과학 수업은 과학 교사와 학생들이 만나 가르치고 학습하며 과학 교육을 수행해 나가는 출발점이 된다. 따라서 성공적이고 좋은 과학 수업이 이루어지도록 하는 데 교사와 학생은 물론 학부모, 교육 행정가, 과학 교육 연구자 등 다양한 교육 주체가 과학 수업에 관심을 가지고 있다. 이 연구에서는 과학 교사의 학습지도 능력 중에서 어떤 것이 중요한지에 대해 알아보기 위하여, 다양한 교육 주체를 대상으로 설문 조사를 하였다. 조사 결과 학생들은 '수업의 진행'과 '교사의 태도'를 중요시하는 반면, 현직 교사는 '학습자 특성 및 교과내용 분석'과 '교사 학생 상호작용'을 가장 중요시하며, 예비 교사와 학부모는 '교사 학생 상호작용'과 '수업의 진행'을 강조한다. 또한 교육 행정가는 '교수 학습 전략의 수립'을, 과학 교육 연구자는 '교육과정의 이해 및 교수 학습 방법 개선 노력'을 '학습자 특성 및 교과내용 분석'과 함께 강조한다. 이 연구 결과는 교육 주체 사이에 과학 교육에 대한 커뮤니케이션에서 과학 수업에 대한 서로를 관점을 이해할 수 있는 기초 정보로 활용될 수 있다.
과학교육에서 개념학습이 중요한 위치를 차지히는 만큼, 개념변화에서 인지갈등의 역할은 크다. 그러나 과학교육 연구에서 인지갈등을 유발하는 방법이 과연 얼마나 효과적인지 다수의 인원으로 검증한 연구가 많지 많으며, 같은 상황임에도 학생에 따라 인지갈등과 개념변화의 정도가 다른 원인에 대한 연구도 찾아보기 어렵다. 본 연구는 이러한 의문을 해결하여 인지갈등을 올바로 이해하고, 앞으로의 개념변화 학습에 보다 효과적으로 활용하고자 인지갈등과 개념변화에 미치는 학습자 특성에 따른 차이를 알아보았다. 연구 대상은 대도시, 중소도시, 읍지역의 777명 남녀 중학생이며, 학습자 특성이란 과학 개념학습과 인지갈등 관련 문헌의 고찰과 과학교육 전문가 대상의 설문 조사를 통하여 대표적인 6가지 학습 변인으로서 지능, 인지수준, 성적, 인지양식, 성격, 과학에 관련된 태도등이다. 연구 결과, 인지갈등 전략에 의한 개념변화에서, 인지갈등의 정도는 성격과 태도 등 정의적 영역과 관계 있으며, 과학적 개념으로의 변화는 지능, 성적 등 지적 영역과 관계 있었다.
과학교육의 특성상 가장 효과적인 교수 방법은 직접 실험하고, 탐구, 체험 학습을 하는 것이나 시간적, 공간적 제약, 환경 여건, 비용 등을 고려해 볼 때 항상 직접 체험 학습 환경을 제공해 주기는 어렵다. 또한 '지구과학' 영역의 학습은 교실이나 실험실에서 지도하기 어려운 문제점이 있고, 학습 내용들이 본질적으로 가지고 있는 초실험적인 내용이 많아 교수 학습과정에서 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이러한 제한점이 많은 초등학교 과학과 '지구과학' 영역에 대하여 직접 탐구하고 체험할 수 있는 환경과 가까운 멀티미디어 웹 기반 코스웨어를 설계 개발하여 이러한 어려움을 보완한다면 과학 교육의 학습 효과를 더욱 높일 수 있을 것이다. 이에 본 연구에서는 과학과의 지구과학 영역 중 기상 교육을 위한 웹 코스웨어를 설계 개발하여 수업현장에 적용해보고자 한다. 본 연구에서 제시한 웹 코스웨어 학습 프로그램은 단지 디스플레이 형식의 자료에서 벗어나 여러 가지 그림, 소리, 동영상 등의 애니메이션 자료를 제시함은 물론 아동들이 직접 컴퓨터를 조작함으로써 학습목표에 보다 쉽고 재미있게 도달할 수 있도록 제작하여 과학과 교수 학습 방법의 개선을 꾀하고, 학습자들의 과학적 사고력 발달을 도모하고자 한다.
