[논문]대학의 이공계열 일반화학 학습자의 학습배경과 일반화학학습적성과의 관련성 분석 -H대학의 사례를 중심으로-

한희창; 박경호

doi:10.14697/jkase.2019.39.1.35

대학의 이공계열 일반화학 학습자의 학습배경과 일반화학학습적성과의 관련성 분석 -H대학의 사례를 중심으로-
Analysis of the Relation between the Learning Background of a General Chemistry Learner and the General Chemical Learning Aptitude in the Field of Science and Engineering of a University: Based on the case of H University 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.39 no.1, 2019년, pp.35 - 44

초록
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현재 대학에 입학하는 이공계 학생들은 거의 대부분의 학과에서 일반 화학 및 일반화학실험 교과를 수강하도록 하고 있는데, 대학에 입학하는 이공계 신입생들은 기초과학 교과의 학습과 관련해 저마다 다른 학습 기초를 가지고 있다. 대학입시와 관련해서도 현재의 수능 제도가 단순이 선발용으로 활용되고 있어 저마다 다른 수준의 기초지식을 가지고 있다. 하지만 이런 현황이 고려되지 않은 채, 이공계 학생들 모두가 동일한 기초과학교과 수업에 참여하고 있기 때문에 어떤 학습자들은 비교적 수월하게 학습에 적응하는가 하면 어떤 학생들은 극심한 어려움을 겪으며, 급기야 포기하는 상황까지 속출하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 수도권 H 대학의 이공계 신입생들을 대상으로 일반화학을 잘 학습할 수 있는 능력을 측정하는 척도를 개발한 후 이를 활용하여 학습자의 어떤 학습배경이 일반화학학습적성과 관련이 있는지 분석해 보았다. 분석결과 성별과 전공은 일반화학 학습전공과 관련이 없는 것으로 나타났으며, 전공이 화학과 밀접한 관련이 있는가와 고교에서의 화학학습 정도, 수능에서의 선택여부와 일반화학학습적성이 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한 선행학습이 현재의 학습에 도움이 된다고 느끼는 정도나 현재학습과 공통된다고 느끼는 정도 역시 일반화학학습 적성과 관련이 있는 요인임을 알 수 있었다. 이에 본 연구에서는 전공별로 학습에 대한 가이드를 구체적으로 제시 홍보하는 방안과 다른 하나는 학생들의 수준을 고려한 단계별 학습 체계를 수립하는 방안 등 두 가지 방안을 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Currently, most of the science and engineering students who enter the university are required to take general chemistry and general chemistry experimental subjects. However they have different learning bases about learning basic science subjects. Regarding college entrance examinations, the current system is used for selection, so they have different levels of basic knowledge. But, without considering this situation, all of the students in science and engineering are participating in the same basic science class, some learners are relatively easy to adapt to learning, while others experience extreme difficulties and suddenly give up. This is true. The purpose of this study is to develop a scale to measure the ability to learn general chemistry of freshmen in science and engineering at H University in the Seoul Metropolitan area and to analyze what kind of learning backgrounds are related to learners. The results show that gender and major are not related to general chemistry learning major, and it we found that there is a close relationship to the relationship between their major and chemistry, the level of the chemistry learning in the high school, and the selection of chemistry in college entrance examinations. In addition, it was found that the degree of feeling that pre-learning is beneficial to current learning and that it is common with current learning is also a factor related to general chemistry learning aptitude. Therefore, in this study, we propose two ways of presenting and promoting a guide for learning by majors, and establishing a step-by-step learning system considering the level of students.

주제어

표/그림 (15)

표 Table 1. Major Composition of Respondents
표 Table 2. Degree of Chemistry Learning in High School
표 Table 3. Relationship Between the High School Chemistry Course and the University General Chemistry Course
표 Table 4. Component matrix analyzed by Direct Oblimin method
표 Table 5. Analysis Results of Factor 1
표 Table 6. Analysis Results of Factor 2
표 Table 7. Analysis Results of Factor 3
표 Table 8. Correlation Between Learning Background and Chemistry Learning Aptitude
표 Table 9. Score of Factor 1 by Gender (T-test)
표 Table 10. Score of Factor 1 by the Major (ANOVA)
표 Table 11. Chemistry Learning Aptitude According to Chemistry of Major (T-test)
표 Table 12. Chemistry Learning Aptitude According to Degree of Chemistry Learning (ANOVA)
표 Table 13. Chemistry Learning Aptitude According to Dependence on Selection in the SAT(T-test)
표 Table 14. Chemistry Learning Aptitude According to Feelingsof Helping with Prior Learning
표 Table 15. Chemistry Learning Aptitude According to CommonFeeling of Prior Learning

