Ⅰ. 서론
2019 세계경제포럼에서 화두는 3년 만에 다시 주요 의제로 선정된
‘4차 산업혁명’이다(World Economic Forum, 2019). 2016년 클라우 스 슈밥이 ‘4차 산업혁명의 이해’를 주요 의제로 올린 이래, ‘4차 산업 혁명’은 국내외를 막론하고 정부와 기업의 정책을 설정하고 재정립하 는 데 있어 중요한 기준이 되었다. 변화하는 시대에서 혁신에 대한 시대적 요구는 교육 분야에도 예외는 아니다. 지식과 정보량이 폭발 적으로 증가하고, 역동성이 강화되는 현대 사회에서는 이러한 문제에 능동적으로 대처할 수 있는 능력과 창의력을 바탕으로 한 융합인재를 육성하는 것이 교육에서 궁극적인 목표가 되었다(Shin, 2013).
이와 같은 사회 분위기 속에서 학교에서 교육은 학생들이 단순히 디지털 기기의 사용법을 익는 것뿐만 아니라 디지털 기기를 활용하여 정보를 획득하고 활용하며 의사소통하는 역량에 초점을 두어야 한다 는 주장이 대두되고 있다(Kim, 2017; Lee & Kim, 2019; Nelson, Courier, & Joseph, 2019; Seo & Kwon, 2004). 이와 유사한 맥락으로 미국의 P21(The Partnership for 21st Century Learning)에서는 21세기 학습을 위한 주요한 역량 중에 하나로 디지털 리터러시를 제시하였다 (Jeong et al., 2016). UNESCO에서도 21세기 학습과 관련하여 다양한 정보를 비판적으로 사고할 수 있는 디지털 리터러시의 중요성을 주목 하였다(Scott, 2015).
디지털 리터러시는 Gilster(1997)에 의해 최초로 사용되었는데, Gilster는 디지털 리터러시를 단순히 컴퓨터를 사용할 수 있는 능력에 서 더 나아가 인터넷에서 찾은 정보의 가치를 제대로 평가하기 위해 컴퓨터 사용자들이 갖추어야 하는 비판적인 사고력을 의미하는 용어 로 정의하였으며, 다양한 출처에서 찾은 다양한 형태의 정보를 이해 하고 이를 바탕으로 정보를 자신의 목적에 맞게 새로운 방식으로 조 합하여 사용하는 능력을 의미하는 용어로 정의하였다(Gilster, 1997).
또한, 그는 디지털 리터러시 개념을 이해하는 중요한 두 가지 핵심으 로 ‘이해’와 ‘활용’을 언급했다. 정보를 자신의 언어로 이해하고, 타당 성을 검증할 수 있어야 하며, 내용을 비판적으로 평가함으로써 검증 된 정보만을 골라서 사용할 줄 알아야 함을 강조하였다(Eshet, 2004;
Gilster, 1997; Lee & Kang, 2000).
디지털 리터러시에 대한 학자들의 정의는 학자마다 내용에 다소 차이가 있으나, 공통적인 부분은 디지털 기기나 정보를 활용하는 능 력을 기초로 한다는데 있다(Eshet, 2004; Kang, Song, & Kim, 2014;
Kim & Ahn, 2003; Seo & Kwon, 2004). 더불어 획득한 정보를 무비 판적으로 수용하는 것이 아니라, 해당 정보를 비판적으로 해석하고 활용하는 점을 강조하고 있다. 요약하면, 디지털 리터러시와 관련된 교육은 디지털 기기나 정보를 활용하는 방법과 더불어 이를 이용한 비판적인 정보의 활용으로 볼 수 있다.
이러한 디지털 리터러시와 관련한 선행연구는 정의적 영역과 관련
디지털 리터러시를 강조한 과학 수업이 중학교 1학년 학생들의 과학 태도 및 핵심역량 성장 인식에 미치는 영향
김성기
1, 유정웅
2, 백성혜
3*1광주과학고등학교, 2천안동성중학교, 3한국교원대학교
The Effect of Science Class Emphasizing Digital Literacy on the Science Attitude and Perception of Growth of Key Competencies in 7th Grade Students
Sungki Kim
1, Jeong-Ung Yu
2, Seoung-Hye Paik
3*1Gwangju Science Academy for the Gifted, 2Cheonan Dongseong Middle School, 3Korea National University of Education A R T I C L E I N F O A B S T R A C T
Article history:
Received 4 March 2020 Received in revised form 23 March 2020
9 April 2020
Accepted 14 April 2020
This study examines the change in students’ science attitude and the growth of their core competencies through science classes emphasizing digital literacy. To this end, we conducted a study on 116 first graders in C middle school in the C region, and entered a science class that emphasized digital literacy of 35 classes. First, as a result of examining the effect on science attitude, a statistically significant change (p<.05) was observed. The effect size for each subregion ranged from 0.67 to 1.52. Second, there were no differences in the overall frequency of growth perception according to the type of class that emphasized digital literacy. However, in the analysis of core competencies, Web-based classes did not show a large difference in frequency by core competencies, whereas high-tech classes were slightly different by core competencies. This is an implication for science education, and it is necessary to increase the utilization of science classes that emphasize digital literacy.
Keywords:
digital literacy, core competency, science attitude, science class
* 교신저자 : 백성혜 ([email protected])
** 이 논문은 2019년 대한민국 교육부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(NRF-2019S1A5C2A04081191)
*** 이 논문은 유정웅의 2019년도 석사학위논문에서 발췌 정리하였음.
http://dx.doi.org/10.14697/jkase.2020.40.2.227
Journal of the Korean Association for Science Education
Journal homepage: www.koreascience.org
된 영향을 살펴보거나(Jo, Park, & Ko, 2019; Kang et al., 2011), 수업 운영 사례 분석(Kim, Oh, & Kim, 2017; Lee & Kim, 2019; Ok et al., 2017), 인식 연구(Kim, 2016; Lee & Lee, 2016; Noh, Shin, &
Lee, 2019)가 주로 시행되었다. 눈여겨 볼만한 것은 디지털 리터러시 와 관련한 국어, 수학, 가정, 정보 등 다양한 교과에서 연구가 활발하 게 진행된 것과 대조적으로 과학 교과와 관련된 연구는 아직 미미한 수준에 있다.
디지털 리터러시와 관련된 선행연구 중 눈여겨 볼만한 것이 바로 정의적 영역과 관련된 부분이다(Jo, Park, & Ko, 2019; Kang et al., 2011). 디지털 리터러시를 통해 학생들의 해당 교과에서의 정의적 영 역과 관련된 특성을 높일 수 있음을 보고하고 있다. 이는 Ministry of Education(2016)이 발표한 ‘과학교육종합계획’의 캐치프레이즈인
‘미래세대의 꿈과 행복을 위한 과학교육’과 연관된 것으로 디지털 리 터러시를 강조한 과학 수업이 학생의 과학에 대한 태도와 같은 정의적 특성을 높일 수 있는지 알아볼 필요가 있다. 또한, 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업이 실제 4차 산업혁명의 시대에 필요한 수업임을 확인하기 위해서는 디지털 리터러시를 강조한 수업을 경험한 학생들 이 실제 수업을 통해 핵심역량과 관련된 부분에서 자신의 역량이 성장 하였는지를 알아볼 필요가 있다. 따라서 이 연구는 다른 교과에 비해 상대적으로 다소 연구가 미미한 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업 을 통해 학생들의 과학에 대한 태도와 핵심역량의 성장을 탐색해 보는 것을 목적으로 한다. 본 연구의 구체적인 연구 문제는 다음과 같다.
