[논문]초등예비교사의 토의 토론 중심 과학수업이 과학개념 및 과학교수효능감에 미치는 효과

이용섭

doi:10.15523/jksese.2019.12.2.165

초등예비교사의 토의 토론 중심 과학수업이 과학개념 및 과학교수효능감에 미치는 효과
The Effects of Discussion-Based Science Class of Pre-service Teachers on Concept of Science and Science Teaching Efficacy 원문보기

대한지구과학교육학회지 = Journal of the Korean society of earth science education, v.12 no.2, 2019년, pp.165 - 173

초록
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본 연구의 목적은 토의 토론 중심 과학수업이 과학적 개념 습득 및 과학교수효능감에 미치는 효과를 알아보는데 있다. 연구의 대상은 B 교육대학교의 2학년 학생 27명을 대상으로 연구집단을 구성하였다. 토의 토론 중심을 활용한 과학수업을 위해 2015 개정교육과정을 분석하여 지구와 우주영역인 '태양계와 별', '지구와 달의 운동', '계절의 변화' 단원에서 20개의 과학개념을 추출하였다. 그리고 과학주제를 토의 토론 중심 과학수업 12차시로 나누었으며, 12주간의 실험처치를 하였다. 연구집단에 사전-사후검사로 과학개념 검사, 과학교수효능감 검사를 하였다. 토의 토론 중심 과학수업을 통해 자연스럽게 과학개념의 습득과 과학교수효능감이 향상될 수 있도록 연구절차를 설정하여 연구를 진행하였다. 이에 대한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등예비교사들의 토의 토론 중심 과학수업은 과학개념 습득에 효과가 있었다. 둘째, 초등예비교사들의 토의 토론 중심 과학수업이 과학교수효능감 함양에 효과가 있었다. 셋째, 초등예비교사들의 토의 토론 중심 과학수업에 대한 인식 변화를 분석한 결과 참가한 학생 대부분이 토의 토론 중심의 과학수업에 대해 긍정적으로 인식하고 있었다. 이러한 연구 결과를 통하여 토의 토론 중심 과학수업이 초등예비교사들의 과학 개념 습득 및 과학교수효능감에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study purposes to figure out the effects of applying discussion-based science class on concept of science achievement and science teaching efficacy. This study established an twelve-week period of experimental treatment from April to June 2019, and the students who participated in this study formed a research group consisting of 27 students in the first semester of the second year of the B University of Education. and taking courses in 'elementary Science Textbook Research 1' For the classes applying discussion-based science class, the analysis was made on 2015 revised curriculum, and 12th process-centered performance assessment based on discussion. The developed data had designed to develop concept of science achievement and science teaching efficacy. The study group applied process-centered performance assessment based on discussion science class, so unaffectedly study group could improve their concept of science achievement and science teaching efficacy. B University of education is singleness class that doesn't have compare group, so this study is constituted only study group. Applying based-discussion science class to study group, before and after concept of science concept test, science teaching efficacy test is performed. The results of the study were as follows. First, the study group applied discussion-based science class had statistically significant differences in concept of science achievement (p<.05). Second, the study group applied discussion-based science class had statistically significant differences in science teaching efficacy(p<.05). Third, after discussion-based science class of pre-service teachers have a very good feeling. Through such study results, the study could figure out that the class applying discussion-based science class has positive effect on concept of science achievement and science teaching efficacy.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Learning topics and concept extraction
표 Table 2. Discussion subject activities by topic
표 Table 3. Test question of science teaching efficacy
표 Table 4. Pre-post test Results of Scientific Concepts by Elementary Pre-service Teachers
표 Table 5. Pre-post test Results of Science Teaching Efficacy by Elementary Pre-service Teachers
표 Table 6. Awareness of elementary pre-service teachers on science class by discussion

