[논문]중등과학영재 학생의 탐구 사고력 향상을 위한 R & E 프로그램의 개발과 효과

손준호; 노자헌; 조재형; 송진여; 정지현; 김종희

doi:10.15523/jksese.2019.12.1.94

중등과학영재 학생의 탐구 사고력 향상을 위한 R & E 프로그램의 개발과 효과
Development and Effects of R & E Program for Improving the Science Process Skills of Middle Gifted Science Students 원문보기

대한지구과학교육학회지 = Journal of the Korean society of earth science education, v.12 no.1, 2019년, pp.94 - 108

손준호 (문산초등학교) , 노자헌 (전남대학교) , 조재형 (전남대학교) , 송진여 (신창초등학교) , 정지현 (성덕초등학교) , 김종희 (전남대학교)

초록
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이 연구는 과학영재 학생의 탐구 사고력 향상을 위해 안내된 R & E 프로그램을 개발하여 그 효과를 확인하고자 하였다. 우선 교사중심에서 학생 중심으로 3단계의 과정을 거쳐 R & E를 수행할 수 있도록 하는 안내된 R & E 수업 모형을 개발하였고, 5단계 절차에 맞는 안내된 R & E 프로그램을 개발하여 중학교 과학 영재 학생 38명을 대상으로 수업을 진행하였다. 그 결과, '가설 설정 > 변인 추출 > 탐구문제 도출 > 결론 도출 > 실험 설계 > 일반화 > 평가 > 자료 해석 > 자료 변환' 순으로 높은 평균 점수를 나타냈다. 세부적으로는 9개 평가 요소 중 '탐구문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 결론 도출'은 높은 수준을, '실험 설계'는 평균 수준을, '자료 해석, 일반화, 평가'는 낮은 수준을, '자료 변환'은 매우 낮은 수준을 나타냈다. 이번 연구를 계기로 안내된 R & E 프로그램이 탐구 과정별 요소를 잘 반영하여 과학영재 학생의 종합적 사고력과 창의적 문제해결력 향상에 도움이 되길 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to develop the guided R & E program to improve science process skills of the science gifted students. First of all, we developed a guided R & E instructional models that enables students to conduct R & E through the third process from teacher-centered to student-centered, and developed guided R & E programs in accordance with the five-step process. As a result, it showed high average scores in the order of 'Hypothesis setting > Variable extraction > Derivation of inquiry problem > Conclusion derivation > Experimental design > Generalization > Evaluation > Data analysis > Data conversion'. In detail, among the nine evaluation factors, 'Derivation of inquiry problem, Variable extraction, Hypothesis setting, and Conclusion derivation' are at a high level, 'Experimental design' is at an average level, 'Data interpretation, Generalization, and Evaluation' were low level and 'Data conversion' was very low level. We hope that the guided R & E program reflected the elements of inquiry process will help students to improve their thinking ability and creative problem solving ability.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. Procedure of the study
표 Table 1. The results of self-directed learning attitude
그림 Fig. 2. Guided R & E process model
표 Table 2. The construction of science process skills
그림 Fig. 3. Contents of the development program related to ‘Exploring and Topic selection’
그림 Fig. 4. Contents of the development program related to ‘Designing and Conducting experiments’
그림 Fig. 5. Contents of the development program related to ‘Making reports’
그림 Fig. 6. Products of science gifted students’ inquiry reports
그림 Fig. 7. Histograms of science process skills by evaluation elements
표 Table 3. Mean and standard deviation of science process skills by evaluation elements

