"과학문화교육"

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

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과학교육학 학위논문 요약과 종합해설

협동 학습이 중학생의 과학 지식, 탐구능력 및 학습 환경 인식에 미치는 효과

(박사학위 논문요약)

본 연구는 협동 학습이 중학생의 과학 지식, 탐구 능력, 과학 학습 환경에 대한 인식에 미치는 효과를 밝히는 것을 목적으로 하였다.

이를 위해 향상 점수에 근거하여 팀 보상을 실시하는 협동 학습 I, 향상 점수 대신 팀의 형성 평가 원점수에 근거하여 팀 보상을 실시하는 협동 학습 II, 그리고 교사 중심으로 이루어지는 전통 학습으로 나누어 이들 학습간의 효과를 비교하고, 학습 방법과 학생들의 학업능력 수준간의 상호 작용 효과를 알아보고자 하였다.

협동 학습은 STAD 방법의 교수 절차인 ‘교사 지도→팀 활동→퀴즈(형성평가)→팀 인정’과정을 ‘팀 활동→ 교사의 보충 지도→퀴즈→팀 인정’ 과정으로 수정하여 실시하였다.

서울 시내 강북 지역 소재 1개 중학교 2학년 남학생 3개 반을 대상으로 과학 지식, 탐구 능력, 학습 환경 인식의 사전 검사를 실시하고, 지식과 탐구 능력 검사 결과를 근거로 협동 학습 집단을 학업 능력면에서 이질적이 되도록 구성원 5-6명의 팀으로 구성하였다. 실험 처치는 주당 3시간씩 약 5주 동안 실시하였으며, 1차시, 3차시, 10차시에는 처지 방법별로 2팀을 무선 표집하여 언어 상호작용을 녹음하였다. 처치 후에는 사후 검사 및 협동 학습에 대한 질문지 조사를 실시하였다.
통계 처리는 사전 검사 점수를 공변량으로 한 공분산 분석 및 쌍별 비교를 위한 t 검증을 실시하였으며, 세 처치 집단간에 공통 기울기를 가지지 않는 ‘마찰’에 대해서는 사후 검사 결과에 대해 분산 분석, Tukey 및 Scheffe' 검증, t-검증을 실시하였다. 언어적 상호 작용은 유형별 빈도수와 그 특징을 분석하였으며, 학생용 질문지는 각 문항별로 빈도 분포를 조사하였다.

과학 지식에 대해서는 세 학습 방법 사이에 유의미한 차이가 없다. 그러나 탐구 능력에 대해서는 협동 학습이 전통적 학습보다 효과적이지만(p<.01) 협동 학습 I과 협동 학습 II간에는 차이가 없다(p>.05). 학습 방법과 학업 능력간의 상호 작용 효과가 있는데(p<.05), 협동 학습에서는 학업 능력 상위 수준 학생(H)이 가장 높고, 그 다음으로 하위 수준 학생(L), 중위 수준 학생(M)의 순서로 점수가 높은 데 비해, 전통적 학습에서는 H>M>L 순서로 높게 나타났다. 특히 하위 수준 학생의 경우에는 전통적 학습에 비해 협동학습에서 점수가 매우 높게 나타났다.

학습 환경에 대한 인식의 경우 학생들은 만족도와 응집력 및 경쟁성이 높고, 마찰과 곤란도가 낮은 교실 환경을 선호하였으나, 실제로 학생들이 느끼는 교시 환경은 만족도와 응집력이 낮고, 마찰과 곤란도 및 경쟁성이 높은 것이었다. 수업 처치 후 협동 학습에서는 학생들이 실제로 느끼는 환경에 대한 인식이 선호하는 환경쪽으로 변하였으며, 특히 하위 수준 학생이 더 긍정적인 경향을 보였다. 그러나 전통적 학습의 경우에는 사전 검사와 큰 차이를 보이지 않았으며, 하위 수준 학생은 오히려 선호하는 환경으로부터 더 멀어지는 경향을 보였다.

이러한 변화 경향의 통계적 유의미성을 검증한 결과, 만족도의 경우 전통적 학습에 비해 협동 학습 I이 효과적이며(p<.05), 협동학습 II는 더욱 효과적이었다(p<.01). 곤란도의 경우에는 두 협동학습 모두 전통적 학습에 비해 매우 효과적이며, 응집력의 경우에는 협동학습 II만 전통적 학습에 비해 매우 효과적이었다(p<.01).

학생들의 언어적 상호 작용은 협동 학습이 전통 학습에 비해 빈도가 많고 수준도 높게 나타났으며, 협동 학습의 적용으로 상호 작용의 빈도 특히, 설명 수준의 상호 작용의 빈도가 증가하였다.

협동 학습을 경험한 학생들은 협동 학습에 대한 흥미, 참여도, 공부에 도움이 되는 정도, 계속 참여 희망 등에서 긍정적인 반응을 보였으나, 자신의 행한 역할에 대해서는 부정적이었다. 협동 학습의 장점으로는 학업 성취가 향상되었을 경우 상품 제공, 협동심 배양, 모르면 동료가 가르쳐 줌 등의 순서로 나타났으며, 단점으로는 학습장의 소란이 압도적으로 지적되었고, 스스로 하지 않고 남에게 미루는 것이 그 다음으로 많이 지적되었다.

결론적으로 협동 학습은 중학생의 과학 지식에서는 전통적 학습에 비해 더 효과적이라고 할 수 없지만 탐구 능력과 학습 환경에 대한 인식에는 보다 효과적이다. 그리고 STAD에서 향상 점수에 근거한 보상 방법과 형성평가 원점수에 근거한 보상 방법간에는 효과 차이가 없다. 하위 능력의 학생은 모든 결과에서 협동 학습의 혜택을 보고 있으며, 상위 및 중위 수준 학생은 일부 결과에서 혜택을 보거나 최소한 전통적 학습과 같은 효과를 보였다.

주요어: 협동 학습, 과학 지식, 탐구 능력, 학습 환경에 대한 인식, 언어적 상호 작용, 학습 방법과 학업 능력의 상호 작용
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서울대학교 대학원 과학교육과 지구과학교육 전공
1997년도 박사 학위
지도교수: 최승언

첨부
학위논문요약(이양락).hwp

이양락
한국교육과정평가원

과학문화교육연구소