AI 본문요약
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문제 정의

다음은 수능에서 화학과목의 선택에 따라 일반화학학습적성에 차이가 있는지 알아보았다.(가설5) 본 설문에서는 수능시험에서 화학과목을 선택했는지, 선택한 경우 그 내용까지 응답하도록 요구하였는데 조사결과 화학Ⅱ를 선택한 경우는 3명⁸⁾ 에 불과했다.
또한 학업성취도와 관련하여 본 연구에서는 해당 학문을 잘 할 수 있는 능력이 갖춰질수록 학업성취도가 높게 나타날 수 있을 것이라는 관점을 바탕으로 ‘일반화학을 잘 학습할 수 있는 능력’이라는 개념을 적용하여 어떠한 학습배경이 ‘일반화학을 잘 학습할 수 있는 능력’과 관련이 있는지 논의하고자 하며, 혹 이것이 우리가 직관적으로 어느 정도 예측이 가능한 부분이라 하더라도 통계적으로 정말 의미 있는 수준의 관련이 있는지 가시적인 근거를 확인함으로써 문제제기를 하고자 한다.
본 연구는 대학에서 일반화학학습자의 학습배경과 일반화학을 잘 학습할 수 있는 능력과의 관련성을 알아보고자 하였으며, 이를 위해 일반화학학습자의 학습배경을 탐색하기 위한 기초설문조사와 일반화학을 잘 할 수 있는 능력을 측정하기 위한 척도를 개발하고 이를 바탕으로 가설을 설정한 후 검증하는 과정으로 진행하였다.
이상 대학의 일반화학교과에 참여하는 학습자들의 일반화학학습을 잘할 수 있는 능력(일반화학학습적성)을 측정할 수 있는 측정도구를 개발하고 이를 활용하여 학습자의 어떠한 학습배경이 일반화학학습적성과 관련이 있는지 살펴보았다.
이에 대학에서 각 학습자들에게 전공별로 차별화된 안내문을 준비 하여 현재 해당 학과에 입학해서 배워야 하는 교과목의 소개 및 사용 하고 있는 교재를 안내하여 선행학습을 유도하거나 또는 일반화학처럼 기초지식이 요구되어지는 기초필수 교과가 있다면 이를 강조하여 소개하고 동시에 관련하여 고등학교 때 학습한 내용을 복습하도록 유도하는 등 입학 전 학습 가이드를 소개하여 준비 없이 입학한 후당황하지 않도록 도움을 주는 방법을 생각해 볼 수 있을 것이다. 즉, 예를 들어 고등학교 과정의 화학Ⅰ, 화학Ⅱ 등이 일반화학 교과목과 공통부분도 많고 도움이 될 것이라는 소개를 하거나 그밖에 일반물리학이나 미적분학, 또는 일반생물학과 같은 기초 필수 과학 과목들을 비롯하여 중국어나 영어 등 기초필수 교과에 해당되는 강좌들이 무엇이며 이것이 이미 고등학교에서 학습한 어떤 교과와 관련이 있으니, 미리 다시 한 번 복습을 해두는 것이 학습에 도움이 된다는 소개를 하는 것이다.
앞서 언급했듯이 본 연구에서는 일반화학학습자의 학습배경과 일반화학을 잘 학습할 수 있는 능력이 관련이 있는지 알아보고자 하며 이를 위해서는 일반화학을 잘 학습할 수 있는 능력을 가시적으로 측정할 수 있어야 할 것이다. 이에 본 연구에서는 일반화학을 잘 학습할 수 있는 능력을 측정하는 도구를 개발하였다. 또한 ‘일반화학을 잘 학습 할 수 있는 능력’에 대해 교육학에서 말하는 ‘학습적성’이란 용어를 참고하여 ‘일반화학학습적성⁶⁾’이라는 용어를 쓰기로 하였다.
이처럼 기초과학 학문의 학업성취도에 영향을 주는 요인을 탐색한 연구들이 적지 않은데, 본 연구는 그 중 대학의 일반화학교과에 대해 논의하고자 한다. 또한 학업성취도와 관련하여 본 연구에서는 해당 학문을 잘 할 수 있는 능력이 갖춰질수록 학업성취도가 높게 나타날 수 있을 것이라는 관점을 바탕으로 ‘일반화학을 잘 학습할 수 있는 능력’이라는 개념을 적용하여 어떠한 학습배경이 ‘일반화학을 잘 학습할 수 있는 능력’과 관련이 있는지 논의하고자 하며, 혹 이것이 우리가 직관적으로 어느 정도 예측이 가능한 부분이라 하더라도 통계적으로 정말 의미 있는 수준의 관련이 있는지 가시적인 근거를 확인함으로써 문제제기를 하고자 한다.

가설 설정

3 일반화학의 학습은 매우 흥미로운 과정이다.
가설1 성별과 일반화학학습적성은 관련이 있다.
가설2 전공과 일반화학학습적성은 관련이 있다.
가설3 전공과 화학의 밀접성과 일반화학학습적성은 관련이 있다.
가설4 고교 화학학습정도와 일반화학학습적성은 관련이 있다.
가설6 선행학습이 현재의 학습에 도움이 되었다고 느끼는 정도와 일반 화학학습적성은 관련이 있다.
가설7 선행학습이 현재의 학습과 공통된다고 느끼는 정도와 일반화학학습적성은 관련이 있다.

