[논문]고등학교 화학 I, II 수업에 대한 학생의 인식 조사

박현주; 임희준

doi:10.5012/jkcs.2017.61.6.369

고등학교 화학 I, II 수업에 대한 학생의 인식 조사
Students' Perceptions about High School Chemistry I, II 원문보기

대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.61 no.6, 2017년, pp.369 - 377

초록
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본 연구에서는 일반계 고등학생을 연구대상으로 과학과 선택 교과 '화학 I'과 '화학 II' 에 대한 선택 이유, 학습량, 내용 수준, 흥미, 수업 형태, 선호 수업 등과 관련된 인식을 조사하였다. 조사대상은 비례층화표집 방식으로 선별된 총 126개 고등학교에서 화학 교과를 선택한 자발적 참여 학생 총 1,087명이었다. 연구결과에 따르면, 학생들이 화학 교과를 선택한 주된 이유는 화학에 대한 '관심과 흥미', '기초학문', '대학 전공 관련' 등으로 나타났다. 학생들은 화학 I, II 교과의 학습량과 내용 수준을 약 60% 정도가 보통 수준으로 인식하고 있었다. 그리고 학생들이 화학을 어렵다고 인식하는 이유는, 정도의 차이는 있었지만, 화학 I과 화학 II 모두, 내용 자체의 어려움과 암기해야 할 많은 내용 때문인 것으로 나타났다. 화학 교과의 흥미도의 경우, 화학 I의 43.9%, 화학 II의 52.0%의 학생들이 보통 수준으로 인식하고 있었다. 화학 교과에 흥미가 없는 이유는 화학 내용 자체의 어려움, 관심과 재미가 없어서, 화학의 기초가 없기 때문으로 나타났다. 화학 교과의 주된 수업 형태는 강의식 설명식 수업이었지만, 학생들이 선호하는 수업 형태는 주로 실험실습과 실생활 연계나 과학자 이야기 활용으로 나타났다. 화학 교과에서 실험 활동에 대한 주된 실태는 한 학기에 1~5회 또는 실험 하지 않는 것으로 조사되었다. 다양하고 많은 실험을 진행할 수 있도록 수업과 환경 개선을 위한 연구와 노력이 필요할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate high school students' perceptions on chemistry subjects: reasons for choosing chemistry, learning volume and content difficulty, interests, teaching/learning methods, preferable classes etc. A total of 1,087 students who took chemistry subjects at 126 high schools by proportional stratified sampling were voluntarily participated in the survey. The main reasons the students chose chemistry subjects were interests and interests in chemistry, foundation to science, relevance to college majors, and so on. Students recognized that the learning volume and content difficulty as normal level was about 60%. Reasons why chemistry was difficult was that, although there was a difference in degree, chemistry was difficult in itself and had too much things to memorize. In the case of interests in chemistry subjects, students of 43.9% of Chemistry I and 52.0% of Chemistry II recognized the level as normal. The reason why not interested in chemistry subjects was that it was the nature of chemistry contents, or students had neither interests and enjoyment of chemistry nor foundation for chemistry. Classes were mostly lectures but the students preferred mainly experimental activities, or explanation with real-life examples or science stories. The frequency of experimental activities was found to be 1 to 5 times per semester, or not experimented. Research and efforts will be necessary to improve classes and environments for students' experimental activities.

주제어

표/그림 (13)

표 Table 1. Survey questionnaire items
표 Table 2. Reasons for choosing chemistry no. (%)
표 Table 3. Amount of learning no.(%)
표 Table 4. Content difficulty no.(%)
표 Table 5. Reasons why students think chemistry is difficult no.(%)
표 Table 6. Interests in chemistry no.(%)
표 Table 7. Reasons why student think chemistry is not interested no.(%)
표 Table 8. Types of chemistry teaching methods no.(%)
표 Table 9. Student preferred chemistry teaching methods (multiple selection possible)
표 Table 10. Numbers of experimental activities per semester no.(%)
표 Table 11. Types of experimental activity no.(%)
표 Table 12. Appropriateness of contents to science curriculum objectives no.(%)
표 Table 13. Appropriateness of activities to science curriculum objectives no.(%)

