[논문]고등학교 지구과학 I, II의 이수와 대학 전공이 예비과학 교사들의 일반지구과학 수업에 대한 태도 및 학업 성취도에 미치는 영향

심현진; 이효녕

doi:10.5467/jkess.2017.38.3.239

고등학교 지구과학 I, II의 이수와 대학 전공이 예비과학 교사들의 일반지구과학 수업에 대한 태도 및 학업 성취도에 미치는 영향
Influence of Pre-service Science Teachers' Selection of Earth Science I, II in High School and College Major on their Self-perceived Attitude and Academic Achievement in General Earth Science Lecture 원문보기

한국지구과학회지 = Journal of the Korean Earth Science Society, v.38 no.3, 2017년, pp.239 - 249

심현진 (경북대학교 지구과학교육과) , 이효녕 (경북대학교 지구과학교육과)

초록
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이 연구의 목적은 사범 대학 과학교육학부에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학교에서의 지구과학선택 과목의 이수 여부와 대학 전공이 일반지구과학 수업에 대한 태도, 학업 성취도에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 이 연구의 대상은 광역시 소재 대학교 과학교육학부 소속의 학생들 중 2012년 2학기부터 2015년 2학기까지 총 4개 학기 동안 일반지구과학 강의를 수강한 273명의 학생들이다. 현재 전공과 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부가 일반지구과학 수업에 대한 태도 및 시험 체감 난이도, 학업 성취도에 미치는 영향을 SPSS 23.0을 활용하여 이원분산분석(two-way ANOVA)을 실시하였다. 연구 결과에 따르면, 지구과학교육 전공 학생들과 타 과학교육전공 학생들 사이에는 일반지구과학 수업에 대한 태도와 시험 체감 난이도에 대해서 차이가 없었지만, 고등학교에서 지구과학의 이수 여부는 학생들의 태도와 성취도에 영향을 미쳤다. 즉, 고등학교에서 지구과학 I과 지구과학 II를 모두 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 또는 지구과학을 전혀 선택하지 않은 학생들보다 일반지구과학 수업 태도가 더 좋았으며 높은 성취 수준을 보이는 것으로 분석되었다. 과학 교사를 양성하는 사범 대학의 교육에서는 학생들의 요구와 수준을 반영한 교수학습적 접근이 필요하며, 과학 교사로서 필요한 교과 지식을 효과적으로 학습할 수 있도록 사범 대학 과학과 교육과정의 지속적인 보완이 있어야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this exploratory study was to investigate the influence of pre-service science teachers' selection of earth science I, II in the high school and their college major on their self-perceived attitude and academic achievement in general earth science lecture at university. The participants in the study were 273 who enrolled in the division of science education, college of education and took the general earth science lecture from 2012 to 2015. The data was analyzed with two-way ANOVA by using SPSS 23.0. The results indicated that there was no significant difference of students' attitude and examination difficulty in general earth science lecture between earth science major and other subject major. However, students who took earth science I and/or II in high school showed positive attitude toward the lecture and higher achievement scores than students who didn't take earth science I, II in their high school. The results of the study imply that it is essential to consider students' attitude toward science and achievement in pre-service science teacher education.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이 연구의 목적은 사범 대학에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학교에서의 지구과학 선택 과목의 이수 여부 및 대학 전공이 일반지구과학 강의에 대한 태도, 학업 성취도에 미치는 영향을 분석 하는 것이다. 이 목적에 따른 구체적인 연구 내용은 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부 및 대학 전공 영역이 일반지구과학 수업에 대한 학생들 본인이 인식하는 학습 태도와 시험 난이도, 학업 성취도에 미치는 영향을 탐색하는 것이다.
이 연구에서는 고등학교에서의 지구과학 선택 과목 이수 여부가 대학교 1학년 개론 수준의 지구과학 강의의 학업 성취도에 미치는 영향을 분석함으로써 사범 대학의 지구과학 교사, 공통과학 교사 양성 교육 과정에 대한 시사점을 탐색해 보고자 한다. 전체적인 교육과정 운영이 아니라 특정한 강의에 초점을 두고 수업 내용, 교수 학습 태도 등을 조절해 가는 탐색적인 연구 결과물이며 일반지구과학의 강의 영역 중천문 분야에 한정하여 수행되었다는 한계점이 있다.
이 연구의 목적은 사범 대학에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학교에서의 지구과학 선택 과목의 이수 여부 및 대학 전공이 일반지구과학 강의에 대한 태도, 학업 성취도에 미치는 영향을 분석 하는 것이다. 이 목적에 따른 구체적인 연구 내용은 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부 및 대학 전공 영역이 일반지구과학 수업에 대한 학생들 본인이 인식하는 학습 태도와 시험 난이도, 학업 성취도에 미치는 영향을 탐색하는 것이다.
이 탐색적 연구의 목적은 사범 대학 과학교육학부에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학교에서의 지구과학 선택 과목의 이수 여부 및 대학 에서의 전공이 일반지구과학 강의에 대한 학습 태도, 학업 성취도에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 연구의 핵심적인 결과와 이를 통해 내린 결론은 다음과 같다.

