[논문]온라인 문제기반 과학 탐구과제 평가준거 개발

최경애; 이성혜; 채유정

doi:10.14697/jkase.2017.37.5.879

온라인 문제기반 과학 탐구과제 평가준거 개발
Development of Evaluation Criteria for Online Problem-Based Science Learning 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.37 no.5, 2017년, pp.879 - 889

최경애 (중부대학교) , 이성혜 (한국과학기술원) , 채유정 (한국과학기술원)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 문제기반 탐구학습으로 설계된 초등학교 및 중학교 온라인 과학 과목을 대상으로 고차적인 사고력을 평가할 수 있도록 개발된 평가문제에 대해 목표 분류학에 기반하여 평가하고자 하는 사고력을 도출하고 이를 구조화함으로써 평가준거를 개발하고자 하였다. 평가준거의 개발 과정은 다음과 같다. 먼저, 선행 연구 및 문헌분석, 전문가 타당화를 거쳐 6개의 평가요소 즉, 지식, 논리 분석적 사고, 비판적 사고, 탐구능력, 문제해결, 창의적 사고를 도출하였다. 다음으로, 평가요소의 정의, 하위 요소 및 평가 기준 등을 연구진이 수립하였고 2차에 걸친 전문가 타당화를 통해 수정, 보완하여 평가 기준안을 개발하였다. 마지막으로, 이와 같이 개발된 평가 기준안을 실제 온라인 탐구 과제 24종에 적용하여 과제별 평가 루브릭을 개발하였으며, 이 과정에서 수정, 보완할 영역을 도출하고, 개선하여 최종 평가 기준안을 완성하였다. 본 연구에서 개발한 평가 기준안은 평가문제가 평가하고자 하는 내용과 함께 그 문제가 요구하는 사고기능이 무엇인지 확인함으로써 내용 영역의 학습과 함께 사고기능의 개발효과를 확인할 수 있는 평가준거가 될 것이며, 다양한 탐구 중심의 학습 방법과 과학적 사고력, 과학적 문제 해결력 등의 핵심역량을 요구하는 교육 현장에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to develop the evaluation criteria for students' research reports on online science inquiry problems that promote thinking abilities. The steps of developing the evaluation criteria are as follows; First, based on previous study results and literature review, the evaluation categories of the science inquiry contents were determined: 1) knowledge, 2) logical and analytical thinking, 3) critical thinking, 4) science process skills, 5) problem-solving, and 6) creative thinking. Second, evaluation criteria are developed according to the following steps: 1) define each category, 2) identify sub-category, 3) develop evaluation criteria for all categories that could serve as guidelines in the development of scoring rubrics, and 4) expert validation processes were performed. Finally, the usability test for these evaluation categories and criteria were done by being applied to the development of real scoring rubrics for 24 problems included in e-learning contents. Then the users' feedbacks were filed and the implications of this study were discussed.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이를 위해 본 연구는 그동안 흔히 사용되었던 동영상 강의 중심의 수업과 달리 학생들이 스스로 다양한 문제를 해결하는 탐구 과정을 경험할 수 있도록 하고, 그 과정에서 관련 지식을 활용하고 논리적, 분석적으로 자료를 구조화하고, 창의적으로 문제해결을 하도록 요구하는 방식의 문제기반 탐구학습을 제공하였다. 그리고 이들 수업에서 학습자들이 제출한 보고서를 사고력의 관점에서 성취도를 평가할 수 있는 평가 기준안을 개발하였다. 이를 위해 먼저 문헌분석, 과제 문항 분석 및 전문가 타당화 과정을 수행하고 6개의 사고력 중심 평가요소를 도출하였으며, 다음으로 각 평가요소를 조작적으로 정의하고, 하위 요소를 명시하였으며, 이를 토대로 1∼4점 척도의 평가 기준안을 개발하였다.
본 연구가 수행된 온라인 영재교육 과정은 수학과 과학에 흥미와 재능을 보이는 잠재성 있는 초등학생에게 과학적 탐구 기회를 제공하고 고차적 사고 및 창의적 문제해결력 계발을 위한 기회를 제공하기 위해 개설되었다. 프로그램은 과학에 흥미와 재능을 지닌 학생들이 실생활과 관련된 다양한 문제를 통해 해당 학년의 과학 내용에 대해 심화 학습을 수행하고 문제해결을 통해 고차적 사고력을 계발하는 것으로 목표로 개발되었다.