가. 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업이 중학교 1학년 학생들의 과학 태도에 영향을 미치는가?
나. 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업 활동에 따라 중학교 1학 년 학생들의 핵심역량 성장 인식에 미치는 영향에 차이가 있는가?
Ⅱ. 연구 방법 1. 수업 설계
디지털 리터러시를 강조한 과학 수업은 크게 Web 기반 수업과 첨단기술 기반 수업 2가지의 유형으로 설계되었다. 총 수업은 35차시 로 구성이 되었으며 자세한 유형에 따른 수업 설계는 Table 1과 같다.
두 유형의 수업 모두 과학 교과 내용을 다루기 때문에 기본적으로 과학적 지식이나 과학적 탐구력 및 사고력을 목표로 하였으나, Web
기반 수업은 특별히 협업을 강조한 수업으로 학생들의 의사소통 역량 과 공동체 역량 함양에 초점을 두었다. 반면, 첨단기술기반 수업은 가상 현실(Virtual Reality, VR), 증강 현실(Augmented Reality, AR), 스마트폰 애플리케이션(Applications, 이하 Apps) 등을 활용한 지식 정보처리 역량에 초점을 두었다.
가. Web 기반 수업
Web 기반 수업의 핵심은 구글 클라우드를 활용한 상호작용에 초 점을 두었다. Web 기반 수업은 Table 2와 같이 10단계로 수업이 설계 되었다. 단계 1은 수업/프로젝트 안내이다. 이 단계에서는 수행할 내 용과 탐구과제를 소개하는 과정이다. 수업 주제에 따라 디지털 기기 나 관련 정보기기 활용법을 안내한다. 단계 2는 주제 선정 및 모둠 학습이다. 프로젝트 활동을 위한 주제를 선정하고, 모둠별로 관련 내 용을 교과서나 참고서적, Web 검색 등을 통해서 사전 학습하는 과정 이다. 서책형 교과서의 경우 지면 제한이 있어 멀티미디어 학습 자료 를 담기 어렵고, 집필 당시의 자료들로 반영되어 최신 자료들은 소개 하기 어려운 한계가 있다. 반면 Web 기반 학습은 온라인 자료 검색 등이 가능하므로 다양한 형태의 최신 자료를 학습에 반영하기 수월하 고, 학습 이해력도 높일 수 있다. 단계 3은 모둠별 탐구 수행(관찰 및 실험)하다. 이 과정은 수업의 형태에 따라서 다양하게 구성할 수 있다. 예를 들어 암석의 분류 단원에서는 암석 표본을 관찰하는 과정 으로 구성할 수 있고, 물질의 상태변화 단원에서는 주제 선정에 따라
유형 주제 차시 내용
Web 기반
암석의 분류 7차시 -모둠별 분류 기준 설정
-Web 자원 활용 자료 검색 -모둠별 관찰/실험 공유
-Google cloud를 활용한 온라인 프레젠테이션 제작 협업 -SNS (Naver, Band) 공유
변화하는 지권 7차시
물질의 상태 6차시
첨단기술기반
VR 지구가 당기는 힘, 중력 1차시 -롤러코스터 가장 현실 체험
과학실험 안전 3차시 -가상 현실 영상 제작 및 시연
AR 지구 내부구조 1차시 -지구 내부구조 탐사
빛의 합성 2차시 -빛의 합성을 통한 빛의 성질 탐색
Apps 탄성력의 측정 4차시 -구글 스프레드시트를 활용한 그래프 그리기
생물의 다양성 4차시 -Web 플랫폼을 활용한 포스터 제작
Table 1. The design for class
단계 내용
1 수업/프로젝트 안내
2 주제 선정 및 모둠 학습
3 모둠별 탐구 수행(관찰 및 실험)
4 모둠 칠판 내용 정리 및 공유
5 Web 기반 클라우드 협업
6 교사 및 동료 피드백 제공
7 Web 기반 클라우드 협업
8 팀별 발표
9 실생활 연계 적용 / SNS 결과 공유
10 자기 평가 /동료 평가 /교사 관찰 평가
Table 2. Web-based class procedure
해당하는 모둠별 예비실험을 수행하는 과정으로 제안할 수도 있다.
더불어 가상 현실(VR)이나 증강 현실(AR) 자료를 활용해서 관련 탐 구를 수행하는 경우도 해당이 된다. 스마트폰 플레이스토어나 앱스토 어에서 관련 애플리케이션을 다운로드 받아 설치해서 관련 탐구를 실행하는 경우도 단계 3에 해당한다. 단계 3은 교사가 구조화하여 자료 및 정보를 사전에 제공할 수도 있으며, 프로젝트 주제 선정에 따라 모둠별로 활동을 다르게 운영할 수도 있다. 단계 4는 모둠 칠판 내용 정리 및 공유이다. 개인별로 교과서나 Web 검색에서 학습한 내용과 모둠별 관찰이나 실험 수행의 결과를 모둠 칠판을 활용하여 내용을 정리하는 과정이다. 학습 내용을 모둠 칠판에 마인드맵 등의 태로 정리하면서 공유하고 부족한 부분을 보완할 수 있다. 모둠 상호 간 질의 - 응답의 과정을 거치면서 학습 내용이 정리되고, 궁금증도 해소할 수 있다. 단계 5는 Web 기반 클라우드 협업 활동이다. 온라인 시스템인 구글 클라우드(Google cloud)를 활용하면, 시간과 장소에 구애받지 않고 Web을 통한 협업 프로젝트가 가능하다(Figure 1). 여 러 종류의 데이터나 정보를 함께 검색하고 공유하며 프레젠테이션 자료를 제작하거나, 스프레드시트를 활용하여 데이터를 시각화할 수 있으며, 워드 기능을 활용하여 보고서도 함께 작성할 수 있다. 단계 6은 교사 및 동료의 피드백이다. 교사는 보조적인 역할을 수행한다.