제안 방법

다음으로 학업 성취도는 일반지구과학 강의에서 다룬 천문 내용을 평가하였고 학생들의 성적(중간, 기말고사)을 평균하여 활용하였다. 시험 문항은 다양한 형식으로 구성하였는데, 가장 많은 비중을 차지한 것은 주어진 선택지 중 적절한 답변을 선택하고 해당 답변의 이유를 서술하게 하는 선택형 문항(최선답형, 합답형)과 서답형 문항(서술형)의 혼합된 형태였다.
대학에서의 전공과 고등학교 지구과학 교과목의 이수 여부가 일반지구과학 강의에 대한 학생들 본인이 인식하는 학습 태도와 시험의 체감 난이도에 미치는 영향을 분석하였다. 일반지구과학 강의에 대한 학습 태도에 대한 결과는 Table 2와 같다.
사전 지식 평가는 총 14문항으로 사지 또는 오지선다형의 객관식 문항으로 구성하였고, 고등학교에서 지구과학 I, II를 이수하지 않았더라도 중학교 과학 지식으로 해결할 수 있는 문항으로 개발하였다. 수강생 대부분이 1학년이기 때문에 이를 고려하여 학생 들이 친숙하게 느낄 선다형 형식을 사용하였고, 강의첫 시간에 부담 없이 진행할 수 있도록 그림이나 그래프 해석 등 풀이 시간이 길어질 수 있는 요소를 가급적 배제하였다.
다음으로 학업 성취도는 일반지구과학 강의에서 다룬 천문 내용을 평가하였고 학생들의 성적(중간, 기말고사)을 평균하여 활용하였다. 시험 문항은 다양한 형식으로 구성하였는데, 가장 많은 비중을 차지한 것은 주어진 선택지 중 적절한 답변을 선택하고 해당 답변의 이유를 서술하게 하는 선택형 문항(최선답형, 합답형)과 서답형 문항(서술형)의 혼합된 형태였다. 채점의 용이성과 점수 부여의 객관성을 위해 선택형문항을 제시하였으며, 객관식 형태로 기술된 선택형문항이 가질 수 있는 단점을 보완하기 위해 관련 내용에 대한 이해 여부를 서술형 문항에 대한 답변을 통해 추가로 평가할 수 있게 하였다.
합답형의 선택형 문항은 대학수학능력시험에서 기본적으로 채택하고 있는 형태이므로 1학년 강의라는 특성상 학생들이 낯설지 않은 장점이 있다. 이외에도 서답형 문항중 논술형 문항을 포함하여 단편적인 정보, 지식의 암기 여부를 측정하기보다는 원리를 파악하고 설명할수 있는 능력을 평가하였다. 출제되는 문항 형식과 총 개수, 배점 등은 시험 직전 강의에서 예시 문항, 정답과 함께 미리 설명하였다.
제 7차 교육과정부터 분야별 교차 통합의 중요성을 강조하는 동시에 학습자의 과목 선택 자율권을 강조하여 각자의 소질, 적성, 관심도 등에 따라 과학과 선택 교육과정을 시행하였다. 그 결과 대학수학능력시험을 치르기 위한 과학 선택 과목의 개수가 2007 개정 교육과정에서는 최대 3과목, 2009 개정 교육과정에서는 최대 2과목으로 조정되었다.