본 연구는 고차적 사고 및 창의적 문제해결력 계발을 위해 개발, 운영되고 있는 온라인 교육 프로그램의 과제물을 사고력 관점에서 평가할 수 있는 평가 기준안을 수립하기 위해 수행되었다. 이를 위해 본 연구는 그동안 흔히 사용되었던 동영상 강의 중심의 수업과 달리 학생들이 스스로 다양한 문제를 해결하는 탐구 과정을 경험할 수 있도록 하고, 그 과정에서 관련 지식을 활용하고 논리적, 분석적으로 자료를 구조화하고, 창의적으로 문제해결을 하도록 요구하는 방식의 문제기반 탐구학습을 제공하였다.
본 연구에서 개발한 평가준거 및 과제 평가 문항별 루브릭은 마지막 단계인 ‘문제해결’ 단계에서 학생들이 제출하는 과제 보고서를 평가하기 위한 것이다.
본 온라인 교육 콘텐츠는 탐구중심 문제기반 과학교육 프로그램으로서 학생들이 실생활 문제를 통해 창의적 문제해결력을 기르는 것을 목표로 한다. 콘텐츠는 일반적으로 많이 사용되는 온라인 동영상 강의와 달리 e-Book 형태로 제공되며, 한 단위의 콘텐츠는 기본적인 과학 개념을 전달하기보다는 주제별로 학생 스스로 깊이 생각할 수 있는 질문을 던짐으로써 관련 개념을 자기주도적으로 학습하고 문제를 해결하도록 하는 문제기반학습(PBL) 형태로 설계되어 있다.
제출한 보고서는 튜터가 채점하고 우수한 점, 개선이 필요한 점 등의 피드백을 제공한다. 이때 평가는 해당 차시별로 개발된 평가 루브릭(rubric)에 의해 이루어지고, 과제 및 학습활동에 대한 절대평가를 통해 최종 이수 결과가 결정되는데, 본 연구는 이러한 평가가 좀 더 고차적 사고력에 집중하고 피드백할 수 있도록 하기 위한 것으로 과학 영재 교육의 목표를 제대로 확인하고 평가하기 위한 목적으로 수행되었다.
이에 본 연구에서는 문제기반학습(PBL)으로 설계된 온라인 과학 탐구 과정에서 제시된 과제를 분석하고, 해당 과제가 포함하고 있는 구체적인 교육목표를 고차적 사고의 하위요소로 도출하여 평가준거를 개발하고자 하였다. 온라인 과학탐구학습 상황은 학생들에게 탐구 기회가 충분히 제공되지 못하는 교실수업과 달리(Kim & Song, 2003; Lee.
본 연구가 수행된 온라인 영재교육 과정은 수학과 과학에 흥미와 재능을 보이는 잠재성 있는 초등학생에게 과학적 탐구 기회를 제공하고 고차적 사고 및 창의적 문제해결력 계발을 위한 기회를 제공하기 위해 개설되었다. 프로그램은 과학에 흥미와 재능을 지닌 학생들이 실생활과 관련된 다양한 문제를 통해 해당 학년의 과학 내용에 대해 심화 학습을 수행하고 문제해결을 통해 고차적 사고력을 계발하는 것으로 목표로 개발되었다.

제안 방법

그 후, 교육공학 전문가 3인, 영재교육 전문가 2인, 수학교육 전문가 1인에 의한 2차 타당화 과정이 진행되었다. 1차 타당화와 같이 각 평가요소의 정의, 하위요소 및 개발된 각 요소별 평가 기준안을 검토하였으며 실제 몇 개의 문항을 골라 각 평가 기준안이 적용 가능한지 확인하는 절차를 거쳐 평가 기준안의 적절성을 판단하였다.
그 결과 고차적 사고력 중심의 평가요소는 ① 지식, ② 논리⋅분석적 사고, ③ 비판적 사고, ④ 탐구능력, ⑤ 문제해결, ⑥ 창의적 사고등 6개 범주로 구분되었으며, 여기서 지식은 탐구문제 해결 과정에 사실, 개념, 원리, 절차, 기술 등이 적절하게 사용된 정도를 의미하며, 논리⋅분석적 사고는 주어진 정보나 진술을 분석하거나, 자신의 주장 이나 생각을 타당한 근거와 함께 논리적으로 제시하였는지를 평가한다.
그 후, 각요소에 포함된 하위 요소를 명시하였고, 하위 요소를 종합하여 평가 할 수 있는 평가 기준안을 1∼4단계로 개발하였다.