AI 본문요약
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문제 정의

또한, 2009 개정 교육과정에서는 이전 교육과정에서는 화학 I에서 다루었던 물, 공기, 용액, 현대 화학과 우리 생활 내용을 화학 II로 이동하고, 화학결합, 분자구조 등 이전 교육과정에서 화학 II에서 다루던 화학의 기본 내용을 화학 I에서 다루게 함으로써 화학 I 과목에서 화학적 개념이나 현상, 원리를 체계적으로 접근하고자 하였다. 그러나 화학 I에 새로 포함된 원소의 주기성, 오비탈, 공유경합 분자 모형, 유효 핵전하 등의 내용은 이전 교육과정에서 화학 II에 배치되어있을 때에도 내용이 추상적이고 실생활과 관련이 낮아서 학생들이 어렵다고 느끼는 내용으로 제시된 것이다.
본 연구에서는 2009 개정 교육과정에서 변화된 고등학교 선택 교과 화학 I과 화학 II의 교육과정 실행 실태를 학생들의 인식 조사를 통해서 조사하였다. 연구 결과, 학생들이 화학 I을 선택한 주된 이유는 화학에 대한 ‘관심과 흥미’, ‘기초학문’, ‘대학 전공 관련’ 때문이며, 화학 II를 선택한 주된 이유는 ‘대학 전공 관련’, ‘관심과 흥미’, ‘기초학문’ 때문인 것으로 나타났다.
이에 본 연구는 교육과정 실행 측면에서의 적합성을 학생의 인식 측면에서 살펴보고자 하였다. 즉 이양락⁸이 제시한 교육과정 적합성에 근거를 두고 2009 개정 교육과정에서 변화된 고등학교 선택 교과 화학 I과 화학 II의 교육과정 실행 실태를 학생들의 인식 조사를 통해서 조사하였다.

제안 방법

공문에는 ‘조사 참여 협조 요청 안내문’과 온라인 설문조사의 URL이 포함되었다. 각 학교의 교사와 화학 I 또는 화학 II를 선택한 학생들에게 조사 참여 동의를 얻은 후, 설문조사를 실시하였다.
교육과정 실태 관련 주요 문헌들13−21을 기초로 주요 영역들을 귀납적으로 범주화하였다.
구체적으로는 고등학생을 대상으로, 과학과 선택 교과 ‘화학 I', '화학 II' 에 대한 학습량, 내용 수준, 흥미 등과 관련한 적합성과 수업 형태, 선호 수업 등과 관련된 교육과정 실행의 실태를 분석하였다.
그리고 설문 문항과 응답 결과를 바탕으로 내용의 애매성, 표현의 중의성 등을 수정·보완하여 설문을 명료화시켰다.
셋째, 설문지의 prototype을 구성하고, 개선·보강하는 작업, 예비조사, 타당도 점검 등을 통해 설문지를 완성하였다. 넷째, 설문조사를 수행하여, 그 결과를 분석하였다.
교육과정 실태 관련 주요 문헌들¹³⁻²¹을 기초로 주요 영역들을 귀납적으로 범주화하였다. 둘째, 설문 구성을 위한 큰 수준의 영역들을 추출한 후 전문가의 자문을 통해 하위 내용들을 구성하였다. 전문가는 모두 10년 이상의 교육경력과 과학 교육과정 및 교과서 개발 관련 경력을 지닌 대학의 과학교육 전문가 3인, 과학내용학자 3인, 학교 현장의 과학교사 4인이었다.
그리고 설문 문항과 응답 결과를 바탕으로 내용의 애매성, 표현의 중의성 등을 수정·보완하여 설문을 명료화시켰다. 또한 응답 결과를 분석하여, 필요시 응답의 예시를 추가하는 작업을 진행하였다.
부적절하다고 평정된 문항들은 전문가들이 제시한 검토 의견을 고려하여 수정·보완하였다.
실제에 의한 타당도: 설문의 내용 타당성을 점검하기 위해 Messick²²의 실제와 유사한 대상을 활용하여 예비 설문조사를 실시하였다. 이를 통하여 발견된 온라인 설문 응답 시스템의 오류와 설문 문항에서 발견된 오류를 수정하였고, 설문 응답에 걸리는 시간을 조절하는 등과 같은 수정 및 개선 과정을 거쳤다.
의 실제와 유사한 대상을 활용하여 예비 설문조사를 실시하였다. 이를 통하여 발견된 온라인 설문 응답 시스템의 오류와 설문 문항에서 발견된 오류를 수정하였고, 설문 응답에 걸리는 시간을 조절하는 등과 같은 수정 및 개선 과정을 거쳤다. 그리고 설문 문항과 응답 결과를 바탕으로 내용의 애매성, 표현의 중의성 등을 수정·보완하여 설문을 명료화시켰다.
내용 타당도: 개발된 예비 문항들은 과학교육 전문가 5인과 경력 5년 이상의 고등학교 화학 교사 4인에게 내용의 타당도를 검토 받았다. 전문가들의 평정 절차는 실제 학생들이 접하게 될 설문 상황과 동일한 상황에서 실시해야 생태적 타당성을 확보할 수 있기 때문에 구글 온라인 설문조사 상에서 실제로 문항에 응답해 보면서 실시간 평정 및 조언을 실시하였다.
이에 본 연구는 교육과정 실행 측면에서의 적합성을 학생의 인식 측면에서 살펴보고자 하였다. 즉 이양락⁸이 제시한 교육과정 적합성에 근거를 두고 2009 개정 교육과정에서 변화된 고등학교 선택 교과 화학 I과 화학 II의 교육과정 실행 실태를 학생들의 인식 조사를 통해서 조사하였다. 구체적으로는 고등학생을 대상으로, 과학과 선택 교과 ‘화학 I', '화학 II' 에 대한 학습량, 내용 수준, 흥미 등과 관련한 적합성과 수업 형태, 선호 수업 등과 관련된 교육과정 실행의 실태를 분석하였다.
학생들의 화학 I과 화학 II의 적합성에 대한 인식을 조사하기 위한 설문지의 영역은 화학교과 선택, 학습량, 내용 수준, 흥미, 수업, 내용의 적절성, 활동의 적절성으로 구성하였다. Table 1은 설문지의 영역 및 그 하위 내용이다.
설문방식은 on-line survey 방법을 활용하였다. 학생들이 교사의 지도에 따라 단체로 학교 컴퓨터실에서 설문조사에 참여하거나 또는 개별적으로 스마트 기기를 이용하여 온라인 설문조사에 참여하였다.
한편 본 연구는 online survey system을 활용한 온라인 설문으로 개발되었다. 기존의 paper & pencil based test 방식과 차이가 있으므로, 학생에게 문항에 대한 인식 테스트와 실제 검사 실시에 의한 가독성 및 문항별 소요 시간 적합도 검사를 사전에 실시하여 실제의 대단위 검사 이전에 온라인 설문의 안정성을 기획하였다.