AI 본문요약
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문제 정의

토의 토론 중심 과학수업이 초등예비교사들의 과학 개념 습득 및 과학교수효능감에 미치는 효과를 분석하기 위하여 과학개념과 과학교수효능감에 대해 사전-사후검사를 실시하고 그 결과값을 통계패키지 SPSS 25을 통해 t-검정으로 연구집단을 분석하였다. 그리고 연구집단 초등예비교사들에게 토의 토론 과학중심에 대한 인식을 알아보고자 그 결과를 분석하였다.
본 연구는 먼저 연구 주제에 따른 선행 연구들을 고찰한 후, 초등예비교사들을 대상으로 ‘초등과학과 교재연구’강좌에서 초등과학 교과의 주제를 선정하여 토의 토론 중심 과학수업으로 과학개념 및 과학교수효능 감에 미치는 효과를 알아보고자 하였다.
본 연구에서는 초등예비교사들의 과학 개념 습득 및 과학교수효능감에 미치는 효과를 알아보기 위해 토의 토론 중심 과학수업 활동을 활용하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 다음과 같이 제언을 해본다.
본 연구에서는 초등예비교사들의 토의 토론 중심 과학수업이 과학 개념 습득과 과학교수효능감에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 이러한 연구목적의 달성을 위해 초등예비교사들을 대상으로 지구와 우주영역인 ‘태양계와 별’, ‘지구와 달의 운동’, ‘계절의 변화’ 단원에서 모둠별 토의 토론 학습으로 수업을 진행하였 다.
본 연구에서는 토의 토론 중심 과학수업이 과학개념 습득 및 과학교수효능감에 미치는 효과를 알아보고자 하였다.
본 연구에서는 토의 토론 중심의 과학수업이 과학 개념 습득 및 과학교수효능감에 미치는 효과를 알아보기 위해 다음과 같은 연구 문제를 설정하였다.

제안 방법

초등예비교사들의 사전 과학에 대한 개념수준 정도를 질문(물음)으로 알아본 결과, 과학개념 수준이 매우 취약하다는 것을 알게 되었다. 각 문항마다 난이도를 고려하여 한 가지의 개념을 한 문항으로 구성하여 20문항을 만들어 10문항은 사전검사지, 10문항은 사후검사지로 만들어 전문가 집단을 구성하여 내용타당도 검증을 거쳤다. 본 검사지 의 문항은 3가지 영역으로 나누었다.
지구와 우주 영역인 ‘태양계와 별’, ‘지구와 달의 운동’, ‘계절의 변화’ 단원에서 과학개념 20개를 추출하였다. 과학개념 수준을 고려하여 과학개념습득의 효과를 알아보기 위 해서 사전 10문항, 사후 10문항을 만들어 사전-사후 검사지로 사용하였다. 그리고 과학개념을 중심으로 12주 간 12차시의 수업으로 실험처치를 하였다.
본 주제에 따라 개념을 추출 하여 총 20개의 개념을 선정하였다. 과학주제에 따라 토의 토론에 대한 기법을 설정하여 수업을 진행하였다. 토의 토론 활동으로는 브레인스토밍, Visual Thinking, Jigsaw, 돌아가며 말하기, 동전 내놓기, 생선뼈 그래프, 창문열기 등을 활용하였다.
과학개념 수준을 고려하여 과학개념습득의 효과를 알아보기 위 해서 사전 10문항, 사후 10문항을 만들어 사전-사후 검사지로 사용하였다. 그리고 과학개념을 중심으로 12주 간 12차시의 수업으로 실험처치를 하였다. 연구집단에 사전-사후 검사지로 과학개념 검사지, 과학교수효능감 검사지로 연구의 결과를 분석하여 처리하였다.
본 문항은 각각 사전, 사후 10개 문항으로 구성되어 있으며 ‘태양계와 별’ 단원에서 사전(5문항), 사후(4문항)을 배정하였으며, ‘지구와 달의 운동’ 단원 에서는 사전(3문항), 사후(4문항)으로 구성, ‘계절의 변화’ 단원에서는 사전, 사후 각각 2문항으로 구성하였다.
설문지는 리커트 5점 척도 방식으로 구성하였다. 본 설문지는 학습의 흥미도 영역, 학습의 참여도 영역, 학습의 이해도 영역, 학습자의 친밀도 영역으로 나누어 설문문항을 작성하였다. 이에 대한 설문내용을 분석하였다(Table 6).
본 수업을 위해 학습주제 18개를 12차시로 설정하였으며 연구 기간은 2019년 4월 1주부터 6월 4주까지 12 주간 실험처치를 하였다. 본 주제에 따라 개념을 추출 하여 총 20개의 개념을 선정하였다.
본 연구는 2019년 3월부터 6월까지 15주간의 실험처치 기간을 설정하여 토의 토론 중심 과학수업을 진행하였다. 연구에 참여한 학생들은 B 교육대학교 2학년 1학기에 재학 중이며 ‘과학과 교재연구 1’ 강좌를 수강하는 1개반 27명 학생을 대상으로 연구집단을 구성하였다.
본 수업을 위해 학습주제 18개를 12차시로 설정하였으며 연구 기간은 2019년 4월 1주부터 6월 4주까지 12 주간 실험처치를 하였다. 본 주제에 따라 개념을 추출 하여 총 20개의 개념을 선정하였다. 과학주제에 따라 토의 토론에 대한 기법을 설정하여 수업을 진행하였다.
토의 토론 중심 과학수업에 대한 초등예비교사들의 인식 변화를 알아보기 위하여 토의 토론 중심 과학수업에 대한 인식 변화 설문을 하였다. 설문지는 리커트 5점 척도 방식으로 구성하였다. 본 설문지는 학습의 흥미도 영역, 학습의 참여도 영역, 학습의 이해도 영역, 학습자의 친밀도 영역으로 나누어 설문문항을 작성하였다.
그리고 과학개념을 중심으로 12주 간 12차시의 수업으로 실험처치를 하였다. 연구집단에 사전-사후 검사지로 과학개념 검사지, 과학교수효능감 검사지로 연구의 결과를 분석하여 처리하였다.
이러한 연구목적의 달성을 위해 초등예비교사들을 대상으로 지구와 우주영역인 ‘태양계와 별’, ‘지구와 달의 운동’, ‘계절의 변화’ 단원에서 모둠별 토의 토론 학습으로 수업을 진행하였 다.
본 설문지는 학습의 흥미도 영역, 학습의 참여도 영역, 학습의 이해도 영역, 학습자의 친밀도 영역으로 나누어 설문문항을 작성하였다. 이에 대한 설문내용을 분석하였다(Table 6).
초등학교 예비교사들이 초등학생들을 대상으로 교수학습 활동에 필수적인 주제와 개념을 추출하여 연구 실험 처치를 하였다. 학습주제 및 개념 추출은 2015 개정 초등과학 교과서를 대상으로 주제와 개념을 추출하여 분석하였다(Table 1).
토의 토론 중심 과학수업에 대한 초등예비교사들의 인식 변화를 알아보기 위하여 토의 토론 중심 과학수업에 대한 인식 변화 설문을 하였다. 설문지는 리커트 5점 척도 방식으로 구성하였다.
과학주제에 따라 토의 토론에 대한 기법을 설정하여 수업을 진행하였다. 토의 토론 활동으로는 브레인스토밍, Visual Thinking, Jigsaw, 돌아가며 말하기, 동전 내놓기, 생선뼈 그래프, 창문열기 등을 활용하였다. 이에 대한 학습주제 및 토의 토론 활동을 제시하면 다음과 같다(Table 2).

