"과학문화교육"

2006-12-25 (Vol 3, No 12)

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과학교육학 학위논문 요약과 종합해설

화학 개념 학습에서 협동적 CAI와 상호동료교수적 CAI의 효과: 개념 이해와 언어적 상호작용

본 연구에서는 학습자간 사회적 상호작용을 강조한 컴퓨터 보조 수업(CAI: computer-assisted instruction)을 개발하여 그 교수 효과와 소집단 학습 과정에서 학생들의 언어적 상호작용을 조사하였다.

연구 I에서는 CAI에서 학생들의 사회적 상호작용을 활성화시키기 위한 방안으로 상호동료교수적 CAI를 개발하여 화학 개념 학습에 적용하였다. 상호동료교수적 CAI가 학생들의 개념 이해도, 오개념 유형, 개념 파지, 과학 학습 동기 및 수업에 대한 인식에 미치는 효과를 통제 및 협동적 CAI 집단과 비교하였다.

연구 대상은 서울시에 소재한 남녀 공학 중학교 1학년 학생 91명이었다. 학생들을 통제, 협동적 CAI(Coop-CAI) 및 상호동료교수적 CAI(RPT-CAI) 집단에 배치하고, 분자 운동 단원을 대상으로 4차시 동안 수업을 실시하였다. 두 처치 집단에서는 사전 성취 수준이 이질적인 두 명의 학생이 짝을 지어 수업을 진행하도록 하였다. Coop-CAI와 RPT-CAI 집단은 물질의 동적인 입자성을 강조한 애니메이션으로 구성된 학습자 통제형 CAI 프로그램을 활용하여 각각 협동 학습과 상호동료교수 전략을 활용한 수업을 하였다.

연구 결과, 두 처치 집단의 개념 이해도 점수가 성별에 관계없이 통제 집단보다 유의미하게 높았고, RPT-CAI 집단의 점수는 Coop-CAI 집단보다도 높았다. 또한 두 처치 집단 학생들의 목표 개념에 대한 빈도는 통제 집단보다 높았고, 특히 RPT-CAI 집단의 빈도가 Coop-CAI 집단보다 높았다. 또한 오개념의 빈도는 RPT-CAI 집단이 다른 두 집단보다 매우 낮은 경향성을 보였다. 한편, 학생들은 입자 수준의 분자 운동에 대한 매우 다양한 오개념을 지니고 있는 것으로 나타났다. 개념 파지 검사 결과에서는 수업 처치와 성별과의 상호작용 효과가 있었다. 두 처치 집단 여학생들의 개념 파지 검사 점수가 통제 집단에 비해 유의미하게 높았다. 학습 동기의 자신감과 관련성 영역에서 수업 처치와 성별에 따른 상호작용 효과가 있었다. 단순 검증 결과, 남학생이나 여학생 모두 집단간 통계적인 차이는 없었다. 학생들의 수업 방법에 대한 인식은 두 처치 집단 모두 비교적 긍정적이었다.

연구 II에서는 Coop-CAI와 RPT-CAI 집단의 각각 4개 조에서 총 16명의 학생들을 대상으로 언어적 상호작용 양상을 분석하였다. 각 조별 학습자간 언어적 상호작용을 녹음 및 녹화한 후, 기록 원고를 작성하고 분석하였다. 언어적 상호작용을 분석하기 위하여 개별 진술 및 상호작용 단위 수준의 분류틀을 개발하였다.

개별 진술 및 상호작용 단위 분석 결과, 각 소집단 구성 특징에 따라 학생들의 사전 성취도 및 성별이 과제 관련 상호작용에 기여하는 정도와 관련이 있었다. 지식 구성 상호작용에서는 대칭적 상호작용의 비중이 높았다. 그러나 학습자간 과제 관련 대화가 지식 구성을 심화시키는 정교화 과정으로 진행되기보다는 단순한 질문과 응답으로 끝나는 경우가 많았다. 또한 조별 학습에 대한 반성적인 활동 중의 하나인 소집단 활동 점검 빈도는 낮았고, 부정적인 상호작용이 많았는데, 이는 각 소집단 구성원들의 친밀감과 유대감이 약했음을 보여준다. 전반적으로 동성으로 이루어진 조가 혼성으로 이루어진 조에 비해 언어적 상호작용의 빈도가 더 높은 것으로 나타났다. 두 처치 집단의 수업 전략에 따라 비교해 보면, RPT-CAI 집단이 Coop-CAI 집단보다 개별 진술이나 상호작용 단위의 빈도가 약 2배 정도 높았다. 개별 진술 단위의 세부적인 분석 결과, RPT-CAI 집단은 Coop-CAI 집단보다 정교한 정보의 제공, 질문, 상대방의 견해 평가 진술의 빈도가 상대적으로 높았다. 상호작용 단위의 분석에서는 RPT-CAI 집단이 Coop-CAI 집단보다 지식 구성 상호작용의 빈도가 매우 높았는데, 이 중에서 대칭적 단순 상호작용과 대칭적 정교화 상호작용의 비중이 컸다. 또한 Coop-CAI 집단의 경우, 동성으로 이루어진 조에서는 성취 수준이 상위인 학생이, 혼성으로 이루어진 조에서는 남학생이 언어적 상호작용에 기여하는 정도가 컸다. 한편, RPT-CAI 집단의 경우는 거의 모든 조 구성원들의 언어적 상호작용에 참여하는 정도의 차이가 줄어드는 경향성이 나타났다. 특히 RPT-CAI 집단 혼성조의 여학생이 상호작용에 적극적으로 참여하는 정도가 증가하였다.

주요어: 컴퓨터 보조 수업, 협동 학습, 상호동료교수, 개념 학습, 언어적 상호작용, 오개념
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서울대학교 대학원 과학교육과 화학교육 전공
2006년도
지도교수: 노태희

첨부
서울대학교_김경순_박사학위논문.pdf

김경순
서울대학교 교육종합연구원 과학교육연구소

과학문화교육연구소