제안 방법

관련하여 본 연구에서는 7개의 학습배경을 설정하고 각 학습배경과 관련하여 가설을 세운 후 통계분석을 통해 각 학습배경과 일반화학학습적성의 관련성을 가시적으로 검증해 보았다.
다음은 이들 3개 요인의 타당도를 검증해보고자 각각 요인분석과 신뢰도 분석을 진행하였다.
따라서 2학년 이후 개설된 전공과목을 바탕으로 10개 전공 중분자생명과학, 화학분자공학, 생명나노공학, 재료화학공학 등 4개 전공을 화학과 밀접한 관련이 있는 전공으로 분류하였다.
먼저 상관분석을 통해 응답자의 각 학습배경과 일반화학학습적성과의 상관관계를 살펴보았다. 그 결과 성별과 전공은 요인1(화학교과의 필요성 인식)과 상관관계를 형성하고, 요인2, 요인3을 비롯한 일반 화학학습적성과는 상관관계를 형성하지 않는 것으로 나타났다.
이후 일반화학교과를 담당하는 교수자들과 교육전문가에게 자문을 얻어서 ‘학습자들이 해당 교과에 잘 적응하는 경우 또는 적응하지 못하는 경우’를 잘 반영하고 있는 15개 문항을 선별하여 설계하였다. 설계된 문항은 5단계 Likert 척도로 응답하도록 하였고, 학습자들의 상이한 학습배경을 묻는 질문⁷⁾들과 함께 구성하여 설문지를 설계하였다. 분석 프로그램은 Microsoft Excel과 SPSS 24.
1차 조사의 분석은 수거된 응답지 중 2017년 입학한 신입생의 응답지인 353부³⁾를 대상으로 하였고, 이로써 학습자들의 학습배경 분포현황이 본 연구가 가능한 정도인지 탐색하였다. 설문문항은 성별, 전공, 고교 전공계열, 고교 화학학습정도, 수능에서의 화학 과목 선택현황, 고교화학학습이 대학 화학학습에 도움이 되었는지, 대학의 화학학습이 어렵다고 생각하는지, 대학의 화학학습량이 적절하다고 느끼는지 등으로 구성하여 학습자들의 대략적인 현황을 파악하고자 하였다.
이로서 변수7을 제외한 14개 문항을 화학학습을 잘 할 수 있는 능력을 측정할 수 있는 척도로 확정하였고, 추출된 3개 요인은 문항을 성격을 고려할 때 요인 1은 ‘화학교과의 필요성인식’이라고 명명할 수 있으며, 요인 2는 ‘화학교과에 대한 태도’로, 요인 3은 ‘화학교과에 대한 거부감’으로 명명 가능하다. 이들 세 요인의 요인점수는 각 요인 내 문항별 점수의 평균값으로 산출하였는데, 각 문항의 점수 계산에 있어 부정적인 내용을 묻는 변수 11, 12, 13, 14, 15는 역산하여 점수를 계산하였으며, 각 요인점수를 합산하여 일반화학학습적성 점수를 산출한 후 이를 바탕으로 어떤 학습배경이 일반화학학습적성과 관련이 있는지 분석하고자 한다.
이상 두 차례의 조사를 통해 본 연구에서는 독립변인인 학습배경과 관련하여 성별, 전공, 전공과 화학의 밀접성, 고등학교에서의 화학교과 학습정도, 수능에서의 화학교과 선택 정도, 선행학습이 현재의 학습에 도움이 된다고 느끼는 정도, 선행학습이 현재의 학습과 공통된다고 느끼는 정도 등 7개의 학습배경을 독립변인으로 설정하였다.
이에 변수 7을 제거한 후 다시 요인분석을 실시하였다. 분석결과 KMO 지수는 마찬가지로 0.
(가설5) 본 설문에서는 수능시험에서 화학과목을 선택했는지, 선택한 경우 그 내용까지 응답하도록 요구하였는데 조사결과 화학Ⅱ를 선택한 경우는 3명⁸⁾ 에 불과했다. 이에 수능에서 화학Ⅰ을 선택했는지 여부로 변수를 변환하여 이를 독립변수로 하고 일반화학학습적성을 종속변수로 하여 관련이 있는지 분석해보았다. 분석결과 수능에서 화학과목을 선택했는지의 여부는 통계적으로 유의한 수준에서 일반화학학습적성과 관련이 있는 요인인 것으로 나타났다.
이후 일반화학교과를 담당하는 교수자들과 교육전문가에게 자문을 얻어서 ‘학습자들이 해당 교과에 잘 적응하는 경우 또는 적응하지 못하는 경우’를 잘 반영하고 있는 15개 문항을 선별하여 설계하였다.
일반적인 요인분석에서는 주로 직교회전방식(VeriMax)을 선택하지만 본 연구에서는 요인들 간에 상관관계가 존재하기 때문에 사각회전방식(Direct Oblimin)으로 요인분석을 실시하였다. 분석결과 KMO 측도 값은 0.
일반화학학습적성 측정도구를 설계하기 위해 먼저 문항을 개발하였는데, 설문 문항은 일반적인 학습적성을 묻는 설문문항들을 참고로 하여 일반화학교과와 관련된 내용으로 변환 또는 별도의 문항들을 추가하는 방식으로 초안을 작성하였다. 이후 일반화학교과를 담당하는 교수자들과 교육전문가에게 자문을 얻어서 ‘학습자들이 해당 교과에 잘 적응하는 경우 또는 적응하지 못하는 경우’를 잘 반영하고 있는 15개 문항을 선별하여 설계하였다.
학습자를 대상으로 실시한 두 차례 설문조사를 통해 우리는 일반화학교과에 참여하는 학습자들의 학습배경과 관련하여 성별, 전공, 전공과 화학의 밀접성, 고등학교에서의 화학교과 학습정도, 수능에서의 화학교과 선택 정도, 선행학습이 현재의 학습에 도움이 된다고 느끼는 정도, 선행학습이 현재의 학습과 공통된다고 느끼는 정도 등 7개의 학습배경을 독립변인으로 설정하였고, 이 7개의 학습배경이 일반화학학습적성과 관련이 있는지를 분석하기 위해 다음 7개의 가설을 설정하고 통계적 분석을 통해 이를 검증하였다.

