[논문]과학적 의사소통 능력 향상을 위한 과정중심평가 개발 및 적용

전성수

doi:10.15267/keses.2019.38.1.16

과학적 의사소통 능력 향상을 위한 과정중심평가 개발 및 적용
The Development and Application of Process-focused Assessment for Improving Scientific Communication Skills 원문보기

초등과학교육 = Journal of Korean elementary science education, v.38 no.1, 2019년, pp.16 - 30

Abstract ▼ AI-Helper

This study aimed to develop and apply the process-focused assessment, and verify the assessment's effectiveness for improving scientific communication skills in elementary science learning. To achieve the aims of this study, the unit "Action of Electricity" in elementary science text book for 5-6th students was selected, and then 13 process-focused assessments were developed to improve scientific communication skills. 119 elementary school students in 6th grade participated in this research. it was performed to compare between 60 students on the general assessment and 59 students on the process-focused assessment in the results of achievement levels on scientific concept and scientific communication skills. The results were as follows: First, this study showed that process-focused assessment had higher educational effectiveness in specific area of scientific communication skills than the general assessment. Second, the process-focused assessment can help to form students' scientific concepts as the general assessment. Furthermore, the process-focused assessment group was more effective at reducing the non-scientific concept than the general assessment.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1. Development process of process-focused assessment of unit ‘(10) Action of Electricity’ in 2009 revised curriculum.
표 Table 1. Science concepts of unit ‘(10) Action of Electricity’ in 2009 revised curriculum
표 Table 2. Test of scientific communication skills (Jeon, 2013)
표 Table 3. Types and forms of scientific communication skills
그림 Fig. 2. Progression of pre-test and post-test on the scientific communication skill and concept acquisition of the process-focused assessment.
표 Table 4. Subjects of science textbook in unit ‘(10) Action of Electricity’ based on 2009 revised curriculum achievement standards
표 Table 5. Teaching-learning models and process-focused assessment lists based on main learning concepts and activities of unit ‘(10) Action of Electricity’
표 Table 6. Types and forms of scientific communication skills related to contents of process-focused assessment
표 Table 6. Continued
그림 Fig. 3. A schematic diagram of science lessons and process-focused assessments on ‘What happens to compass needles around current-carrying wires?’.
표 Table 7. The result of comparison between test types and types of scientific communication skills in t-test
그림 Fig. 4. An example of process-focused assessment to develop ‘Explanation’ skills in scientific communication skills.
그림 Fig. 5. An example of process-focused assessment to develop ‘Ground’ skills in scientific communication skills.
그림 Fig. 7. An example of process-focused assessment to develop ‘Figure’ skills in scientific communication skills.
그림 Fig. 6. An example of process-focused assessment to develop ‘Letter’ skills in scientific communication skills.
표 Table 8. The result of comparison between test types and forms of scientific communication skills in t-test
표 Table 9. The result of comparison between pre-test and pro-test in science concept acquisition based on test types in t-test