AI 본문요약
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문제 정의

그러므로 이 연구에서는 과학영재 학생의 탐구 사고력을 향상하기 위해 개발한 안내된 R & E 프로그램을 ‘처음부터 개방적인 탐구 활동으로 안내하기보다는 과학적 탐구 절차와 단계별 과정에 대한 이해를 충분히 경험하도록 하는 의도적인 교육 프로그램’으로 정의함으로써 R & E 지도방법에 대한 개선을 강조하고자 한다.
따라서 이 연구에서는 과학영재 학생이 R & E를 수행할 때 도움이 될 수 있도록 안내된 R & E 수업 모형과 프로그램을 개발하여 실제 적용해 봄으로써 그들의 탐구 사고력에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 한다.
특히 변인 통제에 좀 더 많은 비중을 두었는데, 이는 실험 설계에서 매우 중요한 기초가 되기 때문이다. 실험에 영향을 줄 수 있는 변인을 모두 찾고, 그것들이 어떻게 영향을 주고 이를 어떻게 통제하는 것이 좋을지를 모둠별로 충분히 토의하도록 하였다. 교사가 준비해 놓은 실험 준비물을 활용해 구체적인 실험 장치를 그림으로 그려보고, 실험 과정을 글로 작성하되, 통제 변인을 일정하게 유지하는 실험 방법과 각 물리량을 측정할 수 있는 구체적인 방법을 기술하도록 하였다.
이 연구는 과학영재 학생의 탐구 사고력 향상을 위해 안내된 R & E 프로그램을 개발하여 그 효과를 확인하고자 하였다.
이 연구에서는 중등과학영재 학생의 탐구 사고력 향상을 위해 안내된 R & E 수행과정 모형과 프로그램을 개발하여 그 효과를 분석하였는데 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
이에 이 연구에서는 변인 통제의 의미를 잘 이해하고 이들과의 관계를 고려하여 올바른 과학적 가설을 설정할 수 있도록 도움을 주기 위해 안내된 R & E 프로그램을 구성함으로써 여러 과정을 통해 많은 피드백과 경험을 제공하였기에 탐구 사고력 평가 요소 중 가장 높은 평균 점수를 보였다.
태양계 천체의 물리량 분포에 대한 호기심을 불러일으킨 후, 태양에서 방출되는 빛에너지와 행성 표면온도와의 관계를 생각한다. 행성 표면온도에 영향을 주는 변인을 논의하고 실험을 통해서 확인이 가능한 내용을 찾아 연구문제를 작성해 봄으로써 연구주제를 정해보는 활동을 한다. 연구문제 작성 후, 변인 통제와 관련된 이해를 돕는 설명을 한후, 모둠원과 가설을 작성하고 상호 발표를 통해 피드 백을 하도록 구성하였다.