대상 데이터

먼저 본 연구의 학습배경과 관련한 변수를 알아보기 위한 1차 설문 조사는 2017년 2학기 1학년 일반화학 강좌를 수강하는 403명을 대상으로 진행하였다. 1차 조사의 분석은 수거된 응답지 중 2017년 입학한 신입생의 응답지인 353부³⁾를 대상으로 하였고, 이로써 학습자들의 학습배경 분포현황이 본 연구가 가능한 정도인지 탐색하였다. 설문문항은 성별, 전공, 고교 전공계열, 고교 화학학습정도, 수능에서의 화학 과목 선택현황, 고교화학학습이 대학 화학학습에 도움이 되었는지, 대학의 화학학습이 어렵다고 생각하는지, 대학의 화학학습량이 적절하다고 느끼는지 등으로 구성하여 학습자들의 대략적인 현황을 파악하고자 하였다.
다음 일반화학을 잘 할 수 있는 능력을 측정하는 척도를 개발 및 학습배경과의 관련성을 알아보기 위한 2차 설문조사는 2018년 1학기 일반화학 강좌를 수강하는 423명을 대상으로 하였으며, 423명 모두 2018년 신입생이었다. 응답자 중 남학생은 281명(66.
먼저 본 연구의 학습배경과 관련한 변수를 알아보기 위한 1차 설문 조사는 2017년 2학기 1학년 일반화학 강좌를 수강하는 403명을 대상으로 진행하였다. 1차 조사의 분석은 수거된 응답지 중 2017년 입학한 신입생의 응답지인 353부³⁾를 대상으로 하였고, 이로써 학습자들의 학습배경 분포현황이 본 연구가 가능한 정도인지 탐색하였다.
위 15개 문항으로 구성된 설문지는 2018년도 H 대학에 입학한 이공계열 10개 전공 423명의 신입생을 대상으로 배포하였고, 수거된 설문지 중 유효 응답지 395부를 대상으로 분석하여 측정도구를 개발하였다.
6%) 참여한 것으로 나타나 앞선 조사와 마찬가지로 남학생의 비중이 높았으나 여학생의 비중도 분석이 가능한 수준을 확보하고 있었다. 전공은 응용물리, 분자생명과학, 나노광전자, 화학분자공학, 해양융합공학, 생명나노공학, 로봇공학, 재료화학공학, 건설 환경공학, 기계공학 등 총 10개 전공의 학습자가 참여하였다. 그런데 이들 10개의 전공 중에는 화학이 해당 전공의 핵심학문이 경우도 있고 그렇지 않은 경우도 있다.

데이터처리

그리고 마지막 가설인 선행학습에서 배웠던 학습내용과 현재의 학습내용이 공통된다고 느끼는 정도와 일반화학학습적성이 관련이 있는지(가설7)를 검증하기 위해 ‘선행학습에서 배웠던 학습내용과 현재의 학습내용이 공통된다고 느끼는 정도’와 일반화학학습적성을 각각 독립변수와 종속변수로 하여 회귀분석을 진행해 보았고, 분석결과 유의 확률은 0.000으로 나타나 통계적으로 의미 있는 수준의 관련이 있음을 알 수 있었기에 가설 7 역시 채택되었다.
이에 15개 문항의 응답간 상관관계를 알아보았는데, 분석결과 9번 문항의 ‘최대한 예습을 하려 한다’와 13번 문항의 ‘때때로 과제를 하지 않는다’라는 응답 사이에만 상관관계가 형성되지 않았고 그 밖의 모든 응답 간에는 상관관계가 형성되는 것으로 나타나 해당 문항들은 학습자의 일반화학학습적성과 관련하여 신뢰할만한 정도의 측정이 가능할 것이라는 판단이 가능했다. 그리고 본 설문문항의 타당도를 통계적으로 검증하고자 요인분석을 진행하였다.
다음은 화학학습정도와 일반화학학습적성이 관련이 있는지(가설 4) 알아보기 위해 화학학습정도를 독립변수로 일반화학학습적성을 종속변수로 하여 일원배치분산분석(ANOVA)을 진행하였다. 분석결과 화학학습정도는 일반화학학습적성에 통계적으로 유의한 수준의 영향을 주고 있었으며 화학을 배우지 않은 경우가 화학Ⅰ만 학습한 학습자보다 일반화학학습적성이 낮았고, 화학Ⅰ과 화학Ⅱ를 모두 학습한 학습자의 일반화학학습적성이 가장 높은 것으로 나타나 가설4는 채택되었다.
설계된 문항은 5단계 Likert 척도로 응답하도록 하였고, 학습자들의 상이한 학습배경을 묻는 질문⁷⁾들과 함께 구성하여 설문지를 설계하였다. 분석 프로그램은 Microsoft Excel과 SPSS 24.0, 분석기법은 상관분석, 요인분석, 신뢰도 분석을 활용하였다. 설계된 15개의 문항은 다음과 같다.

