효과적인 SSI 관련 의사결정 학습 방법의 모색을 위하여, 중학교 과학 우수학생들을 대상으로 지구온난화와 관련한 논쟁 상황을 주제로 자기주도적 협동학습을 강조한 SSI 의사결정 학습을 진행하였다. 자기주도적 협동학습을 강조한 SSI의사결정 학습은 (1) 교사가 제시하는 자료에 의존하지 않고 자기주도적으로 관련 자료를 수집하고, (2) 협동학습을 통해 찬성과 반대의 주장과 근거를 공유하며, (3) 마지막 글쓰기를 통해 자신의 의사결정과정을 정리하는 것을 강조하고 있다. 본 연구에서는 마지막 단계에서 이루어진 학생들의 의사결정 글쓰기를 분석하여 학습의 효과를 알아보았다. 학습의 효과를 알아보기 위하여 지구온난화 관련 논쟁 상황의 분석 및 설명을 교사 강의로 진행한 그룹 A, 분석 자료를 정리하여 교사가 제공하고 소그룹 토의와 프리젠테이션 과정을 진행한 그룹 B를 대조 그룹으로 설정하였다. 그리고 세 그룹의 수업 후 (1) 학생들의 의사결정 선택의 결과, (2) 학생들의 의사결정 글쓰기에 나타난 논증 구조의 수준, (3) 반성적 사고의 수준, (4) 과학의 본성을 포함한 과학적 정보의 활용 수준을 비교하였다. 그 결과 자기주도적 협동학습을 강조한 SSI 의사결정 학습이 학생들의 정보에 기반한 의사결정, 보다 높은 수준의 논증구조, 보다 높은 수준의 반성적 사고, 과학적 정보에 대한 평가 및 해석, 과학의 본성에 대한 이해에 긍정적인 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 결론적으로 이 학습의 결과, 학생들은 관련된 과학적 정보에 기반하여 보다 과학적으로 의미있는 의사결정에 도달하게 되었음을 알 수 있었다.
본 연구는 초등학교 4학년 2학기 1단원 '식물의 세계'에서 학습자 중심의 다양한 관찰학습을 적용하기 위해 다중지능 요소별 관찰 전략을 개발하여 과학수업에 관찰 학습 프로그램을 적용하고 초등학생들의 관찰능력, 학업성취도, 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 이를 위해 단원 차시별 관찰 대상 및 주제를 선정하고 다중지능 활용 교수 학습 방법 중 적합한 방법을 추출하여 다중지능 요소별 관찰전략을 개발하였다. 개발한 관찰전략을 활용하는 관찰학습 프로그램 단계를 구상하였으며 관찰능력, 학업성취도, 과학적 태도에 관한 사전검사를 실시하였다. 관찰학습 프로그램 단계마다 개발한 다중지능 요소별 관찰전략 중 적절한 전략을 선택하여 교수학습을 계획하고 수업에 투입하였다. 수업 실시 후 관찰능력, 학업성취도, 과학적 태도에 관한 사후 검사를 통해 효과를 분석하였다. 그 결과 첫째, 다중지능 요소별 관찰전략을 적용한 관찰 능력을 검사에서 학생들의 관찰 능력 수준을 상위단계로 발전시키는데 긍정적인 영향을 끼친 것으로 보인다. 관찰 능력 검사의 하위 영역인 진술문 구별하기, 정량관찰, 정성관찰 영역에서 실험반이 비교반보다 높은 점수를 나타냈다. 둘째, 관찰 전략의 적용은 학생들의 과학적 개념 이해에 효과적이었으며 초등 과학 생물 영역 성취도 검사에서 실험반이 비교반보다 점수가 높은 점수를 받도록 하였다. 셋째, 과학적 태도 검사에서는 과학적 태도의 하위 요소인 개방성, 자진성, 창의성에서 유의미한 차이가 있었다. 다중지능 요소별 관찰전략은 과학적 태도 변화에도 긍정적인 효과를 끼쳤음을 알 수 있다. 이 연구 결과를 종합하면 다중지능 요소별 관찰전략을 적용한 결과 관찰능력, 학업성취도, 과학적 태도 모든 영역에서 효과가 있었다. 따라서 다중지능 요소별 관찰 전략은 초등학교의 과학 수업 현장에서 교수 학습 방법의 하나로 제시 될 수 있으며 의미있는 과학수업이 될 것이다.