제안 방법

D 지역과 H 지역 교육청 영재학급은 선발 당시, 전남 지역의 과학영재 학생 선발 규정에 따라 선발되었기에 일정 수준의 자격을 갖추었다고 연구진은 생각하였지만, R & E 수행을 위해서는 무엇보다도 자기주도적 학습 능력이 중요하다고 판단하여 이와 관련된 사전 검사를 실시하였다.
과학교육 전문가 1명, 지구과학교육 박사 2명, 지구과학교육 박사과정 2명, 지구과학교육 석사 1명과 함께 수차례 논의를 통해 프로그램을 수정․보완하였으며, 안내된 R & E 프로그램을 예비 적용한 후 매주 1~2시간씩 논의과정을 통해 각 절차와 진행 과정 및 프로그램의 문제점을 찾아 최적의 프로그램을 개발하려고 노력하였다.
실험에 영향을 줄 수 있는 변인을 모두 찾고, 그것들이 어떻게 영향을 주고 이를 어떻게 통제하는 것이 좋을지를 모둠별로 충분히 토의하도록 하였다. 교사가 준비해 놓은 실험 준비물을 활용해 구체적인 실험 장치를 그림으로 그려보고, 실험 과정을 글로 작성하되, 통제 변인을 일정하게 유지하는 실험 방법과 각 물리량을 측정할 수 있는 구체적인 방법을 기술하도록 하였다. 그런 후 과학적 의사소통을 거쳐 완성된 실험 계획에 따라 실험을 수행하여 자료를 수집하고 자료를 변환해 해석하여 결론에 도출하도록 피드백을 하였다.
탐구문제를 발견하는 능력은 단순히 문제를 찾아내는 것이 아니라 자신의 모든 자원을 활용함으로써 어떤 상황에서 문제 형성과 해결 가능성에 대한 종합적인 평가를 포함하는 복잡성과 다양성이 존재하는 고등사고능력이다. 그래서 이 연구에서는 스스로 탐구문제를 도출할 수 있도록 프로그램을 구성하였다.
보고서 작성에는 특별한 양식이 존재하는 것은 아니지만, 교육의 목적에서 본다면 보고서에 꼭 포함해야 할 내용을 이해하는 것은 매우 중요한 학습과 정이라고 생각한다. 그래서 일반적인 보고서 작성 방법을 소개하되, 다양한 보고서 양식을 사례로 제시하여 자신만의 보고서를 작성하도록 하였다.
교사가 준비해 놓은 실험 준비물을 활용해 구체적인 실험 장치를 그림으로 그려보고, 실험 과정을 글로 작성하되, 통제 변인을 일정하게 유지하는 실험 방법과 각 물리량을 측정할 수 있는 구체적인 방법을 기술하도록 하였다. 그런 후 과학적 의사소통을 거쳐 완성된 실험 계획에 따라 실험을 수행하여 자료를 수집하고 자료를 변환해 해석하여 결론에 도출하도록 피드백을 하였다. 특히 결과 해석 시 과학적 오류 여부를 함께 논의하고 추가 실험이 있는지 확인할 수 있게 프로그램을 구성하였다.
둘째, R & E 수업 모형에서 강조한 ‘탐색 및 주제 선정-배경 지식 이해-실험 설계 및 수행-보고서 작성-발표 및 논의’의 5단계 과정에 맞게 R & E 프로그램을 개발하여 중학교 2개 영재학급 총 38명의 학생에게 적용하였다.
따라서 이 연구에서는 R & E 수행과정의 단계를 참고하되, 학생들이 실제 R & E를 수행하는데 도움이 될 수 있도록 탐구수행 주도권의 점진적 이양을 강조한 안내된 R & E 수행과정 모형을 Fig.2와 같이 개발하였다.
이 방법은 가외 변수에 대한 통제가 없고 내적 타당도에 대한 문제가 있어 나타난 결과가 실험 처치 효과 때문이라고 주장하기 어려운 단점이 있지만, 현장에서 연구문제를 찾거나 아이디어를 발전시키기 위한 기초자료를 수립하기 위한 연구로 사용할 때에는 효과적으로 활용될 수 있다(김아영 외, 2016). 따라서 이 연구에서는 결과 값에 대한 기술통계량을 활용하되, 각 평가 요소별로 기술통계 결과 값을 척도화하여각 요소가 의미가 있는지를 선행연구와 비교하여 질적으로 분석하였다.
먼저 R & E 수업을 진행하는 방법을 개선하기 위해 관련 수업 모형을 여러 문헌을 통해 비교, 분석한 후 시사점을 반영해 안내된 R & E 수업 모형을 개발하였다.
과학교육 전문가 1명, 지구과학교육 박사 2명, 지구과학교육 박사과정 2명, 지구과학교육 석사 1명과 함께 수차례 논의를 통해 프로그램을 수정․보완하였으며, 안내된 R & E 프로그램을 예비 적용한 후 매주 1~2시간씩 논의과정을 통해 각 절차와 진행 과정 및 프로그램의 문제점을 찾아 최적의 프로그램을 개발하려고 노력하였다. 연구 결과의 분석을 위해 학생들의 산출물을 살펴보았으며, 자기주도적 학습 태도와 탐구 사고력 검사 도구를 활용해 자료를 수집하고 분석하였다.