대상 데이터

연구에 참여한 학생들은 B 교육대학교 2학년 1학기에 재학 중이며 ‘과학과 교재연구 1’ 강좌를 수강하는 1개반 27명 학생을 대상으로 연구집단을 구성하였다.
지구와 우주 영역인 ‘태양계와 별’, ‘지구와 달의 운동’, ‘계절의 변화’ 단원에서 과학개념 20개를 추출하였다.
초등학교 예비교사들이 초등학생들을 대상으로 교수학습 활동에 필수적인 주제와 개념을 추출하여 연구 실험 처치를 하였다. 학습주제 및 개념 추출은 2015 개정 초등과학 교과서를 대상으로 주제와 개념을 추출하여 분석하였다(Table 1).

데이터처리

토의 토론 중심 과학수업이 초등예비교사들의 과학 개념 습득 및 과학교수효능감에 미치는 효과를 분석하기 위하여 과학개념과 과학교수효능감에 대해 사전-사후검사를 실시하고 그 결과값을 통계패키지 SPSS 25을 통해 t-검정으로 연구집단을 분석하였다. 그리고 연구집단 초등예비교사들에게 토의 토론 과학중심에 대한 인식을 알아보고자 그 결과를 분석하였다.

이론/모형

과학 교수 효능감 측정도구는 임청환(2003)이 Enochs & Riggs(1990)의 STEBI를 번안한 과학 교수 개인 효능감 13문항과 과학 교수 결과 기대감 12문항으로 구성된 25문항을 사용하였다.