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 이 연구는 과학과 교육과정이 실제 발현되는 과학교과 수업에서 사용될 평가로써, 과학적 의사소통 능력이 고려된 다양한 교수․학습 방법에 적용이 가능한 과정중심평가를 개발하고자 한다. 그리고 개발된 과정중심평가가 일반적인 평가에 대비하여 과학개념과 과학적 의사소통 능력 함양에 어떤 효과성이 있는지 연구하고자 한다.
따라서 이 연구는 과학과 교육과정이 실제 발현되는 과학교과 수업에서 사용될 평가로써, 과학적 의사소통 능력이 고려된 다양한 교수․학습 방법에 적용이 가능한 과정중심평가를 개발하고자 한다. 그리고 개발된 과정중심평가가 일반적인 평가에 대비하여 과학개념과 과학적 의사소통 능력 함양에 어떤 효과성이 있는지 연구하고자 한다.
이러한 상황에서 한 명의 교사가 수업에 참여한 모든 학생들의 탐구과정을 평가하고, 피드백을 서로 교환하기에는 시공간적 제약이 큰 걸림돌이 된다. 따라서 이 연구에서는 이러한 제약을 극복할 수 있는 aTST(at The Same Time) 과정중심평가를 개발하여 동시다발적으로 학생참여를 통한 과정중심평가가 이루어지도록 하였다.
이 연구는 2009 개정 교육과정에 따른 과학과 교육과정 중에서 초등학교 5~6학년군 과학 ‘(10) 전기의 작용’ 영역에 대한 과정중심평가를 개발하고 실제 과학 수업에 적용하여 개발된 평가도구의 개념 이해 및 역량 함양에 대한 효용성을 알아보는데 그 목적이 있다.
이 연구는 2009 개정 교육과정의 ‘(10) 전기의 작용’ 영역의 학습내용성취기준을 바탕으로 개발된 과정중심평가이다.
이 연구는 초등학교 5~6학년군 과학 ‘(10) 전기의 작용’ 단원을 대상으로 과학적 의사소통 능력 향상을 위한 과정중심평가를 개발․적용하고, 그 효과를 알아보는 데 목적이 있다.