대상 데이터

공문에는 ‘조사 참여 협조 요청 안내문’과 온라인 설문조사의 URL이 포함되었다.
설문조사는 표집된 학교들을 대상으로 교육청 공문을 발송하여 진행되었다. 공문에는 ‘조사 참여 협조 요청 안내문’과 온라인 설문조사의 URL이 포함되었다.
조사 대상은 일반계 고등학교에 재학 중인 총 1,087명의 학생(남학생 563명, 여학생 524명)이었다. 유층(지역별), 비례(학교 수), 임의(특정 학급)의 비례층화표집(proportionate stratified sampling) 방식을 이용하여 전국 고등학교 중 126개의 조사 대상 고등학교를 선별하였다. 표집된 학교에서 화학 I 또는 화학 II를 선택한 학생들의 자발적 참여로 조사가 진행되었다.
조사 대상은 일반계 고등학교에 재학 중인 총 1,087명의 학생(남학생 563명, 여학생 524명)이었다. 유층(지역별), 비례(학교 수), 임의(특정 학급)의 비례층화표집(proportionate stratified sampling) 방식을 이용하여 전국 고등학교 중 126개의 조사 대상 고등학교를 선별하였다.

데이터처리

수집된 설문지는 문항별 결측치를 제외한 후 빈도와 백분율 등을 통한 기술통계로 분석하였다.

이론/모형

설문방식은 on-line survey 방법을 활용하였다. 학생들이 교사의 지도에 따라 단체로 학교 컴퓨터실에서 설문조사에 참여하거나 또는 개별적으로 스마트 기기를 이용하여 온라인 설문조사에 참여하였다.

