JFM SE, 25(4), pp. 878~890, 2013. www.ksfme.or.kr 수산해양교육연구 제 , 25 권 제 호 통권 4 , 64 , 2013. http://dx.doi.org/10.13000/JFMSE.2013.25.4.878 호
.
서 론Ⅰ
정보 통신이 발전하고 국제화 시대가 됨에 따
라 미래사회에 능동적으로 대응할 수 있는 인간
수업모형을 적용한 수업이 학습자의 장 단기 파지 및
PEOE ·
정의적 영역에 미치는 효과
최 성 봉
부산동해중학교
( )
The Effects of PEOE-Based Class on Learners’ Long- and Short-Term Retention and Affective Area
Sung-Bong CHOI (Busan Dong-hae Middle School)
Abstract
The purpose of this study is to apply the PEOE class model that can enhance students’ scientific creative problem-solving ability and self-directed learning ability in the middle school science subject and analyze the effects of it on students’ long- and short-term retention, scientific creative problem-solving ability, and self-directed learning characteristics. And the paper has gained the following results:
First, according to the result of analysis through the pre-test, post-test, and delay test to examine the effects of PEOE-based class on learners’ long- and short-term retention, it is found to be statistically significant in the significant level of .05. In other words, the class using PEOE influences learners’
short-term retention significantly, but it is even more effective in transmitting the concept that students acquire into their long-term memory.
Second, according to the result of analysis through the pre-test and post-test to examine the effects of PEOE-based class on learners’ scientific creative problem-solving ability, it is found to be statistically significant in the significant level of .05 in general. However, ‘elaboration’ and ‘originality’, the subfactors of scientific creative problem-solving ability, do not indicate significant effects.
Third, according to the result of analysis through the pre-test and post-test to examine the effects of PEOE-based class on learners’ self-directed learning characteristics, it is found to be statistically significant in the significant level of .05 as a whole. However, ‘openness’ and ‘future-oriented self-understanding’, the subfactors of self-directed learning characteristics, do not exert significant effects.
Based on the above study results, it can be concluded that PEOE-based class is more effective for learners’ academic achievement in science, scientific creative problem-solving ability, and self-directed learning characteristics than lecture-method instruction regarding the middle school science unit of ‘The Properties of Air and Weather Change’.
Key words: PEOE model, Learning cycle, Scientific creative problem solving ability, Self-directed learning characteristics
Corresponding author : 051-555-4456, [email protected]
을 요구하고 있으며 과학과 기술의 발달로 인해 지식 정보화 사회로 변화해 가고 있다 .
지식과 정보가 폭발적으로 증가하고 전문화 되 면서 날로 복잡해지고 어려워지는 여러 문제들을 참신하고 독창적이며 다양한 방법으로 스스로 해 결하기 위해서는 창의적 문제해결력과 자기주도 학습을 필요로 하고 있다 이런 시대적 변화와 . 요구에 맞게 최근 학교 교육에서 가장 중요하게 언급되고 있는 교육정책도 창의 인성과 자기 주 · 도 학습능력의 신장이며 이를 위한 교육 방법으 로 특성화된 창의적 교육활동과 학습자 중심의 교수 학습 방법으로의 전환을 강조하고 있다 · .
이에 과학교육에서는 과학학습의 효율성을 극 대화시키기 위한 노력으로 과학교육 전문가와 현 장 교사들에 의해 탐구학습 및 학생들의 탐구능 력의 향상에 초점을 맞추고 수많은 학습모형과 수업전략들이 끊임없이 개발 제안되어 왔다 , .
개발된 수업 모형들은 수업모형이 복잡하고 다 양하면 정밀하고 상세하다는 장점은 있지만 교사 들은 실천이 어렵고 번거롭게 여겨 채택을 기피 하여 수업에의 적용이 상대적으로 떨어지게 된 다 반대로 수업모형이 너무 단순하거나 소박하 . 면 교사들은 전통적인 수업방식과 별 다른 차이 점이 없다고 생각하여 관심을 가지지 않게 된다 ( 이은주 , 2008).