여기서 전문가들은 먼저 문헌분석을 통해 도출된 요소와 1차 분석된 5∼6학년 과제 24종의 문항 및 답안을 제공받고 설명을 들었으며, 다음으로 전문가의 전문 분야를 고려하여 2인 1조의 3개 팀으로 나누고 각 팀별로 8종씩의 과제 문항에 대해 평가요소를 검토하고 분석하였으며 토의를 통해 서로 의견이 다를 경우 조정하였다. 그리고 각 조가 분석한 결과는 다른 2개 조가 돌아가며 검토함으로써 결과적으로 6명의 전문가 모두가 모든 문항에 대해 검토하는 방식으로 진행하였다. 끝으로 각 문항에 대한 분석을 토대로 최종적으로 모든 문항에서 평가하고 있는 요소들을 모아 최종 평가요소로 정리하였다.
이를 위해 먼저 문헌분석, 과제 문항 분석 및 전문가 타당화 과정을 수행하고 6개의 사고력 중심 평가요소를 도출하였으며, 다음으로 각 평가요소를 조작적으로 정의하고, 하위 요소를 명시하였으며, 이를 토대로 1∼4점 척도의 평가 기준안을 개발하였다. 그리고 타당화를 위해 두 차례에 걸친 전문가 타당화를 실시하고, 최종적으로 튜터들로 하여금 이 평가기준을 사용해 평가 루브릭을 개발하고 사용해본 뒤 의견을 제시하도록 하였다.
기본적으로 1∼4단계로 개발된 평가 기준안은 과제에 따라 세부 루브릭을 개발시 조정되었다. 그리고 평가 기준안을 적용하여 실제 평가 루브릭을 개발하고 채점하는 과정에서 제시된 사용자의 모든 의견을 모으고, 이를 수정이나 보완이 필요한 분야별로 범주화하고 정리하였다. 본 연구의 진행 절차 및 산출물은 [Figure 2]와같다.
그리고 각 조가 분석한 결과는 다른 2개 조가 돌아가며 검토함으로써 결과적으로 6명의 전문가 모두가 모든 문항에 대해 검토하는 방식으로 진행하였다. 끝으로 각 문항에 대한 분석을 토대로 최종적으로 모든 문항에서 평가하고 있는 요소들을 모아 최종 평가요소로 정리하였다.
분석에 사용된 평가문항은 현재 학생들이 온라인 교육에서 수행하고 있는 5∼6학년 과제 24종에 대한 문항과 그에 대한 답안이었다. 끝으로 전문가 타당화를 실시하여 최종 평가 요소를 선정하였다. 이 과정에는 영재 특성에 대한 이해, 과학적 지식, 평가에 대한 이해가 요구되어 교육공학 전문가 3인, 영재교육 전문가 2인, 과학교육 전문가 1인이 참여하였다.
문제해결은 문제 상황을 인식 혹은 발견하고 이를 해결하기 위한 대안을 탐색하여 문제를 합리적으로 해결하였는지를 평가한다. 끝으로 창의적 사고는 탐구능력 및 문제해결과정에서 기존의 지식과 차별화되는 학습자의 새롭고 독창적인 아이디어나 표현방식이 나타났는지를 평가한다.
셋째, 본 교육이 지향하는 교육목표 및 교육내용의 특성을 고려하여 문제기반 과학 탐구학습에서의 평가요소를 도출하였다. 다음으로, 선행연구 분석을 통해 도출한 요소와 실제 평가문항에 대한 답안을 토대로 코스를 운영하는 튜터 6인을 대상으로 각 문항에 포함된 평가요 소를 분석하도록 하였다. 분석에 사용된 평가문항은 현재 학생들이 온라인 교육에서 수행하고 있는 5∼6학년 과제 24종에 대한 문항과 그에 대한 답안이었다.
두 번째 단계는 평가 기준 개발 단계로, 최종 도출된 6개 사고력 중심 평가요소에 대한 요소별 평가기준을 개발하였다. 교육공학 전문가 3인은 6개 사고력 평가요소를 조작적으로 정의하였다.
먼저 선행연구 분석의 절차를 살펴보면 첫째, 문헌분석을 실시하여 과학 교육 분야에서의 평가요소와 관련된 국내외 논문을 검토하였다. 둘째, 과학 분야에 영재성을 보이는 학생들의 인지사고 특성과 관련된 선행 연구 결과를 분석하여 주요 특성을 종합하였다. 셋째, 본 교육이 지향하는 교육목표 및 교육내용의 특성을 고려하여 문제기반 과학 탐구학습에서의 평가요소를 도출하였다.