모둠 협업 중인 프레젠테이션, 스프레드시트 산출물 등을 프로젝터 화면에 투사하여 과정을 모둠 간 피드백하고 자기 점검할 기회를 제 공한다. 단계 7은 Web 기반 클라우드 협업 활동이다. 단계 6의 피드백 을 반영하여 최종 수정 보완하는 과정이다. 다른 모둠의 산출물을 살펴보면서 우수한 점은 반영하고, 보완할 점은 수정하여 최종 프레 젠테이션을 준비하게 된다. 더불어 발표 역할을 내용별 배분하여 시 나리오를 작성하는 과정도 포함한다. 단계 8은 단계 7에서 완성된 팀별 프로젝트를 발표하는 시간이다. 단계 9는 실생활 연계 및 SNS 결과 공유이다. 과학의 유용성에 대한 인식은 과학학습 동기를 유발 하고 과학 관련 진로포부를 다지는데 중요한 시발점이다. 이 단계에 서는 학습 내용과 발표 내용을 실생활과 연결 짓기를 하게 된다. SNS 를 통해 결과를 공유하고 피드백하면서 자연스럽게 디지털 리터러시 가 강조될 수 있도록 하였다(Figure 2). 마지막 단계 10은 수업에 대하 여 자기 평가 및 동료 평가를 진행하고 관련한 교사관찰평가의 총평 을 언급하면서 프로젝트를 마무리하는 단계이다. 이처럼 10단계는 Web 기반 수업에서 진행된 3가지 주제에 각각 적용되었다. 예를 들 어, 7차시 진행된 암석의 분류 수업의 경우 1차시에 1단계와 2단계가 진행되었다. 2∼3차시에는 3단계∼5단계가, 4∼5차시에는 6∼8단계
가, 6차시에는 9단계가, 7차시에는 10단계가 진행되었다.
서론에서 강조한 디지털 리터러시 관련하여 비판적인 정보의 활용 이 Web 기반 수업에서 강조되었다. 학생들에게 모둠 기반 활동으로 어떠한 정보를 획득할 때, 단순히 그 정보를 무비판적으로 수용하는 것이 아니라 그 정보의 출처를 점검하여 해당 정보의 수용 여부를 결정하도록 하였다. 실제 활동을 하면서 한 모둠 내에서 모둠원 간에 찾은 정보가 상이한 경우가 있었다. 이러한 경우 모둠 칠판을 활용하 여 어떠한 정보가 올바른 정보인지를 판단하도록 하였다.
나. 첨단기술 기반 수업
첨단기술 기반 수업은 Web 기반 클라우드 수업과 달리 협업을 통해 공동의 프로젝트를 수행하기보다는 VR, AR, Apps와 같은 첨단 기술을 체험함으로써 개별화 수업을 진행한 점이 Web 기반 수업과의 가장 큰 차이점이다. 개별화 수업을 통한 개인별 학습 결과는 모둠 칠판 등을 통하여 내용을 정리하고 공유하는 과정을 거쳐 소통할 수 있도록 설계하였으며, 총 7단계로 수업을 구성하였다(Table 3). 모둠 별 협업 과정을 제외하면 Web 기반 수업과 유사하다.
단계 내용
1 수업/프로젝트 안내
2 첨단기술 활용 안내
3 첨단기술을 활용한 관찰 및 실험
4 모둠 칠판 내용 정리 및 공유
5 교사 및 동료 피드백 제공
6 실생활 연계 적용 / SNS 결과 공유
7 자기 평가 /동료 평가 /교사 관찰 평가
Table 3. High technology-based class procedure
단계 1은 수업/프로젝트 안내이다. Web 기반 수업과 유사하게 이 단계에서는 수행할 내용과 탐구과제를 소개하는 과정이다. 단계 2는 첨단기술활용에 대한 안내이다. 이 단계에서는 활용한 첨단기술의 활용법에 대해 안내한다. 단계 3은 첨단기술을 이용한 관찰이나 실험 활동이다. Figure 3의 (a)는 VR을 활용함으로써 중력을 체험하는 장 면이며, (b)는 AR을 활용한 학생 수업 활동지의 일부이다. 이후 단계 4∼7은 Web 기반 수업과 동일하게 진행되었다. 이와 같은 7단계는 첨단기술 기반 수업에서 진행된 6가지 주제에 각각 적용되었다.
Figure 1. Creating joint PPT with Google Figure 2. Sharing team project results via SNS
2. 연구 대상
디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 적용하기 위해서 물리적인 공간이 구축된 충청남도 C 지역의 C 중학교를 연구 대상 학교로 선정 하였다. 이 학교는 2017년 창의융합형 과학실 모델학교로 지정되어 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 운영할 수 있는 물리적 공간 이 확보되어 있다. 이 학교의 재학생 중 중학교 1학년 학생을 연구 대상으로 선정하였다. 1학년 학생을 연구 대상으로 선정한 이유는 이 학교에서 1학년 2개 학기 동안에 자유 학기를 운영하기 때문에, 교육 과정에 다소 덜 얽매여 있어 상대적으로 다른 학년에 비해 연구에 설계된 수업을 적용하는 것이 용이하다고 판단하였기 때문이다. 그리 하여 이 연구는 1학년 5개 학급, 116명을 대상으로 연구를 진행하였다.
3. 검사 도구 가. 과학 태도
과학에 대한 태도 검사지는 Shin et al.(2017)이 개발한 검사지를 사용하였다. 이 검사지는 ‘과학학습정서’, ‘과학관련 자아개념’, ‘과학 학습동기’, ‘과학관련 진로포부’, ‘과학관련 태도’의 5가지 영역으로 구성되어 있으며, 총 35개 문항에 대해서 4단계로 리커트 척도로 응답 하게 되어있다. 본 연구에서 이 검사 구도의 Cronbach의 α는 Table 4와 같이 전체 문항에 대해 .965이었으며, 영역별로 .86∼.91을 보였 다. 35개 문항 중 4개 문항이 부정 문항으로 단일방법 편향(mono- method bias)의 위협을 최소화하고자 하였다(Shadish, Cook, &
Campbell, 2002).
나. 핵심역량 성장 인식
디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 통한 핵심역량 성장 인식을 측정하기 위해서 학생들의 자기 응답 보고서(self-report)를 활용하였 다. 전체 35차시 수업이 종료된 후 학생들에게 연구에서 제공한 9개의 수업 주제(Web 기반 3개 주제, 첨단기술 6개 주제) 중에서 자신에게 의미 있는 성장이 있었던 수업 주제와 그 수업을 통해 자신이 어떠한 성장을 인식하게 되었는지를 상세하게 기록하도록 요구하였다. 여러 수업이 의미가 있는 학생들에게는 의미 있는 모든 수업에 대해 기록 하도록 하였다.
4. 자료 수집 및 분석 가. 과학 태도
디지털 리터러시를 강조한 과학 수업이 과학 태도에 미치는 영향을 알아보기 위해 단일집단 전후비교 설계로 자료를 수집하였다. 연구에 서 설계된 수업 이전과 이후에 Shin et al.(2017)이 개발한 검사 도구 를 이용하여 과학 태도 검사를 진행하였다. ‘매우 그렇다’는 4점으로
‘전혀그렇지 않다’는 1점으로 하는 4점 척도로 구성되어 있으며, 영역 별 점수를 산출할 때는 평균점수를 산출하였다. 또한, 부정 문항의 경우 역 배점을 통해 양적 분석을 진행하였다. 과학 태도에 대한 전체 와 하위 영역별 사전검사와 사후검사 점수 차이를 알아보기 위해 유 의수준 .05로 대응표본 t-검정을 시행하였으며, 통계 처리는 SPSS 20 프로그램을 활용하였다. 대응표본 t-검정을 위한 통계적 가정은 정규 성 가정이다. 이 연구에서 정규성 가정은 Kolmogorov-Smrinovtest (a) Gravity class using VR (b) Activity sheet about synthesis of light using AR
Figure 3. Example of using high technology-based on class
하위 영역 문항 번호 문항 수 Cronbach의 α
A. 과학학습정서 A1, A2, A3, A4, A5, A6 6 .86
B. 과학관련 자아개념 B1, B2, B3, B4, B5, B6 6 .90
C. 과학학습 동기 C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10 10 .87
D. 과학관련 진로포부 D1, D2, D3, D4, D5 5 .90
E. 과학관련 태도 E1, E2, E3, E4, E5, E6, E7, E8 8 .91
전체 35 .965
Table 4. The categories of the question for science attitude
test를 통해 확인하였다. 정규성 가정 충족 여부를 확인한 후, 대응표 본 t-검정 결과를 해석하였다.