우리나라 최초의 과학영재학교인 한국과학영재학교의 과학교육을 위한 학습 지원 체제 및 학습 환경을 진단하고 그 유용성에 대한 학생들의 인식을 분석하였다. 이 조사를 위하여 자체 개발한 선다형 검사 문항을 사용하였으며 각 학년별로 학습 지원 체계의 효용성에 대한 인식의 차이를 조사하였다. 연구대상은 한국과학영재학교의 재학생 129명을 대상으로 설문 조사하였다. 연구결과로 첫째, 한국과학영재학교의 과학교육을 위한 학습 지원 체제는 대체로 유용한 것으로 나타났으며, 학생들은 교과수업, 인터넷활용, 실험 및 실습실, 독서실, 자연과학도서관, 연구회활동 및 동아리, AA(Academic Advisor)제도 , SAF(Science Academy Fair), 전자교재, 외부연사 초청특강의 순으로 유용성이 높다고 평가하였다. 둘째, 학생들이 추가로 희망하는 학습관련 지원으로는 교과교사의 학습방법 안내, 구두발표 능력 향상 프로그램, 온 오프라인 학습공동체 구축 등이 있었다. 이러한 결과는 과학영재의 잠재적 미성취 현상을 줄이고 학생들의 학교 부적응 상태를 호전시킬 수 있는 하나의 방안이 될 수 있을 것이다. 또한 학교 측면에서의 학습지원 체제를 개선하여 향후 고등학생 수준의 과학영재교육의 방향을 설정하는 데에 시사점을 제공 할 수 있을 것이다.
본 연구에서는 과학 수업의 정리 단계에서 글쓰기를 강조한 수업이 학생들의 과학 관련 태도, 학습 동기 및 학업 성취도에 미치는 영향을 알아보았다. 경기도 소재 중학교 1개교의 2학년 학생 127명을 연구 대상으로 총 30차시에 걸쳐 수업을 진행하였다. 수업 정리 단계에서 실험반은 학습 목표와 연관된 과학 개념을 글쓰기로 정리하였고, 비교반은 문제 풀이로 정리하였다. 학생들의 과학 관련 태도는 TOSRA를 수정 보완한 과학 관련 태도 검사지, 과학 학습 동기는 PALS와 MSLQ를 수정 보완한 과학 학습 동기 검사지, 학업 성취도는 학교의 지필 평가를 이용하여 측정하였다. 본 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 관련 태도 검사 결과, 과학 글쓰기 수업은 학생들의 전체적인 과학적 태도 함양에 유의미한 효과가 있었다(p<.05). 특히, 하위 영역에서는 학생들의 '과학 탐구에 대한 태도'와 '과학 수업의 즐거움', ' 과학에 대한 적극성'에 유의미한 효과가 있었다(p<.05). 둘째, 과학 학습 동기 검사 결과, 과학 글쓰기 수업은 학생들의 전체적인 학습 동기를 유의미하게 향상시켰으며(p<.05), 하위 영역에서는 '과제에 대한 가치'와 '자기 효능감'에 효과가 있었다. 셋째, 과학 글쓰기를 활용한 수업은 학생들의 학업 성취도 향상에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다(p<.05). 특히 상위 수준의 학업 성취도 집단에 더 효과가 있는 것으로 나타났다.
이 연구에서는 가상현실 기술을 활용하여 지구과학 교과의 지질 단원 수업에 적용하였을 때 학생들의 학습 동기에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위해 D소재 과학고등학교 1학년 91명을 대상으로 우리나라의 지질학습장 일부에 대하여 제작된 가상현실 학습 자료로 15차시의 수업을 진행하였다. 이때 학습 동기 전략 ARCS를 사용하였다. 수업을 진행하기 전 사전검사를 한 다음 수업 진행 후 사후 검사를 실시하고 면담을 진행하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 지구과학 교과 지질단원의 핵심 개념 요소가 포함된 우리나라의 지질학습장을 선택하여 가상현실 학습 자료를 개발하여 수업에 적용함으로서 야외답사의 단점인 시간, 거리, 비용 문제를 해결할 수 있다. 둘째, 지구과학 교과 수업에 가상현실 기술의 활용은 학습자의 학습 동기 요소 중 주의집중, 만족감, 자신감에 긍정적인 효과가 있으며, 학생들은 학습 활동에 대한 흥미와 몰입, 주의집중 향상에 도움이 된다.