또한 선행연구(Park & Kang, 2012; Weisberg, 2009)에서 언급하였듯이 ‘창의성’을 얼마나 강조하느냐에 따라 탐구 및 문제해결 과정 자체에 포함된 요소로 볼 수도 있고 별개의 요소로 볼 수도 있는데, 본 평가 도구에서는 창의적 사고 계발을 강조하여 탐구능력 및 문제해결 요소와 독립된 평가요소로 포함하였다.
이 단계는 선행연구 분석, 콘텐츠의 문항 분석, 전문가 타당화의 절차로 수행되었는데 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 먼저 선행연구 분석의 절차를 살펴보면 첫째, 문헌분석을 실시하여 과학 교육 분야에서의 평가요소와 관련된 국내외 논문을 검토하였다. 둘째, 과학 분야에 영재성을 보이는 학생들의 인지사고 특성과 관련된 선행 연구 결과를 분석하여 주요 특성을 종합하였다.
분석에 사용된 평가문항은 현재 학생들이 온라인 교육에서 수행하고 있는 5∼6학년 과제 24종에 대한 문항과 그에 대한 답안이었다.
세 번째 단계는 평가기준안의 사용성 평가 단계로 개발된 평가 기준안을 적용하여 각 미션과 하위문항의 평가 루브릭을 개발하는데 가이드라인으로 활용하고 평가 기준안에 대한 사용자 의견을 수집하였다. 이를 위해 먼저 연구진과 실제 온라인 교육 과제의 채점 업무를 담당하고 있는 튜터 3인은 1, 2차 타당화를 거친 평가 기준안을 가이 드라인으로 삼고 각 과제의 평가 루브릭을 개발하였다.
여기서 전문가들은 먼저 문헌분석을 통해 도출된 요소와 1차 분석된 5∼6학년 과제 24종의 문항및 답안을 제공받고 설명을 들었으며, 다음으로 전문가의 전문 분야를 고려하여 2인 1조의 3개 팀으로 나누고 각 팀별로 8종씩의 과제 문항에 대해 평가요소를 검토하고 분석하였으며 토의를 통해 서로 의견이 다를 경우 조정하였다.
1차로 개발된 평가 기준안은 연구진에 의해 타당화 과정을 거쳤다. 연구진은 개발된 평가 기준안의 조작적 정의 및 하위 요소를 검토하였으며, 의미가 불문명하거나 하위 요소가 누락된 경우 수정 작업을 실시하였다. 그 후, 교육공학 전문가 3인, 영재교육 전문가 2인, 수학교육 전문가 1인에 의한 2차 타당화 과정이 진행되었다.
이를 위해 먼저 문헌분석, 과제 문항 분석 및 전문가 타당화 과정을 수행하고 6개의 사고력 중심 평가요소를 도출하였 으며, 다음으로 각 평가요소를 조작적으로 정의하고, 하위 요소를 명시하였으며, 이를 토대로 1∼4점 척도의 평가 기준안을 개발하였다.
세 번째 단계는 평가기준안의 사용성 평가 단계로 개발된 평가 기준안을 적용하여 각 미션과 하위문항의 평가 루브릭을 개발하는데 가이드라인으로 활용하고 평가 기준안에 대한 사용자 의견을 수집하였다. 이를 위해 먼저 연구진과 실제 온라인 교육 과제의 채점 업무를 담당하고 있는 튜터 3인은 1, 2차 타당화를 거친 평가 기준안을 가이 드라인으로 삼고 각 과제의 평가 루브릭을 개발하였다. 평가 루브릭의 개발과정은 먼저 미션별로 필요한 모든 평가요소(evaluation category)들을 확인하고, 각 요소별로 평가준거(criteria)와 채점을 위한 루브릭(scoring rubric)을 개발하고, 개발된 루브릭(scoring rubric) 으로 몇몇 학생들의 답안을 채점해보며 실제 채점이 가능한지 확인하고 수정하였다.
본 연구는 고차적 사고 및 창의적 문제해결력 계발을 위해 개발, 운영되고 있는 온라인 교육 프로그램의 과제물을 사고력 관점에서 평가할 수 있는 평가 기준안을 수립하기 위해 수행되었다. 이를 위해 본 연구는 그동안 흔히 사용되었던 동영상 강의 중심의 수업과 달리 학생들이 스스로 다양한 문제를 해결하는 탐구 과정을 경험할 수 있도록 하고, 그 과정에서 관련 지식을 활용하고 논리적, 분석적으로 자료를 구조화하고, 창의적으로 문제해결을 하도록 요구하는 방식의 문제기반 탐구학습을 제공하였다. 그리고 이들 수업에서 학습자들이 제출한 보고서를 사고력의 관점에서 성취도를 평가할 수 있는 평가 기준안을 개발하였다.
