The Effects of Experimental Learning Using Small-Scale Chemistry on the Science Learning Achievement of Elementary School Students and Teachers' Perceptions

Small-Scale Chemistry을 적용한 초등학교 과학실험 수업이 과학 학업성취도에 미치는 영향 및 교사의 인식

The purpose of this study is to devise a Small-Scale Chemistry (SSC) lab program for primary school learners and to examine its effects on science learning achievement. In addition, it will be examined whether the type of learning groups affects the achievement or not. The participants in the current study were 173 6th graders from 6 classes of Y elementary school in Changwon city, Gyeongnam. Three classes(86) were assigned to the experimental group and the other three, the comparative group after checking the pre-homogeneity between the two groups through t-test on the scores of the science mid-term exam. We conducted five experimental sessions on the Acid and Base in the science textbook for the sixth graders. The students of one experimental class worked in pairs and another class worked individually, but the students of the comparative classes were divided into groups of six(one group with pair, another group with individual work in the SSC program, and the other group conducting the traditional experiment with groups of six students). The data were analyzed by t-test and ANOVA. The results showed that experimental learning using individual work in the SSC program compared to traditional experimental learning was effective in improving science learning achievement. also it was indicated that the teachers could reduce their burden of preparing for classes and of school hours when they utilized the SSC laboratory learning program. Teachers could also actively support students' experimental activities in employing the program. Based on the results, we suggest that the development of the SSC laboratory learning program is meaningful in the sense that this program can help elementary schoolers to improve science learning achievements more than the existing traditional experimental methods.

본 연구는 6학년 1학기 산과 염기 단원 중 5차시를 Small-Scale Chemistry를 적용한 실험 수업 프로그램으로 개발하였다. 개발한 프로그램 적용을 경남 창원시에 소재한 Y초등학교 6학년 3개반은 SSC를 활용한 과학수업(n=86)을, 3개 반은 전통적인 실험 수업(n=87)을 진행한 후 학생들의 과학 학업성취도와 과학 학업성취도에 미치는 영향을 알아보았다. 개발한 수업 프로그램을 학생들에게 적용하기에 앞서, 중간학력평가 과학 학업성취도 점수에 대한 t검증을 통해 실험집단과 비교집단 간의 동질성을 확인하였고 실험집단은 2인 1조 또는 개별로, 비교집단은 6명 1모둠으로 구성하여 5차시에 걸쳐 수업을 진행하였다. 그 결과 t-검증을 통한 과학 학업성취도에서 유의확률 0.034로 유의수준 0.05에서 실험집단과 비교집단 사이에 유의미한 차이가 있었다. 추가적으로 전통적인 실험을 한 1개 반과 2명 1조 SSC 적용 실험 수업을 한 1개 반, 개별 SSC 적용 실험 수업을 한 1개 반의 과학 학업성취도를 살펴보았다. 일원배치 분산분석을 통해 살펴 본 결과 F 통계값 3.759, 유의확률 0.027로 유의수준 0.05에서 유의미한 차이가 있었으며, 전통적인 실험반의 평균은 67.58, 2인 1조 SSC 적용 실험반은 75.86, 개별 SSC 적용 실험반은 80.89로 개별 SSC 적용 실험반에서 과학 학업성취도가 가장 높았다. 또한 SSC를 적용한 실험 수업 프로그램을 준비할 때 교사는 수업 준비 및 수업 시간에 대한 부담이 줄었으며, 수업시간 동안 학생활동을 적극적으로 도와 줄 수 있었을 뿐 아니라 학생들의 실험활동도 적극적으로 이루어졌다. 이러한 결과를 통해 SSC 적용 실험 수업 프로그램 개발은 의미가 있으며 기존의 전통적인 실험 방법보다 학생들의 과학 학업성취도를 향상시킬 수 있음을 제시하였다.