Effects of the Variable Activities in the 'Thinking Science' Program on the Ability of Variable-Controlling of Elementary School Students

This is one of the basic research for inspecting the possibility of the development of logical thinking capability to make possible formal thinking. The 5th grade students (n=306) in the elementary school were participated in this study. Performing the 6 variable-controlling activities in the 'Thinking Science' program for one semester, the SRT II test and the Variable-Controlling test were operated to examine the effects on the development of the variable-controlling ability by treatments, gender, and cognitive levels. Performing of the variable-controlling activities was highly successive on the development of students' variable-controlling ability. Although learning effect on the ability of identifying causal variable was moderate, the abilities of controlling experimental condition, measurement of variable, and identifying result variable were significantly developed. There was statistically significant difference by gender. Girls showed better performance all the time in both groups. Boys in the experimental group were getting better gradually, so the difference by gender was somewhat decreased. Examining the variable-controlling ability by cognitive levels, students in the experimental group show significant increase in all levels, especially the students in early, mid, and mature concrete level show substantial learning effects. The results of this study implied that the variable-controlling activities in the 'Thinking Science' could be effective for learning of variable-controlling and eventually for the development of logical thinking capability to make possible formal thinking.

'생각하는 과학' 프로그램의 변인활동이 초등학생의 변인통제 능력에 미치는 효과

형식적인 사고를 가능하게 하는 논리적 사고력의 형성 가능성에 대한 기초적인 연구 활동의 하나로, '생각하는 과학' 프로그램에 있는 변인통제 활동의 학습효과를 조사하였다. 초등학교 5학년 306명의 학생들이 연구에 참가하였으며, 같은 분량의 사간에 실험반에서는 교육과정에 따른 과학 교과 수업과 변인통제 활동을 병행하였고, 통제반에서는 과학교과 수업만을 수행하였다. 연구 초기에 논리적 사고력 검사와 변인통제 검사를 이용하여 사전 상태를 비교하고, 한 학기 동안 변인통제 활동 6개를 12차시에 걸쳐 진행하면서, 처치별, 성별, 인지수준별 학습효과를 알아보았다. 처치활동은 초등학교 5학년 학생들의 변인통제능력 신장에 매우 효과적인 것으로 나타났다. 변인통제능력의 하위요소별로 분석한 결과, 특별히 실험조건 통제, 변인측정과 결과변인 학습에 매우 효과적인 것으로 나타났고, 원인변인 학습효과도 다소 있는 것으로 나타났다. 남 여학생들의 사전 변인통제능력을 비교한 결과 여학생들이 월등히 높은 점수를 보였다. 변인통제 학습 후 남 여학생들 모두에게 거의 같은 정도로 우수한 학습효과가 나타났으며, 통제반에서 차이가 더 벌어진 반면, 실험반에서는 그 격차가 좁혀졌다. 학생들의 인지수준에 따란 변인통제 학습효과를 분석한 결과, 모든 인지수준에서 실험반 학생들의 변인 통제능력이 상당히 향상되었다. 특히 전기 구체적 조작기, 중기 구체적 조작기와 후기 구체적 조작기에 있는 학생들의 변인통제능력은 크게 향상되었다. 변인판별 능력은 전기 구체적 조작기, 중기 구체적 조작기와 후기 구체적 조작기에 있는 학생들이 거의 같은 정도의 우수한 발전을 보여주었으며, 실험설계 능력은 모든 수준에서 상당히 향상되었다. '생각하는 과학'의 변인통제 활동과 같은 형태의 학습내용을 현행 학교 과학교육에 적극적으로 도입해볼 필요가 있다.