이를 위해 먼저 연구진과 실제 온라인 교육 과제의 채점 업무를 담당하고 있는 튜터 3인은 1, 2차 타당화를 거친 평가 기준안을 가이 드라인으로 삼고 각 과제의 평가 루브릭을 개발하였다. 평가 루브릭의 개발과정은 먼저 미션별로 필요한 모든 평가요소(evaluation category)들을 확인하고, 각 요소별로 평가준거(criteria)와 채점을 위한 루브릭(scoring rubric)을 개발하고, 개발된 루브릭(scoring rubric) 으로 몇몇 학생들의 답안을 채점해보며 실제 채점이 가능한지 확인하고 수정하였다. 기본적으로 1∼4단계로 개발된 평가 기준안은 과제에 따라 세부 루브릭을 개발시 조정되었다.

성능/효과

개발된 평가기준안은 위의 6개 평가요소에 대한 일반적인 평가 기준안으로서 평가내용 및 채점기준을 포함하며, 이 평가기준안을 기반으로 학생에게 실제로 제시된 과제에 대한 평가 루브릭을 개발함으로써 해당 과제에서의 학생의 구체적인 수행 수준을 평가할 수 있게 된다. 즉, [Table 2]에서 제시한 평가기준안은 일반적인 지침이며 학생이 수행하는 과제에 따라 [Table 4]와 같은 구체적인 평가 루브릭을 개발, 활용할 수 있으므로 개발된 평가기준안은 본 연구에서 활용한 프로그램 뿐 아니라 문제기반 또는 탐구기반 수⋅과학 프로그램의 학생 평가에 활용될 수 있을 것이라 기대된다.
모두 5개 범주에서 12개의 의견이 제시되었다. 그 결과 사용자들은 첫째, 평가요소가 교육의 중요한 목표인 동시에 반드시 평가하야 할 내용이라면 평가 과제 및 문항 개발 단계에서 좀 더 평가 요소를 고려할 필요가 있다는 의견과 함께 개발된 과제 및 문항에 무엇을 평가할 것인지 명시적으로 표시하는 것이 필요하다는 의견을 제시하였다. 둘째, 각 과제 및 문항에 대해 평가요소를 확인하고 결정할 때 문제해결과 탐구능력이 잘 구분되지 않는 과제가 종종 있으며, 차시별 과제의 평가요소의 평가준거를 개발할 때 같은 평가요소가 미션 수준과 하위문항 수준에 동시에 있을 때 이를 각기 따로 평가할 것인지, 아니면 한 번에 평가할 것인지에 대한 의사결정 지침이 필요하다는 의견이 제시되었다.
그리하여 최종 평가요소는 ① 지식, ② 논리⋅분석적 사고, ③ 비판적 사고, ④ 탐구능력, ⑤ 문제해결, ⑥ 창의적 사고 등 총 6개 요소로 범주화되었다.
셋째, 평가기준 및 구간의 수에 관한 의견으로는 문제가 포함하는 평가내용을 반영하여 평가준거를 설정하고 평가기준을 적용하여 평가 루브릭을 개발하다 보면 동일한 평가요소가 확인된 경우에도, 하위에 포함된 사고력 평가요소가 서로 다르고, 평가준거에 나타난 평가내용까지 달라 평정 기준 설정이 어려운 경우가 있다. 넷째, 문항유형이 어떤 평가요소에 해당하는지 확인하기 어려운 과제들이 있었다. 예를 들어, 문제 인식 혹은 문제 제기를 요구하는 문항유형, 제시된 실험을 직접 수행하거나 관련 사례를 실제 조사하는 등 학습자의 추진력과 실행력을 요구하는 문항유형 등이다.
넷째, 탐구능력을 요구하는 문항유형 Ⅳ와 문제해결을 요구하는 문항유형 Ⅴ는 대부분 모두 하위에 지식, 논리⋅분석적 사고, 비판적 사고의 평가요소를 포함하고 있는 것으로 나타났다.
