 태도에 긍정적인 영향을 미침을 알 수 있었다.
- Table 12에서는 과학적 태도를 7가지 하위요소로 나누어 나타내고 있는데 호기심 요소를 제외한 나머지 개방성, 비판성, 협동성, 자진성, 끈기성, 창의성 요소에서 사후검사 결과 실험집단과 비교집단 사이에 유의미한 차이가 있었다. 과학적 태도의 하위요소인 호기심은 통계적으로 유의미한 값을 나타내지는 않았지만 비교집단과 비교하여 높은 평균값을 나타내었다.
- 이를 통해 자기질문전략을 활용한 과학수업이 학생의 과학적 태도에 긍정적인 영향을 미침을 알 수 있었다. 둘째, 자기질문전략을 활용한 학생들의 학습유형을 분류한 결과 적응자, 수렴자, 분산자, 융합자 순으로 향상 되었다. 그러나 과학적 태도에 있어 학습유형 집단 간에는 유의미한 차이를 보이지 않았다.
- 그러나 과학적 태도에 있어 학습유형 집단 간에는 유의미한 차이를 보이지 않았다. 따라서 자기질문전략 중 QAR 전략을 적용한 과학 수업은 초등학생의 과학적 태도에 긍정적인 영향을 미치며 이에 현장에서 활용할 가치가 충분히 있음을 알 수 있다. 또한 같은 수업기법을 활용하더라도 학습유형에 따라 수업의 효과가 다르게 나타날 수 있으므로 학습자의 학습유형에 가장 적합한 학습 방법을 계획하고 수업하는 것이 필요하다고 할 수 있다.
- 둘째. 본 연구에서는 적은 인원수를 표집 하였기 때문에 학습유형에 따른 자기질문전략의 효과를 입증하기에는 부족함이 많았다. 따라서 좀 더 많은 수의 학생을 대상으로 연구를 실시하여 학습유형에 따른 자기질문전략의 효과를 밝히고, 학습유형별로 수업방법에 따라 어떻게 논리적 사고력과 과학적 태도에 영향을 미치는지에 대한 체계적이고 심도 있는 후속 연구가 계속되어야 하겠다.
- 실험집단 학생을 자기보고식 학습유형검사를 통해 분류한 결과는 Table 13와 같다. 분석 결과 적응자(46.9%), 수렴자(24.5%), 분산자(20.4%), 융합자(8.2%) 순으로 최선영과 김지인(2011)과 이신동 등(2007)이 일반학생의 학습유형을 검사한 결과와 같이 적응자의 수가 가장 많고 융합자 수가 가장 적게 분포하고 있는 것을 알 수 있다. 본 연구에서는 49명의 적은 수의 실험집단을 4가지 학습유형으로 분류하다보니 융합자와 분산자의 경우 표집수가 적었다.
- 과학적 태도 점수에 있어 실험집단과 비교집단은 유의미한 차이가 있었으며, 실험집단에서는 과학적 태도의 16개의 하위 요소 중 과학-기술-사회의 상호관련성에 대한 인식, 과학 불안, 호기심을 제외한 모든 요소의 과학적 태도 점수가 향상되었다. 이를 통해 자기질문전략을 활용한 과학수업이 학생의 과학적 태도에 긍정적인 영향을 미침을 알 수 있었다. 둘째, 자기질문전략을 활용한 학생들의 학습유형을 분류한 결과 적응자, 수렴자, 분산자, 융합자 순으로 향상 되었다.
- 2에서 학습유형에 따른 과학적 태도 점수 변화는 자기질문전략을 활용한 수업을 받기 전보다 받은 후의 점수가 모두 상승하였다. 즉 실험집단의 학습 유형별 사전검사 점수와 사후검사 점수를 비교해 보면 적응자는 .223, 수렴자는 .177, 분산자는 .170, 융합자는 .072점 올라 모든 학습유형에서 과학적 태도가 향상됨을 볼 수 있었다. Fig.
- 첫째, 자기질문전략 중 QAR 전략을 활용한 과학 수업을 한 실험집단의 과학적 태도 점수는 유의미하게 향상되었다. 과학적 태도 점수에 있어 실험집단과 비교집단은 유의미한 차이가 있었으며, 실험집단에서는 과학적 태도의 16개의 하위 요소 중 과학-기술-사회의 상호관련성에 대한 인식, 과학 불안, 호기심을 제외한 모든 요소의 과학적 태도 점수가 향상되었다.
후속연구
- 첫째, 자기질문전략 중 QAR 전략을 활용한 수업은 교사가 관심만 있다면 쉽게 적용가능하기 때문에 현장에서의 활용가능성이 높은 편이다. 따라서 이번 연구는 5학년 생명 영역에 한정되어 있지만 앞으로는 다른 학년과 영역, 혹은 다른 과목으로까지 확대 적용하여 그 효과를 검증하고, QAR 전략의 각 질문 형식이 학습자의 과학적 개념형성이나 사고발달에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 후속 연구가 계속 되어야 하겠다. 둘째.
- 본 연구에서는 적은 인원수를 표집 하였기 때문에 학습유형에 따른 자기질문전략의 효과를 입증하기에는 부족함이 많았다. 따라서 좀 더 많은 수의 학생을 대상으로 연구를 실시하여 학습유형에 따른 자기질문전략의 효과를 밝히고, 학습유형별로 수업방법에 따라 어떻게 논리적 사고력과 과학적 태도에 영향을 미치는지에 대한 체계적이고 심도 있는 후속 연구가 계속되어야 하겠다.
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