성능/효과

또한 Jones(1994)와 Seymour(1992)는 이공계 학생들의 기초 과학 교과의 학업성취도가 진로선택과 다른 학업에도 영향을 주고 있음을 증명한 바 있으며, House(2000), Dampfle(2003)의 연구에서는 고등학교에서의 수학과 과학과목의 부진한 학습이 이공계 전공자들의 학위과정 포기에 영향을 주는 중요한 요인이라고 주장한 바 있다.¹⁾이 같은 국내외 연구결과를 고려할 때 일반화학교과의 학습에서 느낀 학업의 어려움이 다른 교과의 학습 및 대학생활 전반의 학업에 심각한 트라우마를 형성할 수도 있을 것이라는 예측도 가능하다. 본 연구과정에서 확인한 바에 따르면 실제로 이공계열 신입생들을 대상으로 하는 여타 기초필수 강좌의 교수자들이 일반화학 수업과 같은 날 수업이 배정이 되면 수업 진행에 더 어려움을 느끼기도 하고, 일반 화학교과와 같은 날 시험을 진행하게 되는 경우에는 상당수의 학생들이 백지 답안지를 제출하는 상황이 발생하기도 했다고 한다.
검증결과 성별 또는 전공과 일반화학학습적성이 관련이 있을 것이라는 2개의 가설(가설1, 가설2)은 기각되었고, 전공이 화학과 밀접한 관련이 있는가와 선행학습정도, 고교에서의 화학학습 정도 그리고 선행학습이 현재의 학습에 도움이 된다고 느끼는 정도나 현재학습과 공통된다고 느끼는 정도는 일반화학학습적성과 관련이 있을 것이라는 4개의 가설(가설3, 가설4, 가설6, 가설7)은 채택되었다. 그리고 수능에서의 선택정도는 일반화학학습적성과 관련이 있을 것이라는 가설 5는 수능에서 화학Ⅱ를 선택한 응답이 3명에 불과했기에 해당 변수를 제거하고 수능에서의 화학과목 선택여부와 일반화학학습적성이 관련이 있는지 검증하였으며, 검증결과 수정된 가설 5가 채택되었다.
결과적으로 대학의 이공계 전공에 입학하는 학습자의 5가지 학습 배경이 일반화학학습적성과 관련이 있음이 통계적으로 검증되었다. 이 같은 분석 결과와 선행 연구를 참고해 볼 때 일반화학학습적성이 낮은 학습자들은 일반화학 학습에 어려움을 겪을 것이라는 예측이 가능하고, 이 같은 어려움이 학업전반에 영향을 주거나 대학생활 전반의 학업에 영향을 줄 수도 있다는 가능성 역시 배제할 수 없을 것이다.
먼저 상관분석을 통해 응답자의 각 학습배경과 일반화학학습적성과의 상관관계를 살펴보았다. 그 결과 성별과 전공은 요인1(화학교과의 필요성 인식)과 상관관계를 형성하고, 요인2, 요인3을 비롯한 일반 화학학습적성과는 상관관계를 형성하지 않는 것으로 나타났다. 그리고 전공과 화학의 밀접성, 고등학교에서의 학습정도, 수능에서의 선택 정도, 선행학습이 현재의 학습에 도움이 된다고 느끼는 정도 및 공통된다고 느끼는 정도 등은 모두 요인1, 요인2, 요인3을 비롯한 일반화학학습적성과 상관관계를 형성하고 있는 것으로 나타났다.
000으로 요인분석의 사용이 적합하며 공통요인이 존재한다고 결론내릴 수 있었다. 그러나 공통성을 확인해 보니 변수 7의 공통성 추출 값이 0.4보다 작은 0.371로 나타나 분석에서 제외할 필요가 있음을 알 수 있었다.
그리고 마지막으로 요인3의 문항에 대해 분석을 진행하였는데 분석결과 KMO지수는 0.618, Bartlett의 구형성 검정 근사 카이제곱은 169.366, 자유도는 3, 유의확률은 0.000으로 나타났으며, 공통성 값은 모두 0.4이상이고, 분산설명력은 57.929%,로 나타났다. 그리고 신뢰도는 0.
즉, 전공이 화학과 밀접한 관련이 있는가와 일반화학학습적성은 관련이 있었으며, 선행학습의 정도 역시 일반화학학습적성과 관련이 있는 요인이며, 수능에서의 선택여부도 일반화학학습적성과 관련이 있는 요인인 것으로 나타났다. 그리고 선행학습이 현재의 학습에 도움이 된다고 느끼는 정도나 현재학습과 공통된다고 느끼는 정도 역시 일반화학학습적성과 관련이 있는 요인인 것으로 나타나 총 5개의 학습배경이 일반 화학학습적성과 관련이 있음을 확인할 수 있었다.
929%,로 나타났다. 그리고 신뢰도는 0.635로 나타나 문항수가 적은만큼 요인 1이나 요인 2에서처럼 높은 수준은 아니었으나 역시 신뢰할만한 수준인 것으로 나타났기에 요인 3 역시 신뢰할만한 하나의 요인으로 추출 가능함을 알 수 있었다.
그 결과 성별과 전공은 요인1(화학교과의 필요성 인식)과 상관관계를 형성하고, 요인2, 요인3을 비롯한 일반 화학학습적성과는 상관관계를 형성하지 않는 것으로 나타났다. 그리고 전공과 화학의 밀접성, 고등학교에서의 학습정도, 수능에서의 선택 정도, 선행학습이 현재의 학습에 도움이 된다고 느끼는 정도 및 공통된다고 느끼는 정도 등은 모두 요인1, 요인2, 요인3을 비롯한 일반화학학습적성과 상관관계를 형성하고 있는 것으로 나타났다.
다음 요인2에 대한 분석을 진행한 결과 KMO지수는 0.829로 나타났고, Bartlett의 구형성 검정 근사 카이제곱은 1309.469, 자유도는 15, 유의확률은 0.000으로 나타났으며, 공통성 값은 모두 0.4이상이 고, 분산설명력은 61.005%, 신뢰도는 0.871로 나타났다. 이에 요인 2의 각 문항들은 신뢰할만한 하나의 요인으로 추출 가능함을 알 수 있었다.