넷째, 탐구능력을 요구하는 문항유형 Ⅳ와 문제해결을 요구하는 문항유형 Ⅴ는 대부분 모두 하위에 지식, 논리⋅분석적 사고, 비판적 사고의 평가요소를 포함하고 있는 것으로 나타났다. 다섯째, 창의적 사고는 많은 탐구과제나 문제해결 과제에 포함되어 있어서 유형 Ⅶ, Ⅷ의 문항에 일반적으로 포함되어 있었지만 경우에 따라서는 탐구능력 및 문제해결 요소와 관계없이 독립된 문항으로 나타났는데 이 경우 유형 Ⅵ에 해당하였다. 여섯째, 미션의 문항유형은 대부분 유형 Ⅶ, Ⅷ에 해당하지만 일부 미션은 유형 Ⅳ, Ⅴ, Ⅵ에 해당하는 경우도 있었으며, 하위 문항은 주로 유형 I, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ, Ⅵ 유형에 해당하는 것으로 나타났다.
다음으로 도출된 평가요소의 특징을 문제해결 단계에 포함된 평가 문항과 연결하여 살펴보면 첫째, 지식은 모든 유형의 문항에 대부분 요구되지만 이 코스의 평가에서 요구되는 지식은 주어진 과제의 해결 과정에 얼마나 적절하고 유창하게 게 활용되었는가를 본다는 점에서 Bloom의 분류로 볼 때 고차적 사고 기능을 평가하는 맥락에서 요구되는 지식이다. 이 때 문제해결 과정의 필요한 위치에 독립된 하위문항 으로 존재하는 경우 문항 유형 1에 해당한다.
둘째, 논리⋅분석적 사고는 탐구능력 및 문제해결 과제에 대부분 포함되어 있다는 점에서 고차적 사고력 요소 중에서는 매우 기초적이거나 필수적인 평가요소인 것으로 나타났다.
둘째, 논리적 사고와 분석적 사고는 논리⋅분석적 사고로 통합하여 처리하는 것이 개별 문항의 평가요소 측면이나 평가요소의 범주 수 측면에서도 편리한 것으로 정리하였으며 셋째, 창의적 문제해결력은 문항별 특성에 비추어 볼 때 창의적사고와 문제 해결 능력으로 구분하는 것이 편리하고 또 실제적이라고 합의하였다.
둘째, 과학 분야에 영재성을 보이는 학생들의 인지사고 특성과 관련된 선행 연구 결과를 분석하여 주요 특성을 종합하였다. 셋째, 본 교육이 지향하는 교육목표 및 교육내용의 특성을 고려하여 문제기반 과학 탐구학습에서의 평가요소를 도출하였다. 다음으로, 선행연구 분석을 통해 도출한 요소와 실제 평가문항에 대한 답안을 토대로 코스를 운영하는 튜터 6인을 대상으로 각 문항에 포함된 평가요 소를 분석하도록 하였다.
여기서 각 평가요소 간의 관계는 대체로 지식, 논리⋅분석적 사고, 비판적 사고, 탐구능력 및 문제해결의 순으로 위계적이지만, 실제 평가 상황에서 이들 평가요소간의 위계성이 항상 나타나는 것은 아니며 과제에 따라 하나의 상위요소만 독립적으로 평가될 수 있고 혹은 두세 요소가 서로 조합되어 평가될 수도 있는 것으로 나타났다.
다섯째, 창의적 사고는 많은 탐구과제나 문제해결 과제에 포함되어 있어서 유형 Ⅶ, Ⅷ의 문항에 일반적으로 포함되어 있었지만 경우에 따라서는 탐구능력 및 문제해결 요소와 관계없이 독립된 문항으로 나타났는데 이 경우 유형 Ⅵ에 해당하였다. 여섯째, 미션의 문항유형은 대부분 유형 Ⅶ, Ⅷ에 해당하지만 일부 미션은 유형 Ⅳ, Ⅴ, Ⅵ에 해당하는 경우도 있었으며, 하위 문항은 주로 유형 I, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ, Ⅵ 유형에 해당하는 것으로 나타났다. 일곱째, 탐구능력 및 문제해결과 창의적 사고 간의 관계는 대체로 지식, 논리⋅분석적 사고, 비판적 사고, 탐구능력 및 문제해결의 순으로 위계적인 형태를 보이지만, 실제의 미션과 하위 문항에서는 이들 평가요소간의 위계성이 항상 적용되는 것은 아니며 때로는 일부 상위요소만 독립적으로 혹은 두 세 요소가 조합되어 평가될 수 있는 것으로 나타났다.