행성 표면온도에 영향을 주는 변인을 논의하고 실험을 통해서 확인이 가능한 내용을 찾아 연구문제를 작성해 봄으로써 연구주제를 정해보는 활동을 한다. 연구문제 작성 후, 변인 통제와 관련된 이해를 돕는 설명을 한후, 모둠원과 가설을 작성하고 상호 발표를 통해 피드 백을 하도록 구성하였다.
우선 교사중심에서 학생 중심으로 3단계의 과정을 거쳐 R & E를 수행할 수 있도록 하는 안내된 R & E 수업 모형을 개발하였고, 5단계 절차에 맞는 안내된 R & E 프로그램을 개발하여 중학교 과학영재 학생 38명을 대상으로 수업을 진행하였다.
이 검사지는 과학 창의성의 하위 요소인 정교성을 기반으로 채점 준거가 개발되었기 때문에 영재 학생의 창의적인 과학 탐구 능력을 확인하는 데 적합하다고 연구진은 판단하였다. 원래 탐구 사고력 평가 문항은 총 18문항 78점으로 구성되었는데, 각 평가 요소마다 점수가 달라 평가 요소별 비교가 어렵다는 판단하에 원래대로 채점한 후 문항별 점수를 3점으로 환산해 총 54점으로 수정하였다. 문항별 평가 요소와 평가 문항 유형은 Table 2와 같다.
이 연구는 2018년 4월부터 11월까지 2주 간격으로 D 지역 교육청 영재학급은 토요일 오전에 3시간, H 지역 교육청 영재학급은 화요일 오후 3시간을 각각 진행하였다. 과학영재 학생 대부분은 R & E를 직접 수행해 본 경험이 낮은 편이었으며, 단계를 이해하여 수행하기보다는 주로 과제 형태로 경험을 한 적이 많아 매우 부정적인 시각을 갖고 있었다.
이 연구에서는 ‘탐색 및 주제 선정–배경 지식 이해– 실험 설계 및 수행–보고서 작성–발표 및 논의’ 5단계를 공통내용으로 제시하고 교사와 학생 중심의 비율에 따라 ‘교사가 안내하는 R & E–학생의 참여 비율을 높인 R & E–교사의 안내를 최소화한 자율탐구형 R & E’ 의 과정이 포함되도록 모형을 개발하였다.
이 연구에서는 개발한 R & E 프로그램을 2개 지역의 영재학급에 적용한 후, 탐구 사고력 검사 도구를 수업 직후에 측정하였다.
이 연구에서는 두 개의 집단을 대상으로 일회시행사례연구(one-shot case study) 중심의 연구 설계를 진행하였다. 이 방법은 가외 변수에 대한 통제가 없고 내적 타당도에 대한 문제가 있어 나타난 결과가 실험 처치 효과 때문이라고 주장하기 어려운 단점이 있지만, 현장에서 연구문제를 찾거나 아이디어를 발전시키기 위한 기초자료를 수립하기 위한 연구로 사용할 때에는 효과적으로 활용될 수 있다(김아영 외, 2016).
이과정에서 모든 단계에 대한 피드백이 구체적으로 완성되면, 마지막 과정인 ‘교사의 안내를 최소화한 자율탐구형 R & E’를 통해 직접 R & E를 수행하도록 프로그램을 구성하였다.
전반적인 R & E 프로그램의 내용과 진행 상황을 안내한 후, 연구문제선정의 어려움을 함께 이야기한다.
정확한 R & E 수행을 위해 연구자들의 전공 영역인 지구과학교육 내용을 탐구 주제로 선정하였고, 통합 탐구 과정 절차에 맞추어 프로그램 초안을 작성하였다.
첫째, 과학영재 학생이 R & E를 수행할 때 담당 교사가 체계적으로 지도할 수 있게 교사와 학생 주도권에 따른 점진적 이양을 강조한 안내된 R & E 수업 모형을 개발하였다.
전반적인 R & E 프로그램의 내용과 진행 상황을 안내한 후, 연구문제선정의 어려움을 함께 이야기한다. 태양계 천체의 물리량 분포에 대한 호기심을 불러일으킨 후, 태양에서 방출되는 빛에너지와 행성 표면온도와의 관계를 생각한다. 행성 표면온도에 영향을 주는 변인을 논의하고 실험을 통해서 확인이 가능한 내용을 찾아 연구문제를 작성해 봄으로써 연구주제를 정해보는 활동을 한다.
그런 후 과학적 의사소통을 거쳐 완성된 실험 계획에 따라 실험을 수행하여 자료를 수집하고 자료를 변환해 해석하여 결론에 도출하도록 피드백을 하였다. 특히 결과 해석 시 과학적 오류 여부를 함께 논의하고 추가 실험이 있는지 확인할 수 있게 프로그램을 구성하였다.
‘발표 및 논의’ 단계에서는 앞에서 작성한 보고서를 다양한 방법으로 발표하도록 구성하였다. 파워포인트와 같은 소프트웨어를 이용한 구두 발표나 보고서를 확대 복사한 포스터 발표를 경험하도록 한 후, 관련 내용을 논의하고 피드백 하였다. 과학영재 학생이 작성한 탐구 보고서 예시는 Fig.
평가 요소별 평균 점수와 표준 편차 및 점수별 분포도를 구하여 비교했고, 그 결과가 갖는 의미를 찾기 위해 개발한 R & E 프로그램의 특징과 효과 및 개선점과 관련지어 질적으로 분석하였다.