제안 방법

과정중심평가 적용을 통한 과학적 개념 획득 정도와 과학적 의사소통 능력 신장에 대한 효과성을 검증하기 위해 전기의 작용 단원을 학습하게 될 초등학교 6학년 119명을 연구대상으로 선정하였다. 119명 중 60명은 2009 개정 교육과정의 교과용 도서에서 제시된 수업과 평가를 최대한 수용적으로 실시하였으며, 나머지 59명은 본 연구에서 개발한 과정중심평가와 그에 따라 재구성된 수업을 적용하였다.
개발된 과정중심평가의 개념 학습과 역량 함양에 대한 효과성을 검증하기 위해 ‘전기의 이용’ 영역에 대한 과학 개념은 체크리스트를 활용한 반구 조화된 면담으로, 학습자의 과학적 의사소통 능력 정도는 검사 도구를 통해 수집하였다.
따라서 과정중심평가의 효과성을 검증하기 위해 교육과정의 학습내용성취기준에 따른 과학적 개념과 비과학적 개념의 획득 정도를 수집하였다. 과정중심평가와 일반평가를 투입하기 전과 투입 2주 후에 Table 1의 내용의 체크리스트를 바탕으로 상담자와 반구조화된 1:1 면담을 실시하였다. 과학적 개념은 정확하게 개념의 의미를 알고 답하는 경우는 2점, 개념의 의미는 알고 있지만 그 이해와 설명이 부족하다고 판단되면 1점, 전혀 개념을 모르는 경우는 0점으로 처리하였다.
과학 개념은 Table 1에서처럼 2009 개정 과학과 교육과정의 ‘전기의 이용’ 학습내용성취기준에 제시된 개념을 추출하여 목록화하고, 이를 평가 시행 전과 후에 각각의 연구대상을 개별 면담하여 자료를 수집하였다.
과학적 의사소통 능력 정도는 Table 2에서처럼 과학적 의사소통 능력을 크게 의사소통의 유형과 형태로 구분하고, 24개의 지필 문항으로 구성된 과학적 의사소통 능력 검사도구(전성수, 2013)를 이용하여 자료를 수집하였다.
이 연구는 2009 개정 교육과정의 ‘(10) 전기의 작용’ 영역의 학습내용성취기준을 바탕으로 개발된 과정중심평가이다. 따라서 과정중심평가의 효과성을 검증하기 위해 교육과정의 학습내용성취기준에 따른 과학적 개념과 비과학적 개념의 획득 정도를 수집하였다. 과정중심평가와 일반평가를 투입하기 전과 투입 2주 후에 Table 1의 내용의 체크리스트를 바탕으로 상담자와 반구조화된 1:1 면담을 실시하였다.
이 연구는 2009 개정 교육과정에 따른 과학과 교육과정 중에서 초등학교 5~6학년군 과학 ‘(10) 전기의 작용’ 영역에 대한 과정중심평가를 개발하고 실제 과학 수업에 적용하여 개발된 평가도구의 개념 이해 및 역량 함양에 대한 효용성을 알아보는데 그 목적이 있다. 따라서 총 12차시로 이루어진 교과용 도서의 전기의 작용 단원을 10개의 수업 모듈로 재구성하여 각각의 과학적 의사소통 능력 함양을 위한 과정중심의 평가도구를 개발하고, 교과용 도서에서 제시한 일반적인 평가와 전자기 개념 이해와 과학적 의사소통 능력 측면에서의 성취도를 사전과 사후의 비교 결과를 통해 분석하였다.
셋째, 과정중심평가를 통해 얻어진 결과는 학생들의 학습을 돕기 위해 즉각적이고 실제적인 피드백이 가능하도록 개발하여 평가 대상인 현재 학습상태의 학생에게 더 많은 혜택이 직접적으로 돌아갈 수 있도록 하여야 한다 (Swaffield, 2011). 마지막으로 과정중심평가가 수업과 평가의 연계를 강조하여 학습과정에서의 결과가 교수․학습 활동에 영향을 주어 수업을 보다 구체화하고 입체화하는데 기여할 수 있도록 개발 기준을 선정하였다.
일반 평가 적용 집단은 교과용 도서에서 제시된 수업 과정과 평가를 재구성 없이 그대로 시행하고, 과정중심평가가 투입되는 그룹은 기존의 교육과정을 재구성한 10개의 수업 모듈과 본 연구에서 개발된 과정중심평가가 이루어졌다. 수업과 평가 처치가 완료된 2주 후에 사전 검사와 동일한 방식으로 사후 검사를 실시하여 자료를 수집하고, 그 결과를 사전 검사와 비교하였다.
이 연구는 평가 수행을 기준으로 크게 사전 검사, 일반 평가 및 과정중심평가 투입, 사후 검사로 3단계로 이루어진다. 사전 검사 단계에서는 수업과 평가가 이루어지기 전에 ‘전기의 작용’ 영역의 개념들에 대한 학습자의 개념 이해 정도와 과학적 의사소통능력 정도를 미리 수집하였다.
이 연구에서는 2009 개정 교육과정의 5~6학년군 ‘(10) 전기의 작용’ 영역을 주제로 과정중심평가를 개발하여 적용하였다.
이 연구에서는 과정중심평가를 통한 과학적 의사소통의 ‘글’, ‘수’, ‘표’, ‘그림’의 형태적 능력 중에서 Table 8의 결과와 같이 ‘글’과 ‘그림’ 능력을 향상시켰다.
이 연구에서는 과정중심평가의 적용이 현장 과학수업에서 쉽게 적용될 수 있도록 Table 6에서처럼 교과용도서의 구성과 각 차시별 학습목표는 그대로 유지한 채로 교수․학습모형과 학습전략, 탐구활동 유형에 변화를 주어 과정중심평가를 개발하였다.
이 연구에서는 과학적 의사소통 능력을 함양하기 위한 과정중심평가를 개발하기 위해 12차시로 구성된 기존의 ‘전기의 작용’ 단원을 10개의 수업 모듈로 재구성하였으며, 각각의 모듈별로 과정중심평가를 개발하고, 과정중심 평가의 운영에 알맞은 교수․학습 과정안, 학생 활동지와 교수․학습자료를 개발하여 적용하였다.
교수․학습모형은 경험학습, 발견학습, 순환학습, 개념변화학습, 탐구학습, STS와 같이 과학교육에서 일반적으로 사용하는 모형 이외에도 융합탐구모형, 공감중심모형 등과 같이 다양한 교수․학습모형을 적용하였다. 이는 국가수준의 교육과정 성취기준을 달성하기 위해 교사들이 다양한 교수․학습모형과 학습전략 및 탐구활동 유형 등을 재구성하여 활용하고 있다는 전제를 둔 것으로 10 개의 수업 모듈에 모두 다른 교수․학습모형과 학습전략, 탐구활동 유형을 적용하여 과정중심평가를 개발하였다.
그리고 수업과 평가를 처치하는 단계에서는 2개의 그룹으로 나누어 일반 평가 적용 집단과 과정중심평가를 적용하는 집단으로 구분하였다. 일반 평가 적용 집단은 교과용 도서에서 제시된 수업 과정과 평가를 재구성 없이 그대로 시행하고, 과정중심평가가 투입되는 그룹은 기존의 교육과정을 재구성한 10개의 수업 모듈과 본 연구에서 개발된 과정중심평가가 이루어졌다. 수업과 평가 처치가 완료된 2주 후에 사전 검사와 동일한 방식으로 사후 검사를 실시하여 자료를 수집하고, 그 결과를 사전 검사와 비교하였다.
과학 개념은 Table 1에서처럼 2009 개정 과학과 교육과정의 ‘전기의 이용’ 학습내용성취기준에 제시된 개념을 추출하여 목록화하고, 이를 평가 시행 전과 후에 각각의 연구대상을 개별 면담하여 자료를 수집하였다. 총 12개의 개방형 질문에 대한 학습자의 답변을 체크리스트에 기록하고, 면담 후에 이 자료를 과학적 개념과 비과학적 개념으로 분류하여 처리 하였다.