시험 문항은 다양한 형식으로 구성하였는데, 가장 많은 비중을 차지한 것은 주어진 선택지 중 적절한 답변을 선택하고 해당 답변의 이유를 서술하게 하는 선택형 문항(최선답형, 합답형)과 서답형 문항(서술형)의 혼합된 형태였다. 채점의 용이성과 점수 부여의 객관성을 위해 선택형문항을 제시하였으며, 객관식 형태로 기술된 선택형문항이 가질 수 있는 단점을 보완하기 위해 관련 내용에 대한 이해 여부를 서술형 문항에 대한 답변을 통해 추가로 평가할 수 있게 하였다. 합답형의 선택형 문항은 대학수학능력시험에서 기본적으로 채택하고 있는 형태이므로 1학년 강의라는 특성상 학생들이 낯설지 않은 장점이 있다.
해당 강의 첫 시간에 학생들의 사전 지식을 평가 하였고 설문 문항을 제시하여 고등학교에서의 과학 선택 과목을 조사하였다. 추후 강의에 대한 체감 난이도, 본인이 인식하는 태도(self-perceived attitude)를 확인하고 이를 학생들의 학업 성취도와 연계하여 분석하였다. 이 연구에서 학생들이 인식하는 태도를 분석한 이유는 다음과 같다.
, 2009), 이러한 태도 변인을 ‘학습 태도’로 명명하였다. 학생들의 태도 점수는 Lan(2012)이 Nanotechnology에 대한 교사들의 태도를 측정하기 위해 개발된 리커르트 형태의 문항을 일부 수정하여 예비 교사들의 학습 태도와 체감 난이도에 대해 응답하도록 하였다. Lan(2012)의 태도 척도는 타당도와 신뢰도(Cronbach alpha=0.
학생들이 고등학교에서의 과학 선택 과목 이수 여부에 따라 세 그룹(전혀 이수하지 않은 그룹, 지구과학 I을 이수한 그룹, 지구과학 I, II를 모두 이수한그룹)으로 나누어 분석하였다. 예비 과학 교사들의 전공과 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부가 일반 지구과학 강의에 대한 학습 태도, 시험 난이도, 학업 성취도에 미치는 영향을 각각의 경우에 대하여 SPSS 23.
해당 강의 첫 시간에 학생들의 사전 지식을 평가 하였고 설문 문항을 제시하여 고등학교에서의 과학 선택 과목을 조사하였다. 추후 강의에 대한 체감 난이도, 본인이 인식하는 태도(self-perceived attitude)를 확인하고 이를 학생들의 학업 성취도와 연계하여 분석하였다.