따라서 요인1은 변수5, 6, 10, 11, 14로 ‘일반화학교과목이 필요한 강좌라는 것에 대한 인식’과 관련된 문항 들이 하나의 요인을 이루었고, 요인2는 변수1, 2, 3, 4, 8, 9로 ‘일반화학교과에 임하는 학습자의 학습태도가 얼마나 긍정적 또는 적극적인지’에 관련된 문항들이 하나의 요인을 이루었으며, 요인3은 변수12, 13, 15가 적재되었는데 ‘일반화학교과에 대한 거부감’을 묻는 문항이 하나의 요인을 이루었다.
따라서 학습자들의 학습배경에 대한 기초 탐색 결과 학습자들의 성별 분포, 고교에서의 화학학습정도, 수능에서의 화학과목 선택현황 등의 항목에서 각 수준별 응답이 분석에 충족한 수량을 확보하고 있음을 알 수 있었다. 또한 선행학습경험이 있는 학생들이 응답한 고교에서의 화학학습이 대학에서의 화학학습에 도움이 되는지, 고교에서의 화학학습과 대학에서의 화학학습이 공통된다고 느끼는지에 대해서는 긍정적 응답이 비교적 우세하게 나타났는데 이로써 학습자의 선행학습이 대학에서의 일반화학교과 학습과 관련이 있을 것이라는 판단이 가능하였다.
먼저 성별 및 전공은 일반화학학습적성의 하위 요인인 ‘일반 화학 교과목이 필요한 강좌라는 것에 대한 인식(요인 1)’과는 통계적으로 유의한 수준의 관련이 있는 것으로 나타났는데, 성별의 경우 여학생의 요인1 점수가 통계적 유의한 수준으로 높게 나타났으며(Table 9); 전공의 경우 로봇공학전공이 가장 낮고 화학분자공학전공이 가장 높게 나타났는데, 로봇공학<기계공학≦나노광전자, 응용물리, 건설환경공학≦생명나노, 해양융합, 분자생명≦재료화학<화학분자공학 순으로 높게 나타났으며(Table 10) 구체적인 분석내용은 다음과 같다.
먼저 요인1의 문항에 대해 분석을 진행하였는데 분석결과 KMO지수는 0.846, Bartlett의 구형성 검정 근사 카이제곱은 882.619, 자유도는 10, 유의확률은 0.000으로 공통성 값은 모두 0.4이상이며, 분산설 명력은 64.057%, 신뢰도는 0.857로 각 문항들은 신뢰할만한 하나의 요인으로 추출 가능함을 알 수 있었다.
본 연구의 조사대상인 학생들은 현재 일반화학 교과목을 1학년 기초 필수 과목들 중 가장 어렵고 시간 투자가 많이 요구되는 과목이라고 생각하고 있었는데, 다수의 학생들이 일반화학 교과는 1학년 과정에서 낮은 학점을 취득하고 이후에 재수강을 해야 하는 과목으로 여기고 있었다. 이처럼 일반화학 교과를 학습하는 학습자들이 느끼는 학업의 어려움은 기타 교과의 학습에도 영향을 주고 있음을 알 수 있었는데, 이는 본 연구에 참여한 연구자도 직접적으로 경험할 수 있었던 대목으로, 본 연구의 연구자 중 한 명은 화학교과가 아닌 다른 기초필수 교과의 교수임에도 학생들이 일반화학교과를 어려워한다는 것을 알 수 있었고, 일반 화학과 같은 날 수업 또는 시험이 진행되는 경우 상당히 많은 학생들이 해당 교과를 포기하는 상황을 여러 차례 경험한 바 있다.
분석결과 KMO 지수는 마찬가지로 0.913이었고, 공통성 값은 모두 0.4이상으로 안정적으로 적재되었으며, 분산설명력은 65.251%, 총 3개 요인으로 추출 가능한 것으로 나타났으며, 신뢰도 분석결과 Cronbach α 값은 0.909로 매우 높게 나타났다.
일반적인 요인분석에서는 주로 직교회전방식(VeriMax)을 선택하지만 본 연구에서는 요인들 간에 상관관계가 존재하기 때문에 사각회전방식(Direct Oblimin)으로 요인분석을 실시하였다. 분석결과 KMO 측도 값은 0.913으로 나타나 문항의 수와 요인의 수는 요인분석에 적합하였으며, 단위행렬에 대한 검정을 위한 Bartlett의 구형성 검정 결과 근사 카이제곱은 3223.909, 자유도는 105, 유의확률은 0.000으로 요인분석의 사용이 적합하며 공통요인이 존재한다고 결론내릴 수 있었다. 그러나 공통성을 확인해 보니 변수 7의 공통성 추출 값이 0.
이에 수능에서 화학Ⅰ을 선택했는지 여부로 변수를 변환하여 이를 독립변수로 하고 일반화학학습적성을 종속변수로 하여 관련이 있는지 분석해보았다. 분석결과 수능에서 화학과목을 선택했는지의 여부는 통계적으로 유의한 수준에서 일반화학학습적성과 관련이 있는 요인인 것으로 나타났다. 따라서 가설 5는 ‘수능에서의 선택정도’를 ‘수능에서의 선택여부’로 수정할 필요가 있었으며, 수정된 가설 5 ‘수능에서 화학과목의 선택여부와 일반화학학습적성은 관련이 있다’가 채택되었다.
다음은 화학학습정도와 일반화학학습적성이 관련이 있는지(가설 4) 알아보기 위해 화학학습정도를 독립변수로 일반화학학습적성을 종속변수로 하여 일원배치분산분석(ANOVA)을 진행하였다. 분석결과 화학학습정도는 일반화학학습적성에 통계적으로 유의한 수준의 영향을 주고 있었으며 화학을 배우지 않은 경우가 화학Ⅰ만 학습한 학습자보다 일반화학학습적성이 낮았고, 화학Ⅰ과 화학Ⅱ를 모두 학습한 학습자의 일반화학학습적성이 가장 높은 것으로 나타나 가설4는 채택되었다. 즉 선행연구에서도 여러 번 언급되었고 모두가 예상 가능한 부분이기는 했으나 학습자의 선생학습정도가 일반화학 학습적성에 통계적으로 의미 있는 수준의 관련이 있음을 확인할 수 있었다.