본 연구는 한국과학영재학교 학생들의 과학적 태도, 학습양식, 선호하는 수업형태, 수업환경을 일반계고등학생들과 과학고 학생들과의 비교를 통해 한국과학영재학교 학생들의 학습자 특성을 알아보고, 남녀별 학번별 학습자 특성의 차이를 파악하고자 하였으며 이에 기초한 수업전략을 수립하고자 하였다. 첫째, 한국과학영재학교 학생들의 과학적 태도 수준은 과학고 학생들과 비슷하였으며 일반계 학생들보다 높은 수준이었다. 둘째, 학습양식은 독립형, 협동형, 참여형이 많았다. 셋째, 선호하는 과학수업의 형태는 다양화와 높은 수준의 사고화 요구가 높았다. 넷째, 선호하는 수업환경은 허용적 분위기에 대한 요구가 낮았다 여학생은 남학생보다 과학적 태도에서 개방성, 협동성, 자기주도성의 수준이 높았고, 학습양식은 독립형의 많았으며, 선호하는 수업환경면에서 교사의 지원성과 과제 지향성, 허용적 분위기에 대한 선호가 높았다. 학번에 따른 학습자 특성과 선호도는 차이가 없었다. 이에 따른 수업전략 4가지를 제안하였다.
이 연구는 대학부설 과학영재교육원의 교육프로그램에 제시된 학습목표를 Bloom의 신교육목표분류체계와 언어네트워크분석 방법을 통해 분석하고 결과를 비교함으로써 학습목표를 분석할 때 언어네트워크분석 방법의 적용 가능성을 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 27개 대학부설과학영재교육원의 교육프로그램 중 과학 분야 169개 주제에 제시된 702개의 학습목표를 분석대상으로 선정하여 Bloom의 신교육목표 분류체계에 따라 분류하고 코딩한 후 각 학습목표 사이의 구조적 특성을 알아보기 위해 언어네트워크분석을 사용하였다. 분석 결과로 나타난 주요 특성은 다음과 같다. 첫째, 주제 별로 사용된 학습목표의 특성을 살펴본 결과 초등은 약 3개, 중등은 약 6개의 서로 다른 범주의 학습목표가 사용되고 있었다. 둘째, 연구방법과 학교 급에 관계없이 지식차원의 사실적 지식, 개념적 지식과 인지과정 차원의 '기억하다', '이해하다', '창안하다'의 비중이 높게 나타났다. 셋째, 단순 통계 분석 결과로는 확인할 수 없지만 언어네트워크분석 방법을 통한 가중치에 근거하여 살펴본 결과 초등 단계는 과학적 사실에 대한 학습을 통해 실제실험과정에 적용해 보는 활동을 강조한 반면, 중등 단계는 이보다는 과학적 사실, 개념 자체를 이해하는 것을 더욱 강조하고 있었다. 이와 같은 결과로 볼 때 기존 단순 통계적 연구를 통해 분석한 것에 비해 보다 다양한 학습목표의 특성을 해석할 수 있는 것으로 보아 언어네트워크분석방법이 학습목표를 분석하는데 적용 가능성이 높은 것으로 판단된다.
이 연구에서는 현재 학생들의 인지양식에 부합되는 UCC 활용 교수 학습 모형(4C 모형)을 영재학생들에게 적용하였을 때 과학 관련 정의적 특성의 효과 면에서 어떤 성별 특성이 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 영재학급 학생들을 대상으로 UCC 활용 프로젝트학습을 실시한 후 그에 대한 인식을 조사하였고, 과학 관련 정의적 특성에서의 사전 사후 검사 결과를 비모수 검정을 통해 분석해 보았다. 그 결과, 영재학급 학생들은 UCC 활용 프로젝트 학습에 매우 적극적으로 임하였으며 남학생보다 여학생의 흥미와 참여도가 더 높았고, UCC 제작에 관한 어려움은 남학생이 더 많이 느끼는 것으로 나타났다. 또한 남학생들의 경우 유의미한 변화가 없었지만 여학생들의 창의성이 향상되었고, 과학 불안이 감소되었다. 따라서 UCC 활용 프로젝트학습은 남학생보다 여학생에게 더 효과적임을 알 수 있었다.