성능/효과

내용 타당도는 5점 만점의 리커트 척도를 사용하였고, 예비 문항 평정 결과는 평균 4.51이었다. 부적절하다고 평정된 문항들은 전문가들이 제시한 검토 의견을 고려하여 수정·보완하였다.
내용의 적절성을 화학 I을 선택한 학생들과 화학 II를 선택한 학생들로 카이 스퀘어 검증으로 조사한 결과, 실생활 연계(p=0.044), 문제해결(p=0.0014)에서 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이는 융합 내용, 첨단과학, 과학적 의사소통에 비하여 이 두 항목의 적절성에 대해서는 화학 I과 화학 II를 수강하는 학생들의 인식이 약간 상이함을 의미한다.
먼저, 화학 I을 선택한 이유에 대한 응답자 수가 화학 II에 대한 응답자 수에 비하여 훨씬 많음을 알 수 있었는데, 이는 과학 선택과목 중 II과목은 교육과정 편제 및 대학입학 시험에서의 선택에서 I과목에 비하여 훨씬 적음을 보여주고 있다. 학생들이 화학 I을 선택한 주된 이유는 교과에 대한 ‘관심과 흥미(24.
0%로 조사되었다. 문제해결 내용의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 21.2%, 부적절함 18.2%, 화학 II은 적절함 19.9%, 부적절함 17.1%로 나타났다. 의사소통 능력을 키울 수 있는 내용의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 19.
셋째, 설문지의 prototype을 구성하고, 개선·보강하는 작업, 예비조사, 타당도 점검 등을 통해 설문지를 완성하였다.
5%로 조사되었다. 실생활 관련 내용의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 21.1%, 부적절함 15.1%, 화학 II은 적절함 22.1%, 부적절함 16.0%로 조사되었다. 문제해결 내용의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 21.
실생활과 관련된 활동의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 27.7%, 부적절함 12.6%, 화학 II은 적절함 22.5%, 부적절함 17.1%로 조사되었다. 과학적 문제해결 활동의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 25.
연구 결과, 학생들이 화학 I을 선택한 주된 이유는 화학에 대한 ‘관심과 흥미’, ‘기초학문’, ‘대학 전공 관련’ 때문이며, 화학 II를 선택한 주된 이유는 ‘대학 전공 관련’, ‘관심과 흥미’, ‘기초학문’ 때문인 것으로 나타났다.
융합 내용의 적절성에 대해 화학 I은 적절함(약간 적절함과 매우 적절함) 20.1%, 부적절함(약간 적절하지 않음과 매우 적절하지 않음) 13.9%로 나타났고, 화학 II는 적절함 20.6%, 부적절함 17.8%로 조사되었다. 첨단과학 내용의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 20.
융합 활동의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 22.7%, 부적절함 10.5%로 조사되었고, 화학 II는 적절함 18.0%, 부적절함 19.2%로 부적절하다는 의견이 적절하다는 의견보다 높게 나왔다. 2009 과학과 교육과정의 특징 중 하나가 융합의 강조임을 고려할 때, 화학 II에서 융합 활동을 반영하려는 노력이 필요하다.
1%로 나타났다. 의사소통 능력을 키울 수 있는 내용의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 19.7%, 부적절함 16.2%로 적절하다는 의견이 약간 높았다. 화학 II는 적절함 20.
3%로 조사되어, 문제해결 능력을 보다 증진시킬 수 있는 활동 구성이 필요함을 알 수 있다. 의사소통 활동 제시의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 22.1%, 부적절함 15.3%로 조사되었고, 화학 II는 적절함 18.8%, 부적절함 17.6%로 나타났다.
화학 I과의 연계성을 높이면서 화학의 영역을 높이고자 하는 화학 II도 마찬가지 맥락에 있다. 이러한 변화된 교육과정의 성격 하에서 화학 I과 화학 II를 선택한 학생들의 교육과정 실행 측면의 적합성을 조사한 본 연구에서 학생들은 화학의 학습량과 내용 수준이 상당히 높다고 인식하였으며, 흥미도와 내용 및 활동적정성이 적절하다는 인식이 높지 않음을 알 수 있었다. 또다른 현실로 대학수학능력시험에서의 화학 과목 선택의 비율도 현격하게 줄어들고 있다.
이와 같은 결과를 볼 때 화학 과목들은 대체적으로 과학, 기술, 사회, 공학의 융합 내용, 첨단 과학, 실생활 연계, 과학적 문제해결력, 과학적 의사소통 관련 내용은 20% 포인트 수준에서 적절하다고 인식하는 것으로 조사되었다.
8%로 조사되었다. 첨단과학 내용의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 20.3%, 부적절함 15.9%, 화학 II은 적절함 22.0%, 부적절함 17.5%로 조사되었다. 실생활 관련 내용의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 21.
2009 과학과 교육과정의 특징 중 하나가 융합의 강조임을 고려할 때, 화학 II에서 융합 활동을 반영하려는 노력이 필요하다. 첨단과학과 관련된 활동의 적절성에 대해 화학 I은 적절함 23.2%, 부적절함 15.1%, 화학 II은 적절함 20.5%, 부적절함 18.4%로 조사되었다. 화학 교과는 대체적으로 첨단 과학과 관련된 내용을 적절하게 제시하였음을 알 수 있다.
특이하게도 화학 II 학습량의 ‘약간 적음’과 ‘매우 적음’이 화학 I 보다 약 11.8% 포인트 정도 높은 것으로 조사되었다.
화학 II의 경우, ‘약간 높음’과 ‘매우 높음’(30.1%)이 ‘약간 낮음’과 ‘매우 낮음’(12.9%)보다 약 2.4배 높은 것으로 조사되었다.
화학 교과의 주된 수업 형태는 강의식 설명식 수업이고, 토의수업의 비율이 가장 낮았다. 그리고 학생들이 선호하는 수업 형태는 실험실습과 실생활 연계나 과학자 이야기 활용이 주된 것이었으며 이해하기 쉬운 설명, 비디오와 컴퓨터 활용, 야외활동과 견학, 쉬운 설명 등과 같이 다양하게 나타났다.
활동의 적절성을 화학 I을 선택한 학생들과 화학 II를 선택한 학생들로 카이 스퀘어 검증으로 조사한 결과, 문제해결(p=0.019)에서 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다.