본 연구의 목적은 야외지질학습에서 학습한 퇴적환경에 대한 언어네트워크가 과학영재와 일반학생에 따라 어떤 차이가 있는지 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 각각 15명의 과학영재와 일반학생을 연구 대상으로 선정하였으며, 퇴적환경의 학습장소로 적절한 채석강에서 야외 지질학습을 수행하였다. 자료 수집은 야외지질학습 관찰 및 학생들의 탐구활동 보고서를 통해 이루어졌으며, 이렇게 수집된 보고서는 언어네트워크분석을 이용하여 분석하였다. 분석 결과 첫째, 야외지질학습 동안 학습된 퇴적환경에 대한 언어네트워크는 과학영재들이 일반학생에 비해 더 크고 복잡한 구조를 이루고 있었다. 둘째, 과학영재는 퇴적물을 이루는 자갈의 특성을 분급, 원마도 등의 개념과 관련지어 퇴적환경을 적절히 해석하고 있었지만 일반학생들은 퇴적환경과 관련된 개념이 파편화되어 사용되고 있었다.
수준별 학습지는 열린 교실에서 주요한 학습 자료이다. 그러나, 초등 학교에서 학습지들이 종종 원칙없이 개발되어 왔다. 특히, 과학 교육적 요소들이 학습지 개발에서 무시되어 온 경향이 있다. 이러한 문제점들을 개선하고자 과학 지식의 맥락적 특성과 교육적 구성주의를 고려한 수준별 학습지 모형을 개발하였다. 이 모형의 틀은 탐구와 학습 과제에 나타나는 맥락으로 구성되어 있다. 학습지의 수준은 탐구요소의 통합성과 맥락의 친근성을 바탕으로 결정하였다.
본 연구는 2015 개정 과학과 교육과정에서 중등학교의 모든 학생들이 이수해야 하는 공통과목인 중학교 과학, 고등학교 통합과학과 과학탐구실험의 성취기준 139개와 교과서 활동 496개를 대상으로 과학과 사회정서학습 요소를 분석하였다. 교육과정 성취기준의 경우, 7개의 과학과 사회정서학습 요소 중 '문화적 이해'는 거의 포함되지 않았고, '수리', '창의적 사고'는 중학교에서 높은 빈도로 나타났으며, '비판적 사고', '사회적 기술', '윤리적 이해'는 고등학교에 높은 빈도로 포함되어 있었다. 교과서 활동의 경우, 중학교와 고등학교의 사회정서학습 요소의 경향성이 비슷하게 나타났다. '비판적 사고', '창의적 사고', '사회적 기술' 등이 중점적으로 제공되고, '윤리적 이해'와 '문화적 이해'는 제한적으로 반영되어 있었다. 총체적인 사회정서학습 요소 함양을 위해서는 교육과정 성취기준의 구체화 또는 교과서 활동 및 교수-학습 과정에서의 보완 등이 필요하다.
이 연구에서는 TIMSS 학생 설문 자료 중에서 과학에 대한 자신감, 과학 학습에 대한 흥미, 과학 학습 동기, 과학 관련 진로 희망에 관련된 문항을 분석하여 우리나라 중학생의 과학에 대한 태도 추이 및 태도에서의 생차를 알아보았고, 우리나라 학생의 과학에 대한 태도를 싱가포르, 대만, 홍콩, 일본 중학생들과 비교하여 그 특정을 파악하였다. 우리나라 중학교 2학년 학생의 과학 학습에 대한 흥미와 과학 학습에 대한 외적 동기는 TIMSS 1999에서 감소하였다가 2003에서 다시 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 과학 학습에 대한 흥미의 경우 그 하락 및 상승폭이 상대적으로 컸다. 반면에 과학에 대해 자신감을 가진 학생과 과학 관련 직업을 희망히는 학생의 비율은 지속적으로 감소하는 추세를 보이는 것으로 나타났다. 과학에 대한 자신감의 경우, 1995와 1999에서는 남녀 학생이 비슷한 양상을 보였으나 1999에서 2003으로 진행하면서 남학생의 자신감은 큰 변화가 없는 반면 여학생의 자신감은 큰 폭으로 하락하는 것으로 나타났다. 과학 학습에 대한 흥미 추이는 남녀가 비슷한 양상을 보였으며, TIMSS 1999에서 하락하였다가 TIMSS 2003에서 다시 상승하는 것으로 나타났다. 과학 학습 동기는 남녀 모두 상승하는 추세인 것으로 나타났으며, 특히 여학생의 경우 상승폭이 컸다. 과학 관련 직업을 희망하는 학생의 비율은 남학생의 경우에는 지속적으로 감소하고 있는 반면, 여학생의 경우에는 TIMSS 1999에서 감소하였다가 TIMSS 2003에서 다시 약간 상승하는 것으로 나타났다. 성취도가 높고 교육에 대한 사회적 가치나 문화적 배경이 유사한 싱가포르, 대만, 홍콩, 일본 등 아시아 4개 국가와 비교한 결과, 우리나라는 과학에 대한 자신감, 과학과 관련된 진로 희망, 과학 학습에 대한 흥미가 가장 낮은 국가인 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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