The Effects of Cooperative Learning to Study the Unit 'Metabolism' in High School: Application of STAD Model

Problem solving ability, having been thought as one of the most important goals of science education is also a primary task for the current education. Indeed, the students' problem solving ability has shown almost no actual progress, despite our long accumulated science education. Under this circumstances, cooperative learning, a way to grow students' positive inter-dependence and problem solving ability in the basis of their active participation and discussion, was proposed as an effective teaching method. But, results have not consistently shown the advantage of cooperative learning over traditional learning for promoting academic achievement in science. Studies have consistently shown greater effectiveness on affective aspects. But, relatively few have focused on biology in Korea. The purpose of this study was to examine the effects of cooperative learning on the achievement and attitude of high school biology students. The pretest-posttest control group design was applied. The sample consisted of 50 11th-grade female students in experimental group(cooperative learning Student Team Achievement Division model) and 50 students in control group(traditional learning). Students in both groups recieved identical content instruction on the unit 'II. Methabolism'. These groups were treated for 13 hours during 5 weeks. Achievement data were collected using a 24-item multiple-choice test(content validity= .85). Science attitude was measured by an instrument which adapted by Kim In Hee(1994). The instrument(Cronbach $\alpha$=.89) included 40 items in four subscales: attitude toward science, social meaning of science, attitude toward science class, and scientific attitude. An analysis of covariance (ANCOVA) was used as the data analysis procedure. For the achievement data, no significant difference exists between the cooperative and traditional groups (p> .05). But, cooperative learning was effective in low-ability students(p < .05). For the science learning attitude data, cooperative learning was more effective than the traditional one(p< .05). Students in the cooperative group acheived better than those in traditional one especially in the subscale of attitude toward science class. There was no meaningful difference of the two methods in both high and average ability students, while cooperative learning was more effective than the traditional one in low ability students(p<.05).

고등학교 생물 '물질대사' 단원에서 협동학습의 효과: STAD 모형의 적용

문제 해결 능력의 신장은 과학 교육의 중요한 목표로 간주되어 왔고 현 사회의 교육이 담당해야할 중요한 과제이다. 그러나 오래 동안 과학 수업을 받은 후에도 학생들의 문제 해결 수준은 향상되지 않았고 이에 효과적인 교수 방법으로 학생들의 능동적인 참여와 토론을 기반으로 긍정적 상호 의존성을 기르면서 문제 해결 능력의 향상을 가져올 수 있는 협동학습이 제안되었다. 그러나 고등학교 생물 분야에서는 타 과학 과목에 비해 협동학습을 적용한 충분한 연구가 수행되지 못하였다. 따라서 본 연구에서는 인문계 고등학교 자연계 생물II의 'II. 물질대사' 단원에 대하여 협동학습을 실시한 후. 학업 성취도 및 과학 학습 태도에 대한 효과를 전통적 수업과 비교하여 분석하였다. 연구 대상은 서울시 소재 여자 고등학교 2학년 자연계 학생들 100명이며, 2개 학급 중 한 학급의 협동학습을 실시하고 나머지 한 학급은 전통적 수업을 하였다. 본 연구의 검사도구는 학업 성취도 검사지의 경우 단원의 내용 및 수업 목표를 근거로 객관식 24문항으로 구성되었고 과학 학습 태도 검사 도구는 김인희(1994) 연구에서 개발된 총 40개의 리커어트 척도 문항으로 구성되었다. 본 연구는 사전-사후 검사 통제 집단(pretest-posttest control group) 설계에 기초하여 협동학습의 모형 중 STAD모형을 적용하였고 5주 동안 총 13차시에 걸쳐 실시되었다. 협동학습은 학업성취도를 향상시키는데 전통적 수업보다 더 효과적이지 않았다(p> .05). 협동학습은 상위 및 중위 수준의 학생들에게 효과가 없었으나 학위 수준의 학생들에게는 전통적 수업보다 더 효과적이었다.(p< .05). 협동학습은 전통적 수업에 비해 학생들의 과학 학습 태도 변화에 있어서 더 효과적이었다.(p< .05). 과학 학습 태도에서 4개의 하위 영역 중 '과학에 대한 태도', '과학의 사회적 의미', '과학 교과에 대한 태도'의 영역에서는 협동학습이 전통적 수업 보다 효과가 없었으나(p> .05) '과학 교과에 대한 태도' 영역에서는 협동학습이 효과적이었다(p< .05). 협동학습은 상위 및 중위 수준의 학생들의 과학 학습태도를 변화시키는데 효과가 없었으나 하위 수준의 학생들에는 효과적이었다(p< .05).