대응표본 t-검정을 이용하여 통계적 유의성을 확인한 후, 유의미하 다고 판단되는 하위 영역에 대해 효과 크기(effect size)를 계산하였다.
효과 크기는 Cohen(2013)과 Sawilowsky(2009)에 따라 0.20 정도는 작은(small) 효과, 0.50 정도는 중간(medium) 크기 효과, 0.80 정도는 큰(large) 효과, 1.20 정도는 매우 큰(very large) 효과로 해석하였다.
하위 영역 간 효과 크기를 비교하여 상대적으로 더 효과가 큰 영역을 판단하였다.
나. 핵심역량 성장 인식
핵심역량 성장 인식 검사지는 모든 수업이 종료된 후 학생에게 검사지를 작성하도록 요구하였다. 수합된 검사지는 학생별로 검사 내용을 모두 전사하고 수업 주제와 활동별로 학생들의 핵심역량 성장 인식 결과를 분류하였다. 수업 활동에 따른 2015 개정 교육과정의 핵심역량과의 연계를 알아보기 위해 핵심역량 성장 인식을 2015 개정 교육과정에서 제시한 핵심역량에 따라 코딩하였다. 다만, 2015 개정 교육과정에서 제시한 6개의 핵심역량 중 창의적 사고 역량은 자기 보고식 설문지가 갖는 본 연구의 한계상 발견하기 어려워 배제하였다.
또한, 본 연구에서 투입한 과학 수업의 특성상 학생들의 과학 교과와 관련된 역량을 기록한 경우가 많아 이와 관련된 역량을 ‘과학교과 역량’으로 신설하여 빈도를 계산하였다. Table 5에 제시된 역량 코드 를 기반하여 학생들의 성장 인식을 보인 핵심역량을 코딩하였다. 학 생들이 작성한 내용 중 디지털 리터러시와 관계없이 전통적인 형태의 탐구와 관련된 내용은 제외하였고, 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업에 해당하는 경우만을 분리하여 분석하였다. Table 6은 빛의 합 성과 관련된 수업에 대에서 학생의 성장 인식에 대한 분석 예시이다.
S003 학생의 응답 경우 학생이 성장하였다고 느낀 것이 디지털 리터
러시를 강조한 수업을 통해서 달성된 것인지, 아니면 빛의 합성과 관련한 기존의 전통식 수업의 탐구 활동으로 진행하였어도 달성될 수 있는지를 판단하기 어려웠기 때문에 이러한 경우 분석에서 제외되 었다. 반면 S020, S052, S107 학생들은 명시적으로 AR이라는 디지털 리터러시를 강조한 수업의 특성이 명시적으로 드러난다. 이처럼 디지 털 리터러시를 강조한 수업의 특성이 명시적으로 나온 경우에만 학생 의 성장 인식의 분석대상으로 보았다.
학생에 따라서 수업 활동별로 1개의 성장 인식을 기록한 경우도 있었으나, 1개의 수업 유형에 2개 이상의 핵심역량 성장 인식을 기록 한 경우도 있었다. 이 경우는 과학교육 전문가 1인, 현직 과학 교사 2인의 협의를 통해 1개 수업 활동에는 1개의 주요한 핵심역량을 선정 하여 코딩하였다.
수업 활동은 크게 Table 7과 같이 10개로 나누어 분류하였다. 4개 는 Web 기반 수업이며, 6개는 첨단기술 기반 수업이다. Web 기반 수업은 실제로 암석의 분류, 변화하는 지권, 물질의 상태변화로 3가지 주제에 대해 진행하였으나 운영된 내용과 무관하게 Web 기반 클라우 드 협업 수업 자체에 대해 기록한 학생이 많아 Web 기반 클라우드 협업 수업 자체에 대해 코드를 별도로 부과하였다. 한 학생이 자기 보고식 설문지에 여러 활동을 기록한 경우 활동별로 대표적인 성장 인식을 보인 핵심역량을 1개 선정하였다. 따라서 전체 성장 인식 빈도 는 설문지에 응답한 학생 수를 넘었다.
먼저 Web 기반 수업과 첨단기술 기반 수업에서 성장 인식을 보인 핵심 역량의 빈도를 비교하였다. 이후 각 수업 활동별(Web1∼AdTech6)로 성장 인식의 빈도를 비교하였다. 수업 활동에 따라 투입된 수업 차시 가 상이하기 때문에 물리적 투입 시간이 빈도에 영향을 줄 수 있다는 판단하에 단위 차시 당 빈도를 산출하여 비교하였다. 이후 Web 기반 수업과 첨단기술 기반 수업에 따라 구체적으로 어떠한 핵심역량의 성장 인식을 보였는지를 알아보기 위해 핵심역량별로 빈도를 비교하 였다.
코드 역량 하위 요소
a 자기관리 역량 자신감 획득, 자기통제 및 절제, 자신의 감정 조절, 노력 및 집중도
b 심미적 감성 역량 문화적 상상력과 감수성, 타인의 경험 및 인간에 대한 공감, 다양한 가치에 대한 존중 정서적 안정감, 주변 삶에 대한 인식
c 의사소통 역량 언어적 표현 능력, 타인 이해 및 존중 능력, 갈등 조정 능력
d 공동체 역량 시민 의식, 준법정신, 질서 의식, 협동과 협업능력, 나눔과 배려 정신
e 과학교과 역량 과학적 탐구력, 과학적 문제해결, 과학 교과와 관련된 내용의 이해
f 지식정보처리 역량 지식정보의 수집, 분석, 활용 등을 통한 문제해결 방안의 탐색, 매체 활용 능력, 해결방안의 실행 및 평가
Table 5. Competency Codes for growth perception
학생 번호 기록된 내용 분석된 역량
S003 빛의 합성을 수행한 활동을 통해 빛의 합성 개념을 보다 잘 이해할 수 있었다. 전통적인 탐구와 구분이 모호하기
때문에 분석에서 제외됨.