대상 데이터

3. 연구과정

과정중심평가 적용을 통한 과학적 개념 획득 정도와 과학적 의사소통 능력 신장에 대한 효과성을 검증하기 위해 전기의 작용 단원을 학습하게 될 초등학교 6학년 119명을 연구대상으로 선정하였다. 119명 중 60명은 2009 개정 교육과정의 교과용 도서에서 제시된 수업과 평가를 최대한 수용적으로 실시하였으며, 나머지 59명은 본 연구에서 개발한 과정중심평가와 그에 따라 재구성된 수업을 적용하였다.

데이터처리

연구대상의 개념획득 정도 변화를 사전과 사후 검사의 점수의 t-검정 방법으로 분석하였으며, 그 결과는 Table 9와 같다. 과정중심평가를 적용한 집단은 과학적 개념의 경우에서 평가 투입 이후에 보다 많은 과학적 개념을 획득하였으며, 비과학적 개념도 통계적으로 유의미하게 줄어들었음을 알 수 있다.

이론/모형

과학적 의사소통 유형은 Braaten and Windschitl (2011)이 설명 유형을 what, how, why로 구분을 바탕으로 what과 how에 해당하는 부분을 서술로, why에 해당하는 부분을 설명으로 분류하였다. 의사소통 형태는 과학적 의사소통을 교육과정에 반영하고 있는 10여 개의 나라와 주들의 교육과정에서 제시된 의사소통 형태를 크게 글, 수, 표, 그림으로 재분류하였으며, 각각의 하위 영역을 포함한 그 내용은 Table 3과 같다.
교수․학습모형은 경험학습, 발견학습, 순환학습, 개념변화학습, 탐구학습, STS와 같이 과학교육에서 일반적으로 사용하는 모형 이외에도 융합탐구모형, 공감중심모형 등과 같이 다양한 교수․학습모형을 적용하였다. 이는 국가수준의 교육과정 성취기준을 달성하기 위해 교사들이 다양한 교수․학습모형과 학습전략 및 탐구활동 유형 등을 재구성하여 활용하고 있다는 전제를 둔 것으로 10 개의 수업 모듈에 모두 다른 교수․학습모형과 학습전략, 탐구활동 유형을 적용하여 과정중심평가를 개발하였다.