특히 기초 필수 과목인 일반화학교과는 비단 하나의 기초필수 과목에 불과한 것이 아니라 ‘일반화학’교과의 특수성으로 인해 이공계열 학생들에게 있어 애물단지 강좌로 인식되고 있었다. 이는 같은 시기에 수강하고 있는 다른 강좌의 학업에도 영향을 줄 뿐 아니라, 더 나아가 대학생활 전반의 학습에 영향을 줄 수 있다는 점에서 그저 수많은 강좌 중 하나에 불과한 것으로 여겨서는 안 될 것임을 알 수 있었다. 일반화학교과 운영의 개선은 교과를 담당하는 교수자의 재량에만 의존해서는 안 될 것이며, 일반화학 교과가 그저 어려운 과목으로 치부되는 것을 방치해서도 안 될 것이다.
이로서 변수7을 제외한 14개 문항을 화학학습을 잘 할 수 있는 능력을 측정할 수 있는 척도로 확정하였고, 추출된 3개 요인은 문항을 성격을 고려할 때 요인 1은 ‘화학교과의 필요성인식’이라고 명명할 수 있으며, 요인 2는 ‘화학교과에 대한 태도’로, 요인 3은 ‘화학교과에 대한 거부감’으로 명명 가능하다.
이상 설계된 7개의 가설을 검증해 보았는데 그 결과 가설1과 2는 기각되었고, 가설 5는 약간의 수정을 거쳐 수정된 가설이 채택되었으며, 그 밖의 가설 3, 4, 6, 7은 모두 안정적으로 채택되었다. 즉, 전공이 화학과 밀접한 관련이 있는가와 일반화학학습적성은 관련이 있었으며, 선행학습의 정도 역시 일반화학학습적성과 관련이 있는 요인이며, 수능에서의 선택여부도 일반화학학습적성과 관련이 있는 요인인 것으로 나타났다.
이에 15개 문항의 응답간 상관관계를 알아보았는데, 분석결과 9번 문항의 ‘최대한 예습을 하려 한다’와 13번 문항의 ‘때때로 과제를 하지 않는다’라는 응답 사이에만 상관관계가 형성되지 않았고 그 밖의 모든 응답 간에는 상관관계가 형성되는 것으로 나타나 해당 문항들은 학습자의 일반화학학습적성과 관련하여 신뢰할만한 정도의 측정이 가능할 것이라는 판단이 가능했다.
이처럼 성별과 전공은 요인1과는 관련이 있었으나 가설 1과 가설 2에서 말하는 일반화학학습적성과는 통계적으로 의미 있는 수준의 관련이 없는 것을 확인할 수 있었고, 따라서 가설 1과 가설 2는 기각 되었다.
본 연구의 조사대상인 학생들은 현재 일반화학 교과목을 1학년 기초 필수 과목들 중 가장 어렵고 시간 투자가 많이 요구되는 과목이라고 생각하고 있었는데, 다수의 학생들이 일반화학 교과는 1학년 과정에서 낮은 학점을 취득하고 이후에 재수강을 해야 하는 과목으로 여기고 있었다. 이처럼 일반화학 교과를 학습하는 학습자들이 느끼는 학업의 어려움은 기타 교과의 학습에도 영향을 주고 있음을 알 수 있었는데, 이는 본 연구에 참여한 연구자도 직접적으로 경험할 수 있었던 대목으로, 본 연구의 연구자 중 한 명은 화학교과가 아닌 다른 기초필수 교과의 교수임에도 학생들이 일반화학교과를 어려워한다는 것을 알 수 있었고, 일반 화학과 같은 날 수업 또는 시험이 진행되는 경우 상당히 많은 학생들이 해당 교과를 포기하는 상황을 여러 차례 경험한 바 있다. 이는 선행연구에서도 주장한 바와 일치하는 대목이라 할 수 있는데, 때문에 일반 화학교과에서 느끼는 어려움이 대학생활 전반의 학업에 영향을 줄 수도 있음을 예측 가능하게 하는 대목이기도 하다.
이상 설계된 7개의 가설을 검증해 보았는데 그 결과 가설1과 2는 기각되었고, 가설 5는 약간의 수정을 거쳐 수정된 가설이 채택되었으며, 그 밖의 가설 3, 4, 6, 7은 모두 안정적으로 채택되었다. 즉, 전공이 화학과 밀접한 관련이 있는가와 일반화학학습적성은 관련이 있었으며, 선행학습의 정도 역시 일반화학학습적성과 관련이 있는 요인이며, 수능에서의 선택여부도 일반화학학습적성과 관련이 있는 요인인 것으로 나타났다. 그리고 선행학습이 현재의 학습에 도움이 된다고 느끼는 정도나 현재학습과 공통된다고 느끼는 정도 역시 일반화학학습적성과 관련이 있는 요인인 것으로 나타나 총 5개의 학습배경이 일반 화학학습적성과 관련이 있음을 확인할 수 있었다.
한편 가설 3과 관련해서는 전공과 화학의 밀접성이 일반화학학습적성과는 통계적으로 의미 있는 수준의 관련이 있음을 확인할 수 있었는데, 전공과 화학의 밀접성에 대해 밀접한 집단과 상대적으로 밀접하지 않은 집단으로 독립변수를 설정하고, 일반화학학습적성을 종속변수로 하여 독립표본T검정(T-test)을 진행한 결과 일반화학학습적성은 물론 세 개의 요인 모두에서 통계적으로 유의한 차이가 있음이 관찰되었다. 따라서 가설3은 채택되었다.
한편 화학Ⅱ를 학습한 경험이 없는 응답자들 중에는 화학에 학문적 기초를 두고 있는 전공의 학습자들도 있었는데, 화학과 밀접한 관련이 있는 전공의 응답자 중 화학을 아예 배우지 않았던 경우는 9명으로 해당집단의 4.6%로 나타났고, 화학Ⅰ만 학습한 경우가 63명으로 해당집단의 32.5%인 것으로 나타나서 화학이 매우 중요한 학문적 기초 임에도 충분한 학습이 선행되지 않은 학생들도 적지 않음을 알 수 있었다.
한편 화학학습경험이 있는 학생들에게 응답을 요청한 문항인 ‘고등학교 때의 화학 공부가 대학에서의 일반화학교과목 학습에 얼마나 도움이 되었는지’와 ‘내용적으로 공통요소가 얼마나 있다고 느끼는지’에 관한 조사에서는 각각 205명, 206명이 응답하였는데, 응답현황을 살펴보면 도움이 되었다는 긍정적 응답을 선택한 경우가 유효 응답 중 71.7%(147명)를 차지했고, 공통되는 부분이 있다고 느낀다는 긍정적 응답을 선택한 경우는 유효 응답자 중 82.1%(169명)를 차지하는 것으로 나타났다.

