한국 역사 속 과학 탐방을 통한

중학생의 발산적 과학 탐구력의 향상 모형

A Model of Enhancing the Divergent Scientific Inquiry Ability of Secondary Students through "The Field Trip to Korean Cultural Sites"

박상우(서울대학교, 2000. 8)

국문 초록

발산적 과학 탐구력은 설명되지 않은 일상과 자연의 현상에 대하여 학생 자신이 갖는 궁금증을 바탕으로 탐구 질문을 만들고 실험하고 결론을 반추하여 질문에 대한 답을 얻을 수 있는 능력을 말한다. 본 연구의 목적은 한국 역사 속 과학 탐방 수업을 통하여 발산적 과학 탐구력을 향상시키는 모형을 개발하는 것이다.

발산적 과학 탐구력은 종합적, 전일적 상황에서 학생 자신이 알고 싶어하는 탐구 질문을 해결함으로써 향상된다고 보고, 상황에 대한 친숙화, 탐구 질문의 설정을 위한 토론, 결론에 대한 반추 활동을 중심으로 한 한국 역사 속 과학 탐방 수업을 통한 발산적 과학 탐구력 향상 모형을 구안하였다. 모형에 준거하여 세종대왕기념관을 탐방지로 하는 한국 역사 속 과학 탐방 수업의 상세 계획과 세종대왕기념관 과학 탐방 자료를 개발하였다.

모형의 타당성을 검증하기 위하여 서울 지역 중학교 1학년 학생들을 대상으로 세종대왕기념관 과학 탐방 수업을 실시하였다. 과학 탐방 수업 전과 후에 각각 발산적 과학 탐구력 측정을 위한 수업을 실시하여 과학 탐구 능력, 발산적 과학 탐구력, 그리고 탐구활동시간을 비교하였으며, 처치 집단의 발산적 과학 탐구 활동에 대하여 일화 분석을 하였다. 또한, 세종대왕기념관 과학 탐방 수업 동안의 학생의 활동 과정을 사례를 통해 관찰하고 분석함으로써 과학 탐방 수업이 연구 결과에 영향을 주는지를 판단하였다.

세종대왕기념관 과학 탐방 수업 후 과학 탐구 능력을 비교한 결과, 처치 집단은 통제 집단보다 전체 과학 탐구 능력 점수가 높아졌으나 유의한 차이는 아니었다(p>.05). 탐구요소별 과학 탐구능력 점수에 대한 공변량분석 결과, 가설 설정에서만 통계적으로 유의미하게 높았다(p<.05). 발산적 과학 탐구력 판단 준거에 의한 발산적 과학 탐구력을 비교한 결과, 과학 탐방 수업에 따른 처치 집단과 통제 집단 사이에 발산적 과학 탐구력 점수에 유의미한 차이는 없었다(p>.05). 발산적 과학 탐구력 점수를 탐구 질문의 설정, 탐구의 계획과 수행, 결론의 평가와 확장 및 과학 지식의 적용의 활동 범주별로 공변량분석을 한 결과, 탐구 질문의 설정, 과학 지식의 적용, 결론의 평가와 확장 범주에서 발산적 과학 탐구력 점수가 향상되었으며, 특히 결론의 평가와 확장 범주에서 통계적으로 유의미하게 높았다(p<.05). 일부 학생들에 대하여 사전 사후 탐구활동시간을 비교하였다. 처치 집단의 학생들은 과학 탐방 수업 후 평균 총 탐구활동시간이 50%이상 증가하였으며, 활동 범주별로는 탐구 질문의 설정에서 2.17배, 결론의 평가와 확장에서 3.71배 증가한 반면, 탐구의 계획과 수행에서 근소하게 감소하였다. 총 탐구활동시간 중 탐구 질문의 설정과 결론의 평가와 확장 범주가 차지하는 비율이 증가한 반면, 탐구의 계획과 수행이 차지하는 비율은 큰 폭으로 감소하였다. 통제 집단은 평균 총 탐구활동시간 및 활동 범주별 탐구활동시간에 거의 변화가 없었다. 발산적 과학 탐구력 측정 수업에서의 처치 집단 학생들의 일화를 분석한 결과, 학생들은 탐방 수업 후 탐구 질문을 정선하여 한가지 탐구 질문으로 깊이 있게 탐구하려 하였고, 서술을 요구하는 질문보다는 실험과 추론을 요구하는 질문을 설정하려 하였으며, 질문을 해결하는데 관찰, 실험, 조사 외에도 추론, 설명, 토론을 강조하였다. 또, 탐구 결론을 쉽게 추리하기보다는 스스로 얻은 결론의 불충분함을 인정하여 계속적인 탐구가 필요함을 진술하였다.

세종대왕기념관 과학 탐방 수업에서의 사례 행동에 대한 관찰을 분석한 결과, 탐방 상황은 학생들에게 생소하지만 탐구할만한 동기를 제공하였다. 기념관과 유물에 대한 생소함이 줄어듦에도 사례 중 일부는 쉽게 탐구 질문을 설정하지 못하였으며, 자신의 탐구 질문에 대한 토론에 도움을 받아 탐구 질문을 설정할 수 있었다. 탐방 중 탐구 수행은 주로 관찰, 예상, 간단한 실험 정도만 가능하였으며, 교실에서의 추후 활동이 필요함이 지적되었다. 탐구 결과 발표 수업은 학생들이 얻은 결론을 반추할 수 있게 하였다.

한국 역사 속 과학 탐방을 통한 발산적 과학 탐구력 향상 모형에 따른 과학 탐방 수업은 첫째, 학생들에게 종합적, 전일적 상황을 제공하여 발산적 과학 탐구를 하는 기회를 제공하였고, 둘째, 탐방 안내와 토론이 포함된 탐구 활동에서 학생이 자신의 탐구 질문을 갖게 하였으며, 셋째, 탐방 후 결과 발표 수업은 자신이 얻은 결론을 평가하고 반추하게 할 수 있었다. 그러나, 한국 역사 속 과학 탐방 수업은 실험, 자료 조사, 관찰 등을 수행할 환경이나 시간이 부족하여 탐구 수행이 이루어지지 못하였다. 발산적 과학 탐구력을 종합적으로 향상시키기 위하여 한국 역사 속 과학 탐방을 정규 수업에 적극적으로 통합하여 충분한 실험, 자료 조사, 사색 등이 이루어질 필요가 있다.

주요어: 한국 역사 속 과학 탐방, 세종대왕기념관 과학 탐방 수업, 발산적 과학 탐구력 향상 모형, 과학 탐구 능력, 발산적 과학 탐구력, 탐구활동시간, 상황에 대한 친숙화, 탐구 질문의 설정, 결론의 평가와 확장