일곱째, 탐구능력 및 문제해결과 창의적 사고 간의 관계는 대체로 지식, 논리⋅분석적 사고, 비판적 사고, 탐구능력 및 문제해결의 순으로 위계적인 형태를 보이지만, 실제의 미션과 하위 문항에서는 이들 평가요소간의 위계성이 항상 적용되는 것은 아니며 때로는 일부 상위요소만 독립적으로 혹은 두 세 요소가 조합되어 평가될 수 있는 것으로 나타났다.
한편 24개 차시의 평가문항의 유형은 미션 수준의 상위과제는 주로 창의적 문제해결 혹은 창의적 탐구과제의 유형이었지만 일부 미션은 문제해결, 창의적사고, 탐구능력, 비판적 사고, 논리적 사고 수준의 것도 있는 것으로 나타났으며, 하위 문항은 지식, 논리⋅분석적 사고, 비판적 사고에서부터 창의성에 이르기까지 모든 수준의 평가요소가 있는 것으로 나타났다.

후속연구

따라서 인지적 사고력 중심의 평가 준거라고 할 수 있다. 그러나 집단활동이 포함되는 학습상황의 성취도 평가준거를 개발하기 위해서는 본 연구에서 도출된 인지적 사고력 중심의 평가요소 외에 의사소통 및 리더십, 배려 등의 정의적 사고에 관한 평가요소를 도출하고 이들에 대한 평가준거를 개발하는 연구가 수행될 필요가 있다.
그 결과 사용자들은 첫째, 평가요소가 교육의 중요한 목표인 동시에 반드시 평가하야 할 내용이라면 평가 과제 및 문항 개발 단계에서 좀 더 평가 요소를 고려할 필요가 있다는 의견과 함께 개발된 과제 및 문항에 무엇을 평가할 것인지 명시적으로 표시하는 것이 필요하다는 의견을 제시하였다. 둘째, 각 과제 및 문항에 대해 평가요소를 확인하고 결정할 때 문제해결과 탐구능력이 잘 구분되지 않는 과제가 종종 있으며, 차시별 과제의 평가요소의 평가준거를 개발할 때 같은 평가요소가 미션 수준과 하위문항 수준에 동시에 있을 때 이를 각기 따로 평가할 것인지, 아니면 한 번에 평가할 것인지에 대한 의사결정 지침이 필요하다는 의견이 제시되었다. 셋째, 평가기준 및 구간의 수에 관한 의견으로는 문제가 포함하는 평가내용을 반영하여 평가준거를 설정하고 평가기준을 적용하여 평가 루브릭을 개발하다 보면 동일한 평가요소가 확인된 경우에도, 하위에 포함된 사고력 평가요소가 서로 다르고, 평가준거에 나타난 평가내용까지 달라 평정 기준 설정이 어려운 경우가 있다.
둘째, 사고력 중심의 평가체제를 구축하기 위해서는 평가요소와 평가 기준의 수립 외에 평가의 전 단계에 대한 걸친 적용방안 및 지침을 구체적으로 개발하고 제공할 필요가 있다. 이것은 고차적 사고력 중심의 평가문제를 어떻게 개발할 것인가, 평가 문제의 종류에 따라 사고력 요소를 어떻게 선정하고 평가준거를 개발할 것인가, 평가기준을 적용하여 어떻게 채점에 필요한 평가 루브릭을 개발할 것인가, 그리고 개발된 평가 루브릭을 이용하여 어떻게 채점을 하고 성취도를 보고할 것인가 등에 대한 구체적인 지침을 포함한다.
둘째, 표에 제시되어 있는 평가요소, 하위요소, 평가기준은 온라인 수업의 진행자이자 과제 평정자인 튜터가, 학생이 해결해야 하는 과제의 미션이나 평가문항에 대해 평가요소를 확인하고, 평가준거를 만들며, 채점을 위한 평가 루브릭을 개발할 때 지침으로 사용될 것이다. 이 말은 [Table 2]의 내용이 실제의 미션 및 문항에 대한 보고서를 평가하기 위한 평가 루브릭을 개발하기 위한 가이드라인으로 사용됨을 의미한다.
이를 위해서는 평가요소의 하위요소도 정의할 필요가 있으며, 하위요소에 대한 평가기준도 마련하는 방식으로 현재의 평가기준안을 보다 상세화할 필요가 있다. 또한 이들 평가기준을 적용하여 평가 루브릭을 개발할 때 필요한 가이드라인을 개발하고, 이 루브릭을 이용해 채점하고 성취결과를 보고할 때의 유의점을 등을 모두 개발하는 것도 필요하다.