우리나라의 소외된 영재를 이해하기 위한 노력의 일환으로 질적 사례연구 기법을 적용하여 가난하고 신체적 아픔이 있는 과학영재의 학습 특성과 전술에 대해 알아보았다. 이를 위해 연구 현장인 주말 물리교실을 중심으로 참여관찰을 했고, 참여자와 참여자의 어머니, 초등학교 5학년 때 담임교사와 면담을 진행하였다. 또한 현지문헌과 자기보고서를 추가로 활용하여 참여자를 종합적으로 이해하고자 했다. 그 결과, 참여자의 학습 특성은 내적동기와 열등감에서 기인하는 '능동적인 학습'과 배척된 관계 속에서 드러나는 '배움을 향한 몸부림'으로 정리할 수 있었다. 참여자의 학습 전술은 경제적 여력이 충분하지 않은 상태에서 배움에 대한 욕구를 충족하기 위한 전략적인 수단으로 '다양한 학습 경로'과 '메타인지적 사고', 그리고 '맞장구치기'의 세 전술을 발견하였다.
이 연구는 과학학습에서 무엇에 주목해야 하느냐는 고민의 연장선에서 이종네트워크로서의 과학학습의 의미에 대해 논의하는 것을 목적으로 수행되었다. 연구 결과, 이론적 논의를 통해 이종네트워크가 갖는 특징을 이종적 구성, 관계에 의한 존재, 번역에 의한 구축과 변화라는 세 가지 측면에서 살펴볼 수 있었다. 그리고 과학학습 역시 이러한 이종네트워크의 특성이 있음을 논의하였다. 더불어서, 이종네트워크로서 과학학습은 우리에게 사물의 격상, 결절된 이종네트워크로서의 개념, '설다'와 '익다'의 너나들이라는 이종네트워크의 구축과 확장으로서의 학습 과정에 주목할 것을 요청하고 있음을 논의하였다. 끝으로 이를 바탕으로 과학학습과 관련하여 몇 가지 제언을 하였다.
중재반응 모형을 적용하여 예방차원의 효과적인 중재를 제공하는 것을 목표로 한다. 학습부진 요인을 인지적 요인, 정의적 요인, 환경적 요인으로 나눠 학습부진 유형을 파악하고, 과학 교과의 특성을 고려하여 과학 탐구 능력 및 과학적 태도 검사를 실시하여 학습부진아에 적합한 지도방안을 모색하고 학습부진 유형별 맞춤형 프로그램을 개발 및 적용하였다. 교육과정 중심측정 및 학업 성취도 검사를 실시하여 학습부진아의 수행수준 및 진전도를 파악하고 과학에 대한 태도 및 과학학습동기 검사를 사전-사후 실시하여 과학에 대한 정의적인 측면에서 맞춤형 학습부진아 지도의 효과를 알아보았다. 수집된 자료의 효과를 검증하기 위해 학업 성취도 검사 및 교육과정 중심 측정 검사를 실시하여 단일 회귀분석 중 선형분석을 이용하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 1단계 일반 교수를 적용하여 과학학습부진아의 수행수준과 진전도를 보면, 수행수준과 진전도에서 진전을 보였으나 학년수준에 미치지 못하는 아동과 수행수준과 진전도에서 변화를 보이지 않는 아동이 있었다. 둘째, 2단계 맞춤형 학습 부진아 지도를 적용하여 과학학습부진아는 학업능력이 크게 향상되었다. 셋째, 과학 학습 부진유형에 따른 맞춤형 학습 부진아 지도가 과학학습부진아의 과학에 대한 태도 및 과학 학습 동기에 긍정적인 영향을 미쳤다. 이와 같은 연구결과를 통해 과학 학습 부진 유형에 따른 맞춤형 학습 부진아 지도프로그램을 과학학습부진아에 적용하여 학업 성취도 및 과학에 대한 태도, 과학학습동기에 긍정적인 영향을 미쳤음을 알 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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