성능/효과

둘째, 초등예비교사의 토의 토론 중심 과학수업이 과학교수효능감에 미치는 효과는 긍정적이었다. 사전, 사후 검사지를 비교하였을 때 모두 통계적으로 유의미한 결과를 확인할 수 있었다.
05). 따라서 토의 토론 중심 과학 수업은 과학개념 습득에 효과가 있는 것으로 나타났다.
셋째, 초등예비교사의 토의 토론 중심 과학수업에 대한 인식은 긍정적으로 나타났다. 토의 토론 중심 과학수업 만족도 설문지를 조사한 결과, 토의 토론 수업이 흥미롭고 기존의 강의식 수업보다 만족스럽다고 반응한 학생들이 다수였다.
이 도구의 문항 신뢰도 Cronbach α는 과학 교수 개인 효능감 0.81, 과학 교 수 결과 기대감 0.76으로 전체 과학 교수 효능감은 0.82로 나타났다(Table 3).
첫째, 초등예비교사의 토의 토론 중심 과학수업이 과학개념 습득에 미치는 효과가 있었다. 사전, 사후 검사 지를 비교하였을 때 통계적으로 유의미한 결과를 확인 할 수 있었다.
초등예비교사의 대부분(90%)이 고등학교에서 인문반(인문계열) 이수를 하였다. 초등예비교사들의 사전 과학에 대한 개념수준 정도를 질문(물음)으로 알아본 결과, 과학개념 수준이 매우 취약하다는 것을 알게 되었다. 각 문항마다 난이도를 고려하여 한 가지의 개념을 한 문항으로 구성하여 20문항을 만들어 10문항은 사전검사지, 10문항은 사후검사지로 만들어 전문가 집단을 구성하여 내용타당도 검증을 거쳤다.

후속연구

둘째, 초등예비교사들을 대상으로 다양한 토의 토론 중심 과학수업 학습방법을 통해 다양한 종속변인을 설정하여 연구해 볼 필요가 있다. 종속변인의 효과성 검정 결과를 근거로 또 다른 종속변인에 대해 연구할 가치가 있다고 본다.
현장교육에서는 이미 초등학생들을 대상으로 여러 교과목에서 다양한 토의 토론 학습방법을 구안하여 접목하고 있다. 이러한 현장교육의 상황을 잘 파악하여 초등예비교사들이 대학에서 다양한 토의 토론 과학수업 학습방법을 경험함으로써 보다 나은 교수법 연구에 관심을 갖게 될 것이다.
둘째, 초등예비교사들을 대상으로 다양한 토의 토론 중심 과학수업 학습방법을 통해 다양한 종속변인을 설정하여 연구해 볼 필요가 있다. 종속변인의 효과성 검정 결과를 근거로 또 다른 종속변인에 대해 연구할 가치가 있다고 본다.
첫째, 초등예비교사들을 대상으로 다양한 토의 토론 중심 과학수업 학습 방법에 대해 연구할 필요가 있다고 본다. 현장교육에서는 이미 초등학생들을 대상으로 여러 교과목에서 다양한 토의 토론 학습방법을 구안하여 접목하고 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	경제적으로 우위를 선점할 수 있는 유일한 방법은 무엇인가?	매우 급변하는 이 시대에 이러한 세계정세의 변화는 우리나라의 성장 동력이 될 학생들의 교육에도 매우 중요한 영향을 미친다. 경제적으로 우위를 선점할 수 있는 유일한 방법은 그 어느 나라보다도 비교우위가 되는 상품을 만들어내야 하는 것이며 그것은 현시대의 과제이기도 하다. 이러한 현실에서 학생들을 가르치는 교사 및 예비교사들의 교육방법도 매우 중요하다고 할 수 있다.
	과학 교과의 기본적인 것은 무엇인가?	그러므로 다양한 방법의 토의 토론 중심의 학습이 초등과학교육에서 반드시 필요하다고 본다. 무엇보다도 과학 교과의 기본적인 것은 기초적인 과학개념을 인지하고 습득하여 적용하는 것이라 볼 수 있다. 이러한 일련의 학습과정을 거치며 과학개념 습득에 주안을 두는 것은 매우 바람직하다고 할 수 있다.
	과학개념을 수정 보완하는 일련의 과정이 초등예비교사들에게 교수기술에 대한 지도방안에 도움이 되었다고 해석되는 이유는 무엇인가?	이는 토의활동이 초등예비교사들에게 자기효능감을 함양하여 교수효능감 함양에도 효과가 있을 것이라 예측할 수 있다. 김은진(2013)의 연구결과에서는 오개념을 교정하는 과정에서 과학교수효능감 함양에 효과가 있음을 밝히고 있다. 이는 과학개념을 수정 보완하는 일련의 과정도 초등예비교사들에게 교수기술에 대한 지도방안에 도움이 되었다고 해석된다.

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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