S020 AR 장비를 이용하여 스크린의 색과 비추는 빛의 색깔의 따라 눈에 보이는 색이 달라지는 것이 매우
흥미로웠다. 이를 통해 평소에 무심히 보았던 주변의 물체의 색 관찰에 신기함을 느끼게 되었습니다. 심미적 감성 역량
S052 AR를 통해 스크린에 숨어 있는 빨간색 토끼를 찾는 미션 활동을 하면서, 이를 해결하기 위해 친구들과
이야기를 많이 나누었다. 평소에는 수업과 관련된 내용에 대해서 서로 이야기를 나누지 않았는데,
이 활동을 하면서 수업 관련 내용에 서로 이야기를 많이 나눌 수 있어서 좋았다. 의사소통 역량
S107 AR을 통해 빛의 합성을 배운 것이 기억에 남는다. 다른 과학 수업을 할 때는 수업에 집중도 되지
않고, 잘 이해도 되지 않았는데 AR을 통해 빛의 합성을 체험할 수 있어서 다른 과학부분을 배울
때보다 훨씬 수업을 잘 이해할 수 있었다. 과학교과 역량
Table 6. Analysis example
Ⅲ. 연구 결과 및 논의 1. 과학 태도에 미치는 영향
먼저 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업이 과학 태도에 미치는 영향을 알아보기 위해 ‘과학학습정서’, ‘과학관련 자아개념’, ‘과학학 습동기’, ‘과학관련 진로포부’, ‘과학관련 태도’의 5가지 영역 전체에 대하여 대응표본 t-검정을 시행하였다. 대응표본 t-검정에서 요구하는 가정은 정규성이다. 연구자는 Kolmogorov-Smrinovtest test를 실시하 여 정규성을 확인하였다. Kline(2005)에 의하면 왜도의 절댓값이 3을 초과하지 않고, 첨도의 절댓값이 8을 초과하지 않으면 정규성을 충족 한다. 검정 결과, 왜도와 첨도가 이러한 기준을 충족하였기에 대응표 본 t-검정을 위한 통계적 가정이 성립되었다. 이후 실시한 대응표본 t-검정 결과는 Table 8과 같다.
과학 태도 검사의 영역 총점의 사전검사 점수는 13.80점, 사후검사 점수는 16.01점으로 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 적용한
후 2.21점 향상되었다. 이러한 차이는 유의수준 .05에서 통계적으로 유의미한 차이를 보이는 것으로 나타났다(t=-8.313, p<.05). 이를 통해 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업이 학생들의 과학 학습과 관련한 과학 태도 향상에 긍정적인 경험을 제공했음을 추정할 수 있다. 디지 털 리터러시를 강조한 수업이 과학 태도에 미치는 영향에 대한 효과 크기를 계산한 결과 Cohen의 d값이 1.07로 큰 효과 크기를 보였다.
비록 본 연구가 단일집단 전후비교 설계로 검사효과, 역사, 성숙 등 내적 타당도의 많은 위협을 내포하여 효과가 다소 과대추정될 수 있 으나, 이렇게 큰 효과 크기는 디지털 리터러시를 강조한 수업의 효과 로 해석할 수 있다(Kim, Choi, & Paik, 2019).
보다 심층적으로 알아보기 위해서 과학 태도에 5가지 하위 영역에 대한 분석을 실시하였다. 먼저 5가지 하위 영역의 사전검사와 사후검 사의 평균점수를 산출하였다. 5가지 하위 영역 모두에서 검사점수의 상승을 보였으며, 평균 0.44점의 상승을 보였다. 이러한 검사점수의 상승이 통계적으로 유의미한 상승인지 알아보기 위해 대응표본 t-검 정을 실시하였으며, 이에 대한 결과는 Table 9와 같다.
‘과학학습정서’ 영역에서 사전검사 점수는 2.99점, 사후검사 점수 는 3.71점으로, 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 적용한 후 0.72점 향상되었다. 이러한 차이는 유의수준 .05에서 통계적으로 유의 미하였다(t=-11.810, p<.05). Cohen의 d는 1.52로 매우 큰 효과 크기를 보였다. ‘과학학습정서’를 구성하는 6개 문항의 사전검사 점수와 사 후검사 점수 변화를 분석한 결과 1개 문항(0.23점 향상)을 제외한 나머지 5개 문항에서 0.59∼0.93점의 향상으로 평균 향상치를 넘었으
수업 활동 코드 주제 차시
Web 기반
Web1 암석의 분류 7차시
Web2 변화하는 지권 7차시
Web3 물질의 상태 6차시
Web4 주제와 무관한 Web 기반 수업 -
첨단기술기반
VR AdTech1 지구가 당기는 힘, 중력 1차시
AdTech2 과학실험 안전 3차시
AR AdTech3 지구 내부구조 1차시
AdTech4 빛의 합성 2차시
Apps AdTech5 탄성력의 측정 4차시
AdTech6 생물의 다양성 4차시
Table 7. Codes by class activities
영역 구분 사례 수 평균a 표준편차 t값 p값 Cohen의 d
A. 과학학습정서 사전검사 116 2.99 0.57
-11.810 .000 1.52
사후검사 116 3.71 0.35
B. 과학관련 자아개념 사전검사 116 2.57 0.56
-5.326 .000 0.67
사후검사 116 2.95 0.57
C. 과학학습동기 사전검사 116 2.77 0.41
-5.247 .000 0.71
사후검사 116 3.07 0.44
D. 과학관련 진로포부 사전검사 116 2.51 0.56
-6.118 .000 0.81
사후검사 116 2.97 0.57
E. 과학관련 태도 사전검사 116 2.97 0.46
-5.815 .000 0.74
사후검사 116 3.32 0.48
a4점 만점
Table 9. The result of paired t-test for the science attitude by category
구분 사례 수 평균a 표준편차 t값 p값 Cohen의 d
사전검사 116 13.80 2.14
-8.313 .000 1.07
사후검사 116 16.01 1.97
a20점 만점
Table 8. The result of paired t-test for the science attitude
며, 대응표본 t-검정 결과 모든 문항에서 통계적으로 유의미한 상승을 보였다(p<.05). 평균 향상치 이하를 보인 ‘A6. 나는 과학 수업 시간에 불안하거나 초조하였다’ 문항에서 사전검사 점수는 3.67점으로 해당 집단이 초기부터 과학 수업에 대한 불안이 낮았음을 알 수 있다. 이는 연구 대상의 특성으로 해석할 수 있다. 이 연구의 연구 대상은 기존의 지필식 평가 없는 자유학기제가 적용되고 있는 학생으로, Ha et al.(2018)의 연구에서 자유학기제를 경험하는 학생들은 수업에 대한 불안이 적은 것으로 보고하고 있다. 이러한 특성이 본 연구의 대상들 에게도 나타난 것으로, 따라서 상대적으로 사전검사에서 높은 점수로 나온 것으로 판단된다. ‘A1. 나는 과학 수업이 즐거웠다’와 ‘A2. 나는 과학 수업이 만족스러웠다’에서 각각 0.92점, 0.93점으로 상대적으로 큰 평균 향상을 보였으며, 이는 평균 향상치의 2배를 넘은 결과이다.
이러한 결과는 디지털 리터러시를 강조한 수업을 통해 학생들이 과학 수업을 즐거워하고 수업을 만족하게 됨을 확인할 수 있었다.