대상 데이터

2012년부터 2015년까지 총 4년간 대학교 1학년 공통과학 연계전공 과목인 ‘일반지구과학 II’ 과목을 수강하는 학생을 대상으로 고등학교에서의 ‘지구과학 I, II’ 이수 여부를 조사한 결과는 Table 1과 같다.
이 연구는 광역시 소재 대학교 과학교육학부 소속의 학생들 중 2012년 2학기부터 2015년 2학기까지 총 4개 학기 동안 ‘일반지구과학 II’ 강의를 수강한 273명을 대상으로 수행하였다.

데이터처리

학생들이 고등학교에서의 과학 선택 과목 이수 여부에 따라 세 그룹(전혀 이수하지 않은 그룹, 지구과학 I을 이수한 그룹, 지구과학 I, II를 모두 이수한그룹)으로 나누어 분석하였다. 예비 과학 교사들의 전공과 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부가 일반 지구과학 강의에 대한 학습 태도, 시험 난이도, 학업 성취도에 미치는 영향을 각각의 경우에 대하여 SPSS 23.0을 활용하여 이원분산분석(two-way ANOVA)을 실시하였다.

성능/효과

과학과 교육과정의 개정 방향을 감안할 때 예비 교사의 심화 전공 지식 외에도 과학 전반에 대한 이해와 소양이 매우 중요하다는 점을 사범 대학에서 공감하고 있음을 나타낸다. 과학 교사는 교과 내용과 교과 교육에 대한 지식수준이 모두 높아야 적극적이고 긍정적인 과학 교수 태도와 자신감을 가지는 것으로 나타났다. 심화 전공이 아닌 공통 과정을 교수하게 되는 중학교에서 공통과학 복수 전공을 이수한 교사가 교수에 대한 태도가 높고 불안이 낮다는 연구 결과는 과학 교사 양성 과정에서 공통과학 복수 전공을 장려할 필요성을 제기한다(Sung and Chung, 2013).
둘째, 과학교육학부에서 학생 본인의 전공 여부는 학업 성취도에 유의미한 영향을 미치지 않았다. 그러나 고등학교 과학 선택에서 지구과학 I과 지구과학 II를 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 그리고 미이수 학생보다 높은 학업 성취도를 보여 주었다.
전공 여부와 지구과학 교과목 이수 여부에 따른 일반지구과학시험 체감 난이도에 미치는 영향을 분석 해본 결과, 유의수준 .05에서 전공 여부, 지구과학 교과목 이수 여부, 전공과 지구과학 교과목 이수 여부의 상호작용 모두에서 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 즉, 전공 및 고등학교에서 지구과학의 선택 여부는 대학에서 학습한 일반지구과학 시험의 체감 난이도에 대하여 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
전공과 지구과학 교과목 이수 여부가 일반지구과학 수업의 태도에 미치는 영향을 분석해본 결과 지구과학 전공과 타 과학 전공(물리, 화학, 생물) 학생들 사이에 수업 태도에 미치는 영향은 유의수준 .05에서 유의확률 .867로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다. 그러나 지구과학 교과목 이수 여부가 태도에 미치는 영향은 유의수준 .
627로 수업 태도에 있어서 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 즉, 고등학교에서 선택했던 교과목 중 지구 과학 I과 지구과학 II를 모두 이수한 학생은 지구과학 I만 선택한 학생 또는 미이수 학생들보다 일반지구과학 강의에 대한 학습 태도가 더 좋은 것으로 분석되었다. 지구과학의 전공 여부와 지구과학 교과목 선택 여부와의 상호작용 효과는 유의수준 .
지구과학교육 전공 학생들과 타 과학교육전공 학생들 사이에는 일반지구과학 강의에 대한 학습 태도에는 차이가 없었지만, 고등학교에서 지구과학의 이수 여부는 학생들의 학습 태도에 영향을 미쳤다. 즉, 고등학교에서 지구과학 I과 지구과학 II를 모두 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 또는 지구과학을 전혀 선택하지 않은 학생들보다 일반지구과학강의에 대해 학습 태도가 더 좋은 것으로 분석되었다. 학생들의 전공 여부나 고등학교에서 지구과학의 선택 여부는 대학에서 학습한 일반지구과학 시험의 체감 난이도에 대하여 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
05에서 전공 여부, 지구과학 교과목 이수 여부, 전공과 지구과학 교과목 이수 여부의 상호작용 모두에서 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 즉, 전공 및 고등학교에서 지구과학의 선택 여부는 대학에서 학습한 일반지구과학 시험의 체감 난이도에 대하여 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
즉, 전공 여부는 학업 성취도에 유의미한 영향을 미치지 않지만 고등학교 과학 선택에서 지구과학 I과 지구과학 II를 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 그리고 미이수 학생보다 높은 학업 성취도를 보여 주었다. 그리고 지구과학 I만 이수한 학생도 미이수 학생보다 높은 학업 성취도를 보여 주었다.
첫째, 과학교육학부에 입학한 학생들 중 지구과학 교육을 전공하는 학생들의 경우 90% 이상이 지구과학 I을 고등학교에서 이수했고 30% 내외의 학생들은 지구과학 II까지 이수하였다. 반면, 물리, 화학, 생물 교육전공 대학생들의 경우 지구과학 I은 70%, 지구 과학 II까지는 5.
즉, 고등학교에서 지구과학 I과 지구과학 II를 모두 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 또는 지구과학을 전혀 선택하지 않은 학생들보다 일반지구과학강의에 대해 학습 태도가 더 좋은 것으로 분석되었다. 학생들의 전공 여부나 고등학교에서 지구과학의 선택 여부는 대학에서 학습한 일반지구과학 시험의 체감 난이도에 대하여 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