후속연구

더불어 한발 더 나아가 대학의 필수교양강좌 교과들이 학생들의 천덕꾸러기가 아니라 실질적으로 학생들의 학문적 성취의 밑거름이 되는 학습과정이 될 수 있도록 개선되어져야 할 것이며, 이것이 담당 교수자의 역량 제고에만 의존하는 것이 아닌 적절한 행정적 제도의 기반위에 이루어질 수 있기를 기대한다.
앞서 언급했듯이 본 연구에서는 일반화학학습자의 학습배경과 일반화학을 잘 학습할 수 있는 능력이 관련이 있는지 알아보고자 하며 이를 위해서는 일반화학을 잘 학습할 수 있는 능력을 가시적으로 측정할 수 있어야 할 것이다. 이에 본 연구에서는 일반화학을 잘 학습할 수 있는 능력을 측정하는 도구를 개발하였다.
좀 더 구체적으로 제안을 하자면 화학 교과목을 기초로 하지 않는 전공이라면 꼭 1학년 때가 아니라 다른 기간에 일반교양 교과처럼 이수할 수 있도록 하고 일정 트랙을 이수하게 함으로써 좀 더 효율적인 학습을 할 수 있도록 구성하는, 즉 수강하는 시기에 대한 선택권을 부여하여 학생들 개개인의 효율적인 학습을 유도하는 것이다. 다시 말해 기초과정 화학교과를 기초화학과 일반화학 등 두 종류로 구분하여 고등학교에서 정규 화학교과를 모두 학습한 학생들은 바로 일반화학교과에 참여하고 그렇지 않은 학생들은 기초화학교과를 수강하여 일반화학을 학습할 수 있는 기초수준을 다진 후 일반화학교과를 수강하도록 구성하는 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	일반화학교과를 운영하는 교수자들이 제기한 문제점은 무엇인가?	많은 학생들이 답안지의 절반도 채우지 못한다는 것은 애초의 학습량이 적절하게 설계되지 않았거나 교수자가 학생들의 수용정도를 고려하지 않고 홀로 수업을 진행했다는 것으로 볼 수도 있다. 그러나 애초에 해당 수업을 수강할 수 있는 역량을 갖추지 못한 학습자가 대거 섞여 있기 때문이라면 상황은 달라진다. 모든 교과는 각 교과가 제시하는 학습목표가 있으며 이는 해당 강좌를 수강하는 보편적인 수준의 학습자가 학습 가능한 수준으로 설계된다.
	7차 교육과정 이후 고등학교 2,3학년 과정의 특징은 무엇인가?	현재 중등교육기관의 학습은 대개 수학능력시험에 초점을 두고 있는데 7차 교육과정 이후 고등학교 2,3학년 과정은 선택과목 중심으로 운영되고 있어 과학교과의 학습은 수능에서의 필요에 의해 선택적으로 학습하는 경우가 대부분이다. 기초과학은 학문의 위계성이 뚜렷하여 단계별로 차근차근 배워나가야 하는 특성이 있어 고등학교에서 습득한 지식의 양에 따라 대학에서 학업성취도에 차이가 있게 마련이다.
	기초과학을 단계적으로 학습하여야 하는 이유는 무엇인가?	현재 중등교육기관의 학습은 대개 수학능력시험에 초점을 두고 있는데 7차 교육과정 이후 고등학교 2,3학년 과정은 선택과목 중심으로 운영되고 있어 과학교과의 학습은 수능에서의 필요에 의해 선택적으로 학습하는 경우가 대부분이다. 기초과학은 학문의 위계성이 뚜렷하여 단계별로 차근차근 배워나가야 하는 특성이 있어 고등학교에서 습득한 지식의 양에 따라 대학에서 학업성취도에 차이가 있게 마련이다.2) 관련하여 Hong, Kim, & Park(2010)은 전공별로 필요한 고교 선수교과목이 각기 다름에도 이를 고려하지 않고 국영수 위주의 학습이 강조되고 있음을 문제점으로 지적한 바 있다.

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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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