‘과학관련 자아개념’ 영역에서 사전검사 점수는 2.57점, 사후검사 점수는 2.95점으로, 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 적용한 후 0.38점 향상되었다. 이러한 차이는 유의수준 .05에서 통계적으로 유의미하였다(t=-5.326, p<.05). Cohen의 d는 0.67로 중간 정도의 효 과 크기를 보였다. ‘과학관련 자아개념’를 구성하는 6개 문항의 사전 검사 점수와 사후검사 점수 변화를 분석한 결과 4개 문항에서 0.18∼
0.36으로 평균 향상치 이하의 상승을 보이며, 2개 문항에서 각각 0.46, 0.61의 상승으로 평균 향상치 이상을 보였다. ‘B4. 나는 과학 수업 시간에 선생님들과 친구들로부터 인정받고 있다’ 문항은 0.18점의 향상으로 가장 낮은 상승을 보였으며, 이 문항만 유일하게 대응표본 t-검정 결과 통계적으로 유의미한 향상을 보이지 않았다(t=-1.826, p=0.071). 이는 본 연구에서 제공한 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업이 상대적으로 간과한 부분을 보여준다고 할 수 있다. 본 연구는 디지털 리터러시를 강조한 수업을 구성하면서 VR, AR, APPs를 과학 교과 관련된 단원과 유기적으로 구성하는 것에 초점을 두었다. 그렇 기 때문에 학생과 학생 간의 상호작용, 학생과 교사 간의 상호작용은 수업을 투입하는 교사의 재량으로 진행되었다. 이러한 점이 상대적으 로 적은 상승을 보인 요인으로 판단된다. ‘B6. 과학 수업은 내가 스스 로에게 만족할 수 있게 해준다’에서 0.61점의 향상으로 가장 큰 향상 을 보였다. 이는 이 검사도구의 하위영역간의 관계를 구조방정식 모 형으로 분석한 Kim et al.(2017)의 연구에서 그 이유를 추론할 수 있다. 이 연구에서 ‘과학학습정서’에서 A1∼3 문항의 경우 ‘과학관련 자아개념’에 주는 영향력이 큼을 보고하고 있다(β= .65). 이 선행연 구를 통해 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 통해 학생들은 과 학 수업 자체에 대한 만족감이 높아졌으며, 이러한 만족감이 자아개 념과 관련된 만족감을 상승시킨 것으로 해석된다.
‘과학학습동기’ 영역에서 사전검사 점수는 2.77점, 사후검사 점수 는 3.07점으로, 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 적용한 후 0.30점 향상되었으며 5가지 하위 영역 중 가장 낮은 향상을 보였다.
사전검사와 사후검사 점수의 차이는 유의수준 .05에서 통계적으로 유의미하였다(t=-5.247, p<.05). Cohen의 d는 0.71로 중간 정도의 효 과 크기를 보였다. ‘과학학습동기’을 구성하는 10개 문항의 사전검사 점수와 사후검사 점수 변화를 분석한 결과 문항별로 0.11∼0.47점의 향상을 보였다. 10개 문항 중 2개 문항(C2, C3)만 평균 향상치 이상의 상승을 보였다. 평균 향상치 이상을 보인 문항은 ‘C2. 나는 과학 공부
에 많은 시간을 들인다’, ‘C3. 나는 과학 수업 시간에 적극적으로 참여 한다’로 각각 0.47점의 향상을 보였다. 특히, C2의 경우 사전검사 점 수가 2.28로 모든 문항에서 가장 점수를 보였으나, 사후검사에서 2.75 점으로 향상을 보였다. 이는 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 통해 단순히 과학 수업을 즐거워할 뿐만 아니라, 이러한 학생들의 과학 수업에 대한 만족감은 학생들이 과학학습에 들이는 시간의 증가 로 이어진 것으로 판단된다. ‘C3. 나는 과학 수업에 적극적으로 참여 한다’ 문항 역시 유사하게 해석될 수 있다. 과학관 교육 프로그램이 학습 동기에 미치는 영향을 알아본 Lee et al.(2010)의 연구 역시 단일 집단 전후비교 설계로 그 효과를 알아보았는데, 이 연구에서 학생들 이 사후검사에 통계적으로 유의미하게 과학 학습에 대한 동기가 증가 하였다. 이 논문에는 효과 크기가 보고되어 있지는 않았으나, 논문에 나온 평균과 표준편차를 이용하여 Cohen의 d를 산출한 결과 0.41로 본 연구에서 수행한 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업의 효과 (d=0.71)에 비해 효과 크기가 작았다. 또한, 과학중점학교 프로그램이 과학학습 동기에 미치는 영향을 알아본 Ha et al.(2019)의 연구에서 효과 크기는 0.7정도로 본 연구에서의 효과와 유사하였다.
‘과학관련 진로포부’ 영역에서 사전검사 점수는 2.51점, 사후검사 점수는 2.97점으로, 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 적용한 후 0.46점 향상되었다. 이러한 차이는 유의수준 .05에서 통계적으로 유의미하였다(t=-6.118, p<.05). Cohen의 d는 0.82로 중간 정도의 효 과 크기를 보였다. ‘과학관련 진로포부’를 구성하는 5개 문항의 사전 검사 점수와 사후검사 점수 변화를 분석한 결과 0.37∼0.60점의 향상 을 보였으며, 모든 문항에서 대응표본 t-검정 결과 모든 문항에서 통계 적으로 유의미한 상승을 보였다(p< .05). 이는 R&E 집중 연구에 따른 운영이 과학진로 영향에 통계적으로 모두 유의하지 않은 Choi, Kim, &
Lee(2019)의 연구와 대조적인 결과이다. 한편, 본 연구와 동일한 연구 설계로 첨단기자재를 활용한 수업을 통해 학생들의 과학 관련 진로에 미치는 영향을 알아본 Choi et al.(2019)의 첨단기자재 활용 수업이 통계적으로 유의미하게 관학 관련 진로에 영향을 미쳤으며, 이에 대 한 효과 크기는 0.30로 본 연구에서의 효과 크기(d=0.82)에 비해 훨씬 작았다. 이를 통해 본 연구에서 시행한 디지털 리터러시를 강조한 과학수업이 기존 연구에 비해 과학관련 진로에 더 효과적이다고 할 수 있다. 최근 진로 교육에 대한 중요성이 강조되면서 다양한 진로 교육 프로그램이 개발되고 있다(Lee & Kim, 2019; Jeong, Ryu, & Suh, 2019).
그러한 의미에서 본 연구에서 적용한 디지털 리터러시를 강조한 방법 을 활용한 진로 프로그램을 개발할 필요가 있다.