대상 데이터

이 연구에 참여한 과학영재 학생은 전남에 있는 중학교 2학년 학생으로 D 지역 교육청 영재학급 20명, H 지역 교육청 영재학급 18명 총 38명이 참여하였으며,수업은 영재교육의 경험이 있는 지구과학교육 전공자(석사)가 직접 진행하였다.

이론/모형

이 연구에서는 김유향(2013)이 개발한 탐구 사고력 평가 문항 검사지를 사용하였다. 이 검사지는 과학 창의성의 하위 요소인 정교성을 기반으로 채점 준거가 개발되었기 때문에 영재 학생의 창의적인 과학 탐구 능력을 확인하는 데 적합하다고 연구진은 판단하였다.

성능/효과

검사 결과, 평균 점수는 ‘가설 설정 > 변인 추출 > 탐구문제 도출 > 결론 도출 > 실험 설계 > 일반화 > 평가 > 자료 해석 > 자료 변환’ 순으로 나타났다.
그 결과, ‘가설 설정 > 변인 추출 > 탐구문제 도출 > 결론 도출 > 실험 설계 > 일반화 > 평가 > 자료 해석 > 자료 변환’ 순으로 높은 평균 점수를 나타냈다.
이상에서 제시한 여러 모형을 종합해 볼 때, R & E 수행과정과 프로젝트 개발 모형은 단계별로 약간의 명칭 차이는 있지만, 전반적으로는 통합 탐구 과정(문제인식, 가설 설정, 변인 통제, 자료 변환, 자료 해석, 결론 도출, 일반화)을 포함하고 있었으며, 과학영재 학생이 이를 실질적으로 수행할 수 있도록 도움을 주는 것을 강조하였다. 그리고 교사의 안내나 개입에 대한 부분도 포함되어 있어서 처음부터 모든 수행과정을 영재 학생에게 맡기지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
둘째, 영재교육 기관에서 R & E를 수행한 영재 학생의 산출물을 공유할 수 있는 시스템을 구축해야 한다.
따라서 이 연구에서 개발한 안내된 R & E 프로그램은 ‘가설 설정, 변인 추출, 탐구문제 도출, 결론 도출’의 평가 요소에 어느 정도 도움을 줄 가능성이 큼을 알 수있다.
이는 정은영 외(2013)의 연구 결과에서 각 평가 요소별 점수를 평균값으로 환산했을 때, ‘가설 설정 > 변인 추출> 탐구문제 도출 > 일반화 > 실험 설계 > 결론 도출 >자료 해석 > 자료 변환 > 결론 도출 > 평가’ 순으로 나온 것과 비교하면 상위 3개의 평균 요소의 순서는 같았다. 또한, 9개 평가 요소의 전체 평균값인 3.64점을 기준으로 했을 때, 탐구문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 결론 도출은 평균 4.84점으로 높은 점수를, 실험 설계는 평균 3.50점으로 전체 평균값과 비슷한 점수를, 자료 해석, 일반화, 평가는 평균 2.75점으로 낮은 점수를, 자료 변환은 평균 1.64점으로 가장 낮은 점수를 보였다. 이러한 연구 결과는 과학영재 학생은 실험 상황에서 가설 설정 능력이 높으며(이지애 외, 2011), 가설 설정, 변인 추출, 탐구문제 도출 능력이 높다(정은영외, 2013)고 한 선행연구와도 일치한다.
세부적으로 탐구 사고력의 9개 평가 요소 중 ‘탐구문제 도출, 변인 추출, 가설 설정,결론 도출’은 높은 수준을, ‘실험 설계’는 평균 수준을,‘자료 해석, 일반화, 평가’는 낮은 수준을, ‘자료 변환’은 매우 낮은 수준을 나타냈다.
세부적으로는 9개 평가 요소 중 ‘탐구문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 결론 도출’은 높은 수준을, ‘실험 설계’는 평균 수준을, ‘자료 해석, 일반화, 평가’는 낮은 수준을, ‘자료 변환’은 매우 낮은 수준을 나타냈다.
셋째, 과학 탐구 사고력 검사 결과, ‘가설 설정 > 변인 추출 > 탐구문제 도출 > 결론 도출 > 실험 설계 일', '>일')">>일반화 > 평가 > 자료 해석 > 자료 변환’ 순으로 높은 평균 점수를 나타냈다.
이 연구에서 개발한 프로그램은 지구과학 내용과 관련된 것으로, 중학교 과학과 교육과정 특성상 2015 개정 과학과 교육과정에서 제시한 과학과 영역별 탐구 사고력은 서로 전이력을 갖추어야 하므로 생물 내용으로 구성된 위의 탐구 사고력 검사 도구를 활용하는 것이 과학영재 학생의 탐구 사고력을 더 정확하게 측정할 수 있다고 판단하였다.
이상에서 제시한 여러 모형을 종합해 볼 때, R & E 수행과정과 프로젝트 개발 모형은 단계별로 약간의 명칭 차이는 있지만, 전반적으로는 통합 탐구 과정(문제인식, 가설 설정, 변인 통제, 자료 변환, 자료 해석, 결론 도출, 일반화)을 포함하고 있었으며, 과학영재 학생이 이를 실질적으로 수행할 수 있도록 도움을 주는 것을 강조하였다.