이러한 온라인 과학탐구학습은 새로운 과학 교육의 가능성을 제시하고 있으며, 온라인 과학탐구학습의 장점과 효과를 높이기 위해서는 탐구의 과정과 결과에 대한 적절한 평가와 피드백이 반드시 수반되어야 한다. 본 연구를 통해 개발된 평가준거를 통해 온라인 과학탐구 과정에서 제시된 과제 수행 시 요구되는 사고기능을 확인함으로써 지식의 학습과 함께 학습자의 사고기능 수준을 평가할 수 있을 것이다.
셋째, 차시별로 해결해야 미션에 하위 문항이 여러 개 포함되어 있는 경우의 평가 루브릭을 개발할 때는 각각의 하위 문항이 요구하는 평가요소와 차시별 미션 전체에 필요한 평가요소를 모두 확인하고, 이들이 모두 포함된 평가 루브릭을 작성할 필요가 있다. 그래야 미션이 요구하는 모든 사고력 즉, 미션의 하위문항이 요구하는 사고력 요소와 하위문항 간 관계를 종합적으로 검토할 때 평가할 수 있는 사고력을 동시에 평가할 수 있기 때문이다.
즉, [Table 2]에서 제시한 평가기준안은 일반적인 지침이며 학생이 수행하는 과제에 따라 [Table 4]와 같은 구체적인 평가 루브 릭을 개발, 활용할 수 있으므로 개발된 평가기준안은 본 연구에서 활용한 프로그램 뿐 아니라 문제기반 또는 탐구기반 수⋅과학 프로그 램의 학생 평가에 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	고차적 사고력을 향상시키기 위해서는 어떤 경험을 할 수 있어야 하는가?	고차적 사고력은 합리적으로 문제를 해결하는 데 필요한 사고력으로, 문제인식 및 문제해결에 필요한 인지적 처리 및 사고 활동을 말하며, 따라서 고차적 사고력을 향상시키기 위해서는 문제해결 중심의 탐구 학습 기회를 제공하여 특히 주어진 사실이나 지식을 응용 또는 적용하는 일반적 문제해결을 넘어 새로운 아이디어를 창출하는 경험을 할 수 있어야 한다(Shin et al., 2013).
	고차적 사고력이란?	이와 같이 새롭게 강조되고 있는 역량의 핵심적인 특징은 문제해결이라고 할 수 있으며, 따라서 문제해결과 관련된 고차적 사고력(higher order thinking skills)의 계발을 전교과에서 중요한 교육 목표로 삼고 있다. 고차적 사고력은 합리적으로 문제를 해결하는 데 필요한 사고력으로, 문제인식 및 문제해결에 필요한 인지적 처리 및 사고 활동을 말하는데(Shin, et al., 2013), 복잡한 문제의 해결을 위해서는 정보의 분석 및 통합, 논리⋅비판적, 창의적 문제해결력 등과 같이 다양한 사고력이 요구된다(Kim, 2002).
	과학적 사고력, 창의적 문제해결력 등 과학 영역에서 학습자의 고차적 사고력을 평가하기 위한 평가도구에는 무엇이 개발되어왔는가?	이에 과학적 사고력, 창의적 문제해결력 등 과학 영역에서 학습자의 고차적 사고력을 평가하기 위한 평가도구 개발이 다양하게 시도되어 왔다(Kim & Kim, 2012; Lee & Jeong, 2013; Lee & Kim, 2010; Park & Kang, 2012; Song, Kil, & Shim, 2015). 먼저 Lee & Jeong(2013)은 과학 글쓰기에 기반한 과학적 사고력 평가도구를 개발 하였는데, 이들은 과학적 사고력을 Son(2006)의 정의에 따라 과학에 관련된 문제 해결과 의사 결정에 필요한 능력으로 보고, 그 하위 영역을 귀납적 사고력, 연역적 사고력, 비판적 사고력, 창의적 사고력으로 도출한 후 각 범주에 대한 평가 기준을 개발하였다. 또한 Park & Kang(2012)은 과학에서 창의적 문제해결 능력을 측정하기 위해 창의적 문제해결을 자연 현상에서 나타나는 문제를 과학 탐구 과정에 따라 새롭고 적절하게 해결하는 것으로 정의하고 이에 필요한 사고력으로 창의적 사고와 비판적 사고를 도출하였다.

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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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