끝으로 ‘과학관련 태도’ 영역에서 사전검사 점수는 2.97점, 사후검 사 점수는 3.32점으로, 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 적용한 후 0.35점 향상되었다. 이러한 차이는 유의수준 .05에서 통계적으로 유의미하였다(t=-6.118, p<.05). Cohen의 d는 0.74로 중간 정도의 효 과 크기를 보였다. ‘과학관련 태도’를 구성하는 8개 문항의 사전검사 점수와 사후검사 점수 변화를 분석한 결과 0.21∼0.60점의 향상을 보였으며, 대응표본 t-검정 결과 모든 문항에서 통계적으로 유의미한 상승을 보였다(p<.05). 특히, ‘E5. 학교에서 과학 수업 시간이 늘어나 는 것이 바람직하다’, ‘E7. 나는 과학에 대하여 더 알고 싶다’ 문항에 서 각각 0.58점, 0.60점으로 가장 큰 상승을 보였다. 디지털 리터러시 를 강조한 과학 수업은 학생들이 직접 VR, AR, Apps를 활용하거나 구글을 이용하여 모둠별 자료를 만드는 활동과 같이 학생 중심으로
진행될 수 밖에 없었다. 이는 학생 중심으로 진행된 과학 수업이 과학 태도에 긍정적으로 미친다는 Hong(2007)과 Byeon(2011)의 선행연구 결과와 일치한다.
2. 핵심역량 성장 인식에 미치는 영향
디지털 리터러시를 강조한 과학 수업이 투입된 후, 학생들이 자신 의 핵심역량이 성장하였다고 인식한 빈도는 총 294회이었다. 이중 Web 기반 수업과 관련한 성장 인식은 163회이었으며, 첨단기술 기반 수업과 관련한 성장 인식은 131회이었다. 이는 Web 기반 수업이 20 차시 운영되어, 15차시로 상대적으로 적게 운영한 첨단기술 기반 수 업에 비해 그 빈도가 다소 많은 것으로 판단된다. 1차시당 성장 인식 빈도는 Web 기반 클라우드 협업 수업이 8.15회, 첨단기술 기반 수업 이 8.73회로 1차시에 대해서 학생들이 핵심역량이 성장하였다고 느낀 빈도는 유사하였다.
다음으로 보다 상세한 핵심역량 성장 인식을 알아보기 위해 수업 활동별로 빈도 분석을 시행하였으며, 이에 대한 결과는 Table 10과 같다. 수업 활동별로 7∼71회의 핵심역량 성장 인식의 빈도를 보였다.
Web4가 총 71회로 가장 많은 성장 빈도를 보였으며, Web1에서 40회, AdTech4에서 38회의 응답 빈도를 보였다. AdTech2에서 7회로 가장 적은 응답 빈도를 보였다. 하지만 각 수업 활동이 투입된 차시가 1∼7 차시로 물리적으로 투입된 시간이 다르기 때문에 1차시당 빈도를 계 산하였다. 그 결과, 1차시당 빈도는 3.55∼21.00회이었다. AdTech1이 21.00회로 가장 많았으며, AdTech3가 20회, AdTech4가 19회로 순으 로 많았다. 나머지 수업 활동은 3∼5회 내외의 빈도를 보였다. Web 기반 수업의 경우 다루는 수업 주제가 무엇이냐와 크게 상관하지 않 고 비슷한 성장 인식을 보였다. 반면, 첨단기술 기반 수업의 경우 수업 주제별로 VR, AR, Apps로 달리 수업이 운영되었기 때문에 주제와 성장 인식이 관련이 있는지를 판단하기는 어렵다. 예로, VR을 진행한 AdTech1과 AdTech2의 차이가 컸다. 다만, AR을 중심으로 이루어진 AdTech3과 AdTech4에서 단위 차시당 빈도가 각각 20회와 19회로, 다른 수업 활동에 비해 눈에 띄게 높은 빈도를 보이는 것은 눈여겨 볼만하다.
핵심역량별로 성장 인식의 빈도를 알아본 결과 Table 11과 같다.
디지털 리터러시를 강조한 과학수업과 관련하여 지식정보처리 역량 에서 109회(37.1%)로 가장 많은 성장 인식 빈도를 보였으며, 과학
학습과 관련된 역량에서 73회(24.8%), 공동체 역량에서 44회(15.0%), 자기관리 역량에서 25회(8.5%), 의사소통 역량에서 22회(7.5%), 심미 적 감성 역량에서 21회(7.1%) 순의 빈도를 보였다.
협동 학습이 핵심역량에 미치는 영향을 알아본 Yoon(2019)의 연구 에서는 협동 학습을 통해 학생들의 자기관리, 의사소통, 공동체 역량 이 신장되었으나, 지식정보처리 역량에서는 의미 있는 변화를 보이지 않았다. 이와 다르게 본 연구에서 지식정보처리 역량 성장 인식이 가장 높았던 것은 본 연구에서 투입한 수업의 특성상 학생들이 직접 다양한 매체를 활용하는 측면에 기인한 것으로 판단된다. 본 연구에 서 심미적 감성 역량이 가장 낮은 빈도를 보였으나, 자기관리나 의사 소통 역량과 큰 차이가 없었다. 본 연구에서 수행한 디지털 리터러시 과학 수업 중 Web 기반 수업은 모둠별 활동이 주로 진행되기 때문에 협동 학습의 범주에 있다고 할 수 있다. 비록, 본 연구에서 산출한 빈도는 비교집단이 없으므로 빈도 자체가 의미를 갖기 어려우나 Yoon(2019)의 연구 맥락으로 협동 학습이 자기관리나 의사소통, 공 동체 역량에 의미가 있었다는 결과를 이용하면 심미적 감성의 빈도가 결코 낮지 않다고 해석할 수 있다. 주로 심미적 감성 역량을 위해 개발 되는 과학과 프로그램이 STEAM 중심인 점을 보았을 때(Kim & Kim, 2019), STEAM 중심이 아닌 프로그램에서 심미적 감성 역량 신장 방안의 가능성을 확인할 수 있었다.
한편, 눈여겨 볼만한 것이 바로 과학 학습과 관련된 상징 인식 빈도 이다. 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업이 단순히 관련된 기기의 활용 측면의 역량만 높일 뿐만 아니라 학생들이 과학적으로 사고하고 탐구하는 역량이 성장하였다고 인식하였다. 이러한 결과는 디지털 리터러시를 통해 학생들의 과학에 대한 태도뿐만 아니라 과학 학습능 력도 향상시킬 수 있음을 시사한다. 더불어 Web 기반 수업과 첨단기 술 기반 수업에서 핵심역량별로 성장 인식 빈도 양상은 차이가 있었 다. Web 기반 수업에서는 핵심역량별로 성장 인식의 빈도가 큰 차이 를 보이지 않았다. 반면, 첨단기술 기반 수업에서는 핵심역량별로 다 소 큰 차이를 보였다. 첨단기술 기반 수업에서 성장하였다고 인식한 핵심역량은 대부분 지식정보처리 역량과 과학 학습과 관련된 역량이 었으며, 의사소통 역량은 전혀 발견되지 않았다. 이를 통해 첨단기술 기반 수업의 경우 특정한 핵심역량의 성장을 촉진하는 것으로 판단된 다. 또한, Web 기반 수업과 첨단기술 기반 수업 모두에서 상당수의 학생이 과학 학습과 관련된 역량의 성장을 학생들이 인식한 것은 디 지털 리터러시를 강조한 수업을 통해서 과학에 대한 태도와 같은 정
구분 Web1 Web2 Web3 Web4 AdTech1 AdTech2 AdTech3 AdTech4 AdTech5 AdTech6
투입된 차시 7 7 6 20 1 3 1 2 4 4
성장 인식 전체 빈도 40 25 27 71 21 7 20 38 18 27
1차시당 빈도 5.71 3.57 4.50 3.55 21.00 2.33 20.00 19.00 4.50 6.75
Table 10. The frequency of core competency growth perception by class activity
구분 핵심역량 성장 인식 빈도(%)
자기관리 심미적 감성 의사소통 공동체 과학 학습 지식정보처리
Web 기반 수업 20(12.3) 15(9.2) 22(13.5) 40(24.5) 29(17.8) 37(22.7)
첨단기술 기반 수업 5(3.8) 6(4.6) 0(0) 4(3.1) 44(33.6) 72(55.0)
전체 25(8.5) 21(7.1) 22(7.5) 44(15.0) 73(24.8) 109(37.1)
Table 11. The frequency of growth perception by core competency
의적 영역뿐만 아니라 과학 학습과 같은 인지적 영역에도 영향을 미 칠 수 있음을 알 수 있었다.