후속연구

결론 도출을 통해 자신의 실험에 의미를 부여하고 더 나아가 추후 탐구 활동에서의 문제 제기를 위한 발판으로 인식할 수 있도록 안내된 R & E 프로그램을 개발할 때 1차, 2차 과정에서 깊이 있게 다루어지도록 개선할 필요가 있다.
따라서 문제 상황에 맞는 정확한 이해를 바탕으로 각 변인 간의 논리적인 관계를 고려하여 자신이 생각해 낸 실험 전략의 적용 가능성을 스스로 평가하고 수정 및 보완할 기회를 자주 제공(유지연 외, 2011)해 줄 수 있는 특별 프로그램의 개발과 적용이 절실히 필요하며, 이런 내용이 안내된 R & E 프로그 램에 반영되어야 하겠다.
따라서 이 연구에서 개발한 안내된 R & E 프로그램은 ‘탐구문제 도출, 변인추출, 가설 설정’에 더 많은 도움을 주었으므로, 나머지 탐구 사고 평가 요소의 균형 있는 발전을 위해서더 수정할 필요가 있다.
특히 실험 설계 활동은 과학적 창의성 계발에 도움을 주는 교육 활동이지만(유지연 외, 2011), 과학영재 학생은 실험 과정을 구성하는 각 단계의 논리적 관계에 대한 인식이 미흡하고 실험 설계에 필요한 지식수준이 피상적임을 지적한 바 있다 (권용주 외, 2008). 비록 이 연구에서는 3번의 기회를 제공하면서 정확한 실험 설계를 할 수 있도록 노력하였으나, 실험 설계 능력이라는 것이 다른 평가 요소보다 몇 번의 연습만으로 향상되기 어렵다는 점을 고려해야 할 것이다. 따라서 문제 상황에 맞는 정확한 이해를 바탕으로 각 변인 간의 논리적인 관계를 고려하여 자신이 생각해 낸 실험 전략의 적용 가능성을 스스로 평가하고 수정 및 보완할 기회를 자주 제공(유지연 외, 2011)해 줄 수 있는 특별 프로그램의 개발과 적용이 절실히 필요하며, 이런 내용이 안내된 R & E 프로그 램에 반영되어야 하겠다.
실제 본 연구에서도 탐구 과정 전체를 이해시키기 위한 안내된 R & E 프로그램을 개발하였지만, 일반화를 위한 안내는 구두나 간단한 피드백 정도로만 제시되었지 체계적인 학습을 통해 결론 도출과 일반화를 비교하여 연습해 보는 활동을 제공하지 않았다.
이렇게 1~3차까지의 과정을 통해 과학영재 학생은 교사의 안내된 R & E 탐구 방법에서 학생 스스로 개방형 R & E 탐구로 연구를 진행해 나가는 경험을 통해 더욱 체계적이면서 자신감 있게 R & E를 수행하는 능력을 함양할 것으로 기대한다.
세부적으로는 9개 평가 요소 중 ‘탐구문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 결론 도출’은 높은 수준을, ‘실험 설계’는 평균 수준을, ‘자료 해석, 일반화, 평가’는 낮은 수준을, ‘자료 변환’은 매우 낮은 수준을 나타냈다. 이번 연구를 계기로 안내된 R & E 프로그램이 탐구 과정별 요소를 잘 반영하여 과학영재 학생의 종합적 사고력과 창의적 문제해결력 향상에 도움이 되길 기대한다.
첫째, 이 연구에서 개발한 안내된 R & E 프로그램 이외에도 탐구 과정을 단계별로 연습하고 충분히 이해할 수 있는 지침서를 학교급 별 발달 단계에 맞게 정리하여 일선 영재교육 기관에 배포할 필요가 있다.
