학교학습에서 성취도의 향상은 가장 중요한 연구과제 중의 하나가 된다. Carroll(1963)이 학교학습모형에서 시간이 학습의 정도를 결정하는 주요 요인임을 지적한 후로 시간과 성취도와의 관계에 대해 상당한 연구가 진행되었다. 완전학습은 Carroll의 모형을 실제 학교수업에 적용한 것으로, 어느 학습자라도 학습에 필요한 시간만큼 학습하도록 하면 높은 수준의 성취도에 도달할 수 있다는 것이다. 이와 같은 완전학습 이론은 실제의 수업에 적용하는데 있어서 몇 가지 비판이 가해졌다. 즉, 학습시간이 길어짐에 따라 성취도 증가 추세는 감소하므로 시간당 얻는 소득이 감소한다는 것과 집단학습의 경우에 느린 학습자가 학습할 동안에 빠른 학습자가 기다려야 한다는 것이다. 이러한 비판은 시간을 하나의 교육자원이라 할 때 학습시간을 상당히 길게 하여 성취도를 올리는 것이 효과적인 방법이 아님을 의미한다.
그리고 인지학습의 측면에서 살펴보면, 학습내용이 학습자의 인지구조와의 상호작용에 의해 학습이 이루어지기 위해서는 적합한 시간이 필요하게 된다. 즉, 이보다 짧은 시간이 주어지거나 또는 학습시간이 길어지게 되면 단위시간당 학습이 이루어지는 효율은 감소하므로 학습효율의 극대화가 이루어지는 시간이 존재할 것으로 추정되었다. 따라서 단위시간당 이루어지는 학습성취도의 증가를 학습효율이라 하고, 이 값이 극대화되는 시간을 최적학습시간이라 하였다.
학습효율을 조사하기 위해 중학교 과학 교과내용과 고등학교 생물 I의 교과내용 중에서 학습과제를 선정하였다. 중학교에서의 학습과제는 단원 II. 물질대사의 소화와 흡수 중에서 “영양분”과 “입과 위에서의 소화”라는 소단원이었다. 이때 학습자 변인을 통제하기 위해 한 학급을 대상으로 하여 수업을 진행하면서 형성평가를 통해 매 시간마다 성취도를 측정하였다. 성취도는 학습시간이 길수록 높아졌으나 학습효율은 첫 시간 이후에 가장 높았고 그 후로 점차 감소하였다. 이때의 평가문항을 Bloom의 지식, 이해, 적용으로 분류했을 때, 지식을 평가하는 문항이 전체의 반 정도를 차지하였다. 그러나 이 문항 중에서 이해와 적용력을 평가하는 문항을 따로 분리하여 조사한 결과에 의하면 학습효율이 2시간 동안 학습한 후에 가장 높게 나타났다. 이것은 지식보다는 이해와 적용력을 평가하는 문항이 문제 해결을 위해 보다 복잡한 개념체계의 학습을 필요로 하기 때문에 최적학습시간이 길어진 것으로 생각된다.
고등학교에서의 학습과제는 단원 II의 사람의 영양 중의 소화와 순환 단원이었고, 단원 III의 생식과 발생 중의 감수분열이었다. 이때에는 학습자의 특성이 유사한 학급을 선정하고 학급마다 수업시간을 달리하였다. 학습한 시간이 길수록 성취도는 증가했으나 학습효율이 극대화되는 시간은 과제에 따라 차이가 있었다. 중단원에 속하는 “소화”는 6시간 동안 학습했을 때 학습효율이 극대값을 보였으며, “순환”은 최적학습시간이 6시간 이상인 것으로 나타났다. 소단원에 속하는 “감수분열”은 2시간 동안 수업한 후에 가장 높은 학습효율을 보였다.
이와 같은 최적학습시간은 수업진도를 결정하는데 있어서 고려해야 할 사항이라 할 수 있다. 따라서 현행의 수업내용에 배정된 시간을 조사하여 실험에서 구한 최적학습시간과 비교하여 보았다. 이때 전자와 후자 사이에서 큰 차이가 발견되지 않았는데, 이것은 수업시간을 배정할 때 선행 경험에 의해 학습자의 이해 정도를 고려한 때문으로 생각된다. 결과적으로 현행의 교과서에 배정된 시간이란 그 내용을 이해하는데에는 비교적 적합한 시간이라 할 수 있다.
그러나 현행 생물교육과정의 선정 기준을 보면 교과내용은 주어진 단위시간에 학습이 가능해야 하며, 탐구과정에 의해 이를 학습해야 한다고 규정하고 있다. 즉, 주어진 시간 내에 탐구적 수업 방법에 의해 교육내용 전체를 학습해야 한다는 것을 의미한다. 학습효율이 극대화되는 시간은 개념의 이해를 목표로 했을 때와 탐구력 신장을 목표로 했을 때 차이가 있다. 전자에 비해 후자의 경우에 필요로 하는 시간이 상당히 길어지게 되므로 과학학습에서 개념의 이해뿐 아니라 탐구학습을 통한 탐구능력의 신장까지를 학습목표로 하는 경우에는 시간이 절대적으로 부족하다고 할 수 있다. 그러므로 탐구학습이 과학교육에서 절실한 것이라면 이를 위한 교재의 개발과 아울러 학습할 수 있는 시간의 배려가 있어야 할 것이다.
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김희백 (서울대학교 대학원 과학교육과)
학위년도: 1988년 7월
지도교수 : 장남기