후속연구

즉 학생들의 수준 및 특성을 고려하여 화학 개념을 학습하는데 도움을 주는 다양한 학습 또는 교수 전략 및 방안 등에 대한 심층적인 연구가 필요할 것이다. 또한 화학 I 또는 화학 II의 모든 내용이 고등학생에게 필요한가에 대한 체계적인 연구도 필요하겠다.
화학 내용이 어렵고 암기할 것이 많다는 학생들의 인식을 변화시키기 위해서는 내용을 학생들의 수준에 따라 쉽게 표현하는 방안 또는 학생들의 화학에 대한 관심과 흥미를 높이기 위한 방안이 필요함을 알 수 있다. 즉 학생들의 수준 및 특성을 고려하여 화학 개념을 학습하는데 도움을 주는 다양한 학습 또는 교수 전략 및 방안 등에 대한 심층적인 연구가 필요할 것이다. 또한 화학 I 또는 화학 II의 모든 내용이 고등학생에게 필요한가에 대한 체계적인 연구도 필요하겠다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	교육은 어떤 활동인가?	교육은 개인적 또는 국가적 차원에서 이루어지는 미래지향적 활동이다.1 따라서 미래 사회에 대한 신중한 통찰을 통한 학교 과학교육의 방향을 설정하는 것은 매우 중요하다.
	2009 개정 교육과정에서 화학 I과 화학 II 교육과정은 어떻게 변화되었는가?	화학 I의 경우, 2007 개정 교육과정에서는 학습자의 경험과 관련된 주제 중심의 내용을 강조하며, 화학의 유용성을 중심으로 화학의 기본 개념을 지도함을 강조하였다. 이에 반해 2009 개정 교육과정에서는 화학에 대한 체계적 이해를 강조하였다. 이러한 맥락에서 2007 개정 교육과정에서는 공기, 물, 용액, 현대 화학과 우리 생활의 4가지 주제를 중심으로 구성되었던 것에 반하여, 2009 개정 교육과정에서는 화학의 언어, 개성있는 원소(원자의 구조와 주기적 성질), 아름다운 분자 세계(화학 결합, 분자의 구조), 닮은꼴 화학 반응(산화 환원, 산과 염기)을 다루고 있어 대주제만 보더라도 그 성격이 상당히 다름을 알 수 있다.4 또한, 2009 개정 교육과정에서는 이전 교육과정에서는 화학 I에서 다루었던 물, 공기, 용액, 현대 화학과 우리 생활 내용을 화학 II로 이동하고, 화학결합, 분자구조 등 이전 교육과정에서 화학 II에서 다루던 화학의 기본 내용을 화학 I에서 다루게 함으로써 화학 I 과목에서 화학적 개념이나 현상, 원리를 체계적으로 접근하고자 하였다. 그러나 화학 I에 새로 포함된 원소의 주기성, 오비탈, 공유경합 분자 모형, 유효 핵전하 등의 내용은 이전 교육과정에서 화학 II에 배치되어있을 때에도 내용이 추상적이고 실생활과 관련이 낮아서 학생들이 어렵다고 느끼는 내용으로 제시된 것이다.
	국가 과학과 교육과정이 학교 과학교육의 실행과 직접적인 관계가 있는 이유는?	1 따라서 미래 사회에 대한 신중한 통찰을 통한 학교 과학교육의 방향을 설정하는 것은 매우 중요하다. 학교 과학교육은 국가 과학과 교육과정을 기준으로 이루어지기 때문에, 국가 과학과 교육과정은 학교 과학교육의 실행과 직접적인 관계가 있다. 국가 수준의 과학과 교육과정은 그 시대에서 지향하는 전반적인 교육의 목표를 반영하면서 과학교육의 목표, 내용, 전략, 교수학습 자료뿐만 아니라 교육 내용의 시간적, 순서적 배열, 사회적 조직과 평가 과정을 전체로 구조화한 과학 교수의 전반적인 계획을 포함한다.

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2015 Revised Science Curriculum, Ministry of Education: No. 2015-74, 2009.

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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