성능/효과

과정중심평가 적용 집단은 과학적 설명형의 ‘서술’과 과학적 주장형의 ‘근거’ 능력에서 과정중심평가의 효과가 나타났다.
03%의 비과학적 개념이 줄어드는 결과가 나타났다. 과정중심평가나 그에 해당하는 수업이 일반적인 과학 수업과 평가처럼 학습자들이 과학적 개념을 얻는데 큰 무리가 없었을 뿐만 아니라, 오히려 학습자들의 비과학적인 개념을 줄이는 데 더욱 효과적이라는 결론을 내릴 수 있다. 이는 학습자 참여중심의 과학수업에 맥락을 같이 하는 과정중심평가의 시행에 대한 근거로서 역할을 할 수 있다.
연구대상의 개념획득 정도 변화를 사전과 사후 검사의 점수의 t-검정 방법으로 분석하였으며, 그 결과는 Table 9와 같다. 과정중심평가를 적용한 집단은 과학적 개념의 경우에서 평가 투입 이후에 보다 많은 과학적 개념을 획득하였으며, 비과학적 개념도 통계적으로 유의미하게 줄어들었음을 알 수 있다. 일반적인 평가를 적용한 집단의 경우에는 과학적 개념이 증가하였으나, 비과학적 개념의 획득 경우에도 다소 비과학적 개념이 줄어들기는 하였지만 통계적인 차이는 나타나지 않았다.
둘째, 수업이나 학습 과정 내에서 동시적으로 수행되는 과정중심평가는 학습 완료 후에 일반적으로 적용되는 평가에 비해 과학적 개념을 획득하는 데에는 비효율적이라는 지적이 있었다. 하지만 과학적 개념의 획득 정도를 평가 처치의 사전과 사후를 비교한 결과에 따르면 과정중심평가는 17.
이 연구에서 개발된 과정중심평가는 과학적 의사소통능력의 설명형과 주장형 모두에게 긍정적인 영향을 주고 있었으며, 특히 과학적 설명형의 서술과 과학적 주장형의 근거 능력에 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 연구결과에 따르면 과정중심평가를 시행한 후는 전과 비교하여 과학적 설명형의 서술 능력은 약 9.56%, 과학적 주장형의 근거 능력은 약 9.34% 향상되었다. 따라서 과정중심평가의 개발단계에서 과학적 의사 소통능력의 수준과 영역을 구체적으로 설정하여 개발한다면 학습자의 특정 능력을 보완하거나 개선할 수 있는 맞춤형 과정중심평가도구로서의 개발이 가능할 것으로 보인다.
첫째, 과정중심평가는 개념평가뿐만 아니라, 교과 역량을 신장하는데 도움이 되는 평가 방법으로서의 역할이 충분히 가능하다. 이 연구에서 개발된 과정중심평가는 과학적 의사소통능력의 설명형과 주장형 모두에게 긍정적인 영향을 주고 있었으며, 특히 과학적 설명형의 서술과 과학적 주장형의 근거 능력에 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 연구결과에 따르면 과정중심평가를 시행한 후는 전과 비교하여 과학적 설명형의 서술 능력은 약 9.
52%)은 일반 평가보다 더욱 컸다. 주목할 점은 비과학적 개념은 일반평가 처치의 사전과 사후의 차이가 없었으나, 과정중심평가를 통해서는 사전보다 사후에 36.03%의 비과학적 개념이 줄어드는 결과가 나타났다. 과정중심평가나 그에 해당하는 수업이 일반적인 과학 수업과 평가처럼 학습자들이 과학적 개념을 얻는데 큰 무리가 없었을 뿐만 아니라, 오히려 학습자들의 비과학적인 개념을 줄이는 데 더욱 효과적이라는 결론을 내릴 수 있다.
첫째, 과정중심평가는 개념평가뿐만 아니라, 교과 역량을 신장하는데 도움이 되는 평가 방법으로서의 역할이 충분히 가능하다. 이 연구에서 개발된 과정중심평가는 과학적 의사소통능력의 설명형과 주장형 모두에게 긍정적인 영향을 주고 있었으며, 특히 과학적 설명형의 서술과 과학적 주장형의 근거 능력에 더욱 효과적인 것으로 나타났다.
둘째, 수업이나 학습 과정 내에서 동시적으로 수행되는 과정중심평가는 학습 완료 후에 일반적으로 적용되는 평가에 비해 과학적 개념을 획득하는 데에는 비효율적이라는 지적이 있었다. 하지만 과학적 개념의 획득 정도를 평가 처치의 사전과 사후를 비교한 결과에 따르면 과정중심평가는 17.18% 증가한 일반 평가와 마찬가지로 과학적 개념이 통계적으로 유의미하게 증가한 결과를 나타내었으며, 그 증가의 폭(24.52%)은 일반 평가보다 더욱 컸다. 주목할 점은 비과학적 개념은 일반평가 처치의 사전과 사후의 차이가 없었으나, 과정중심평가를 통해서는 사전보다 사후에 36.