Ⅳ. 결론 및 제언
이 연구는 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업이 중학교 1학년 학생의 과학 태도 및 핵심역량 성장 인식에 미치는 영향을 알아보았 다. 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업은 총 35차시가 개발되었으 며, 크게 Web 기반 수업과 첨단기술 기반 수업으로 나누어진다. Web 기반 수업은 20차시로 운영되었으며, 공동의 프로젝트가 주어져 공동 체와 관련된 역량을 강조하여 개발되었다. 반면, 첨단기술 기반 수업 은 VR, AR, Apps를 중심으로 개별화된 수업으로 15차시 운영되었다.
두 범주의 수업 모두 기본적으로 과학 수업인 만큼 과학적 사고력과 탐구력을 강조하고 있다. 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 투 입한 결과 다음과 같다.
첫째로, 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 투입한 결과 과학 태도에 대한 전반적인 통계 검증 결과 사전검사 점수에 비해 사후검 사 점수에서 통계적으로 유의미한 상승이 있었다(t=-8.313, p<.05).
5개의 하위 영역별 대응표본 t검사 결과 모든 영역이 통계적으로 유의 미한 상승을 보였으며(p<.05), 영역별로 효과 크기는 0.67∼1.52으로 중간에서 매우 큰 효과 크기를 보였다. 이러한 효과 크기는 단일집단 전후비교 설계가 갖는 위협을 고려하더라도 연구에 설계된 수업이 갖는 효과임을 추정할 수 있다. 기존 과학 태도와 관련한 선행연구의 효과 크기를 비교하였을 때, 효과 크기가 유사하거나 큰 값을 보였다.
이를 통해 학생들의 과학 태도를 높이기 위해서 디지털 리터러시를 활용한 과학 수업의 활용 가능성을 확인할 수 있었다. 또한, ‘과학학습 정서’에서 1.52라는 매우 큰(very large) 효과 크기를 보인 것은 디지 털 리터러시를 강조한 과학 수업이 단순히 과학 태도를 높이뿐만 아 니라 과학 학습의 효과도 높일 수 있음을 시사하고 있다.
둘째로, 디지털 리터러시를 강조한 수업을 통해 총 294회 핵심역량 성장 인식을 보였다. Web 기반 수업과 첨단기술 기반 수업의 단위 차시 당 빈도는 각각 8.15회, 8.73회로 거의 차이가 없었다. 다만, 핵심 역량별 빈도 분석에서는 Web 기반 수업은 전체적으로 유사한 핵심역 량의 성장 인식을 보인 반면, 첨단기술 기반 수업은 핵심역량별로 다소 큰 차이를 보였다. 또한, 두 유형의 수업 모두 과학 학습과 관련 된 역량의 성장 인식이 있었다는 것은 디지털 리터러시를 통해서 정 의적 영역의 능력뿐만 아니라 과학과 관련된 인지적 영역의 능력에 대한 신장 가능성도 확인할 수 있었다.
일련의 결과를 통해 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업의 가치를 확인할 수 있었다. 다만, 본 연구에서는 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업의 효과를 과학 태도와 핵심역량 성장 인식을 두었다. 하지 만, 연구 결과 과학 학습에도 영향을 줄 수 있음을 추론할 수 있었다.
추후 연구에서는 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업이 과학 학습에 미치는 영향을 알아볼 필요가 있다.
더불어 이 연구는 2015 개정 교육과정 총론에서 제시한 핵심역량 의 성장 인식에 대해 알아보았다. 하지만 연구 결과 이 핵심역량뿐만 아니라 교과와 관련된 핵심역량이 발견되었다. 이 연구에서는 총론에 서 제시된 핵심역량을 중심으로 빈도를 비교하였기 때문에 과학 교과 와 관련된 핵심역량을 하나의 영역으로 빈도를 계산하였다. 하지만
추후 연구에서는 과학과 교과의 5개 핵심역량을 중심으로 핵심역량 의 성장을 알아본다면 과학과와 관련하여 보다 의미 있는 결과를 보 여줄 것으로 기대된다.
끝으로, 이 연구는 핵심역량의 성장 인식에 대해 자기 보고식 설문 지를 활용하여 빈도를 계산하였다. 이 방법에는 2가지 제약점이 있다.
하나는 자기 보고식 방법이 갖는 한계로 기억에 의존하다 보니 다른 검사방식에 비해 편향(bias)이 상대적으로 클 수 있다. 두 번째로, 전 통적인 과학수업과 비교할 수 없어 산출된 빈도가 전통적인 수업에 비해 의미 있는 빈도인지를 판단하기 어려웠다. 추후 핵심역량 신장 과 관련된 연구를 수행할 때는 비교집단을 포함한 표준화된 검사 방 법을 수행한다면 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업의 핵심역량 신장에 대한 효과를 보다 선명하게 알아볼 수 있을 것으로 기대된다.
국문요약
이 연구는 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 통해 학생의 과학에 대한 태도 변화와 핵심역량의 성장을 알아보았다. 이를 위해 C 지역의 C 중학교 1학년 116명을 대상으로 연구를 진행하였으며, 총 35차시의 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 투입하였다. 첫 째로, 과학 태도에 미치는 영향을 알아본 결과 통계적으로 유의미한 변화가 있었다(p<.05). 하위영역별 효과 크기는 0.67∼1.52로 중간이 상의 효과 크기를 보였다. 둘째로, 디지털 리터러시를 강조한 수업의 유형에 따라서 성장 인식의 전체 빈도 차이는 크게 없었다. 하지만 핵심역량에 따른 분석에서는 Web 기반 수업은 핵심역량별로 빈도의 차이가 크지 않는 반면, 첨단기술 수업은 핵심역량별로 다소 차이가 큼을 확인할 수 있었다. 이는 과학교육에 주는 시사점으로 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업의 활용을 높일 필요가 있다.
주제어 : 디지털 리터러시, 핵심역량, 과학 태도, 과학 수업
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