후속연구

또한 국가 수준의 과학과 교육과정의 개발 시에 대학의 교육과정과의 연계성과 위계성을 분석하고 반영할 필요가 있다. 다시말하면 사범 대학이 그 설립 목적에 부합하는 역할을 수행하기 위해 중고등학교의 과학과 교육과정과 연계하여 재검토하고 분석하여 교사 양성 교육과정을 수정보완해야 할 것이다. 또한 장기적으로 미래의 교육을 책임질 사범 대학의 교육과정에 대한 로드맵의 개발과 적용이 요구되어 진다.
일반지구과학에 대한 개론 강의는 과학교육을 전공 하는 사범 대학 1학년 학생들과 복수 전공을 통해 공통과학 자격증을 취득하려는 예비 교사들 모두에게 과학과 교육과정에서 강조하는 과학에 대한 통합성, 연계성, 기초적인 과학 교과 지식 등을 학습할 있는 중요한 기회이다. 연구 결과에서 분석된 것처럼 고등학교에서의 과학 선택 과목 이수 여부에 따라 학습 태도와 학업 성취도가 크게 차이 나므로, 이수 여부에 따라 강의 분반을 정교화 시키고 수준별 강의 내용이나 난이도 조절을 통해 학업에 대한 흥미를 잃지 않도록 대학 교육과정을 수정하고 운영을 보완하는 것이 필요할 것이다.
이 연구에서는 고등학교에서의 지구과학 선택 과목 이수 여부가 대학교 1학년 개론 수준의 지구과학 강의의 학업 성취도에 미치는 영향을 분석함으로써 사범 대학의 지구과학 교사, 공통과학 교사 양성 교육 과정에 대한 시사점을 탐색해 보고자 한다. 전체적인 교육과정 운영이 아니라 특정한 강의에 초점을 두고 수업 내용, 교수 학습 태도 등을 조절해 가는 탐색적인 연구 결과물이며 일반지구과학의 강의 영역 중천문 분야에 한정하여 수행되었다는 한계점이 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	학생 본인의 전공 여부와 학업성취도 사이에 무엇이 예외적으로 나타나는가?	둘째, 과학교육학부에서 학생 본인의 전공 여부는 학업 성취도에 유의미한 영향을 미치지 않았다. 그러나 고등학교 과학 선택에서 지구과학 I과 지구과학 II를 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 그리고 미이수 학생보다 높은 학업 성취도를 보여 주었다. 그리고 지구과학 I만 이수한 학생도 고등학교에서 지구과학을 이수하지 않은 학생보다 높은 학업 성취도를 보여 주었다. 즉, 고등학교에서 지구과학의 이수 여부가 대학의 지구과학 학습의 성취 수준에 영향을 미치고 있음을 알 수 있다.
	사범 대학의 교육과정은 어떻게 구성되는가?	이러한 과학 교사를 양성하기 위해 가장 핵심적인 것은 무엇일까? 이 질문에 대한 답은 사범 대학에서 운영되는 교육과정에서 찾을 수 있다. 사범 대학의 교육과정은 예비 교사의 전문성과 교수 능력을 함양하는 데에 필요한 전공 내용과 교과 교육학, 교직 소양 및 실습 과목 등으로 구성된다(Kim and Lee, 2006; Kim et al., 2006; Kwak, 2009).
	과학교육학부에 입학한 학생들 중 지구과학에 대한 교육은 어떠한 것으로 나타나는가?	첫째, 과학교육학부에 입학한 학생들 중 지구과학 교육을 전공하는 학생들의 경우 90% 이상이 지구과학 I을 고등학교에서 이수했고 30% 내외의 학생들은 지구과학 II까지 이수하였다. 반면, 물리, 화학, 생물 교육전공 대학생들의 경우 지구과학 I은 70%, 지구 과학 II까지는 5.

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표제어: PCR

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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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