후속연구

이 연구는 전기와 자기에 대한 초등학생들의 학습 수준으로 과정중심평가가 개발되었기 때문에, 이 연구의 결과가 과정중심평가의 일반적인 특징이라고 판단하기에는 이르다. 그리고 과정중심평가의 교육적 가치와 효용성을 제공할 충분한 근거를 확보하기 위해 과정중심평가와 일반적인 평가와의 과학적 개념과 과학적 의사소통능력 비교 이외에도 과학과 교과역량과 교육적 목표와 관련된 다양한 측면에서의 과정중심평가의 효과성 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
34% 향상되었다. 따라서 과정중심평가의 개발단계에서 과학적 의사 소통능력의 수준과 영역을 구체적으로 설정하여 개발한다면 학습자의 특정 능력을 보완하거나 개선할 수 있는 맞춤형 과정중심평가도구로서의 개발이 가능할 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	과정중심평가의 구조는?	과정중심평가는 기존의 평가보다 교수․학습활 동을 극대화하기 위하여 정보 수집을 위한 도구 및 과정으로서의 평가로서 학습전략 및 교수법 교정과 더불어 교수․학습활동과 평가가 연계될 수 있는 순환적 구조를 가진다. 기존의 평가가 학습에 대한 평가로서 결과를 중시하였다면, 과정중심평가는 학습을 위한 평가, 학습으로서의 평가로 그 과정을 중요시 여긴다.
	과학적 의사소통 능력에서 '서술'능력이 의미하는 것은?	일반적인 평가를 실시한 집단의 경우에는 모든 과학적 의사소통 능력에서 통계적으로 유의미한 변화가 없었다. 과학적 의사소통 능력에서의 ‘서술’ 능력은 자료에서 얻은 패턴이나 경향을 어떤 비관찰과 이론적 요소와 연결 없이 기술하고 묘사하여 재진술한 것을 의미한다(Braaten & Windschitl, 2011). 본 연구에서 개발된 Fig.
	‘만장일치’와 ‘내재가치’ 과정중심평가가 학생에게 주는 효과는?	4의 ‘만장일치’와 ‘내재가치’ 과정중심평가는 자신이 관찰한 사실이나 자신의 의견을 다른 친구들에게 표현하고 서로의 생각을 공유하거나 평가하는 과정을 거친다. 이를 통해 내용에 대한 재진술이 반복적으로 이루어지게 되기 때문에 ‘서술’ 능력의 향상했다는 결과가 나타난 것으로 보인다. Fig.

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Swaffield, S. (2011). Getting to the heart of authentic assessment for Learning. Assessment in Education: Principles, Policy & Practice, 18(4), 433-449.

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Van den Heuvel-Panhuizen, M. (1994). Improvement of (didactical) assessment by improvement of problem: An attempt with respect to percentage. Educational Studies in Mathematics, 27(4), 341-372.

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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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