물론 이 연구에서는 과학영재 학생이 탐구할 문제에 대해 최종적인 해답을 찾고 가설에 대한 검증 결과를 종합적으로 검토해 정리했기에 결론 도출 능력이 높았다고 긍정적으로 해석해 볼 수 있다. 하지만 결론 도출이 단순히 하나의 탐구 요소로 길러질 수 있는 것이 아니기에 과학영재 학생의 질적으로 수준 높은 결론 도출 능력 향상을 위한 다양한 예시 자료와 연습이 제공되어야 할 것이다. 결론 도출을 통해 자신의 실험에 의미를 부여하고 더 나아가 추후 탐구 활동에서의 문제 제기를 위한 발판으로 인식할 수 있도록 안내된 R & E 프로그램을 개발할 때 1차, 2차 과정에서 깊이 있게 다루어지도록 개선할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	R & E의 자기주도적 프로젝트형 연구란 무엇인가?	R & E는 실제 과학참여 연구와 자기주도적 프로젝트형 연구로 구분할 수 있는데, 그 중 자기주도적 프로젝트형 연구는 지도교사의 도움을 받아 스스로 연구를 계획하고 진행하면서 과학자처럼 연구의 전 과정을 경험해 보는 방식으로(박종원, 2009; Dunbar, 1997; O’Neill & Polman, 2004) 현재 많은 영재교육 기관에서 활용하고 있는 방법이다(정현철 외, 2012). R & E를 영재교육에서 많이 활용하는 이유로는 학교 정규교육 내에서는 경험해 보기 어려운 내용을 접할 수 있으며, 문제를 스스로 발견하여 전문 지식과 과학적 탐구 방법을 활용해 과학적 의사소통을 함으로써 창의적인 사고를 할수 있기 때문이다(김경대와 심재영, 2008).
	교육부에서 제시한 '제4차 영재교육진흥종합계획'에서 강조한 점은 무엇인가?	2018년에 교육부가 발표한 ‘제4차 영재교육진흥종합계획’을 살펴보면, 제4차 산업혁명에 대비한 새로운 영재교육 비전을 제시하면서 국가의 미래를 견인할 창의융합형 인재 양성을 위해 영재교육의 혁신이 필요함을 강조하였다(교육부, 2018). 특히 핵심역량 중심의 영재교육 프로그램에 관심을 두고, 미래사회 핵심역량으로 강조되는 창의적 문제해결력, 소통, 협업, 창의성, 혁신중심으로 영재교육 프로그램의 목표와 내용을 재구조화할 것을 시사하였다.
	R & E 프로그램 진행 시 주의할 점은 무엇인가?	R & E 프로그램은 과학영재 학생들의 탐구 능력 신장이 주된 목적이므로 그들이 주제를 직접 선정해서 자신의 연구를 진행할 수 있도록 도움을 주어야 한다. 하지만 전체적인 절차를 안내해주었다고 해서 모든 과학영재 학생이 스스로 독립된 연구를 진행할 수 있는 능력을 모두 갖추었다고 판단해서는 안된다. 그러므로 R & E를 진행하는 일반적인 방법을 과학영재 학생이 충분히 경험할 수 있도록 관련 프로그램을 활용해 전체적인 수행과정을 연습해 보는 것이 매우 중요하다. 그러므로 이 연구에서는 과학영재 학생의 탐구 사고력을 향상하기 위해 개발한 안내된 R & E 프로그램을 ‘처음부터 개방적인 탐구 활동으로 안내하기보다는 과학적 탐구 절차와 단계별 과정에 대한 이해를 충분히 경험하도록 하는 의도적인 교육 프로그램’으로 정의함으로써 R & E 지도방법에 대한 개선을 강조하고자 한다.

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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