이에 White 와 Gunstone(1992) 에 의해 제안된 예측 관찰 설명 학습 모형은 단시간에 적용 POE( - - )
할 수 있는 수업방법으로 간단한 구조들의 절차 를 재구성하고 활용하는데 많은 노력 없이 쉽게 활용할 수 있다 . POE 수업은 학생들이 관찰할 현상의 결과를 예상하고 정당화하는 예상 ‘ ’, 실제 로 관찰한 사실이나 실험을 통해 얻은 결과를 서 술하는 관찰 ‘ ’, 예상과 관찰 사이의 불일치를 해 결하는 설명 의 단계로 구성되어 있으며 경험 ‘ ’ 3 주의와 피아제의 인지 발달 이론에 바탕을 둔 일 종의 개념 변화학습 방법으로써 순환학습이 다양 한 형태로 변형되고 확장된 것 중의 하나이다.
를 사용하면 학생들이 수업 전에 가지고 POE
있는 생각이나 이해 정도를 직접 확인할 수 있으 므로 수업을 학생들의 수준에 맞도록 진행할 수 , 있는 장점이 있다 또한 예상과 관찰 사이의 불 . , 일치를 해결하는 설명 단계에서 학생들의 활발한 토의를 적절히 활용하면 학생들에게 과학 개념을 효과적으로 이해시킬 수 있으며 POE 의 결과를 토대로 내용 제시 및 계열화에 활용할 수 있는 장점이 있다 또한 . POE 를 과학 실험과 연계하여 활용하면 학생들의 수업 전 개념을 분명하게 확 인할 수 있고 예상할 때 경험하는 정교한 추론 , 의 과정이 학습에 동기를 부여하는 역할을 하며 , 갈등 해결 과정에서의 진정한 토의를 통해 올바 른 개념을 효과적으로 이해할 수 있게 한다 . POE 수업의 이러한 장점에 PEOE( 예측 설명 관찰 설명 - - - ) 수업 모형은 POE 수업 모형에서 예측한 사실에 대하여 설명하는 단계를 추가로 가짐으로써 학생 이 자신의 생각을 명료화 시키고 왜곡시키지 못 하도록 한다는 장점이 있으며 관찰이 이루어지 , 기 전의 초기 설명의 중요성을 강조하기 위해
모형에서 설명 단계를 구체화하여 구분하였 POE
다 즉 . , PEOE 모형은 POE 모형을 보강한 것으로 모형에 따른 교수 학습은 모형에 따
PEOE - POE
른 교수 학습에서보다 학생들의 설명을 더 강조 - 한다는 특징이 있다 조희형과 최경희 ( , 2007). 그러 나 PEOE 수업 활동은 도입된 역사가 짧고 그 효 과의 검증이 미흡하여 교육현장에서 적용되는 사 례가 많지 않았다 이은주 ( , 2008).
이에 본 연구에서는 중학교 과학 교과에서 학 생들의 창의적 문제해결력과 자기 주도적 학습능 력을 신장시킬 수 있는 PEOE 수업 모형의 적용 을 통해 학생들의 장 단기 파지에 미치는 영향과 · 과학 창의적 문제해결력 및 자기 주도적 학습특 성에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며 다음 , 과 같은 연구문제를 설정하였다.
첫째 , PEOE 수업모형 적용 수업이 학생들의 장 단기 파지에 미치는 효과는 어떠한가 · ?
둘째 , PEOE 수업모형 적용 수업이 학생들의
과학 창의적 문제해결력에 미치는 효과는 어떠한
가 ?
셋째 , PEOE 수업모형 적용 수업이 학생들의 자기 주도적 학습특성에 미치는 효과는 어떠한 가?
연구 방법 및 절차
.
Ⅱ
연구대상 1.
본 연구의 대상은 부산시 소재 A 중학교 학 3 년 개 반 4 121 명을 대상으로 실시하였으며 PEOE 수업을 받은 연구집단은 개 학급 2 60 명이고 강 , 의식 수업을 받은 비교집단은 개 학급 2 61 명이 다 집단의 동질성을 알아보기 위해 수업처치 . 1 주일 전에 학업성취도 과학 창의적 문제해결력 , 및 자기 주도적 학습특성에 대한 사전 검사를 실 시하였고 결과는 다음 <Table 1> 과 같다 .
N M SD t p
Research group 60 10.05 3.326
.301 .764 Comparative
group 61 10.25 3.828
*
p<.05
<Table 1> Means and standard deviations of pre- test result on academic achievement
사전 학업성취도 점수의 독립표본 검증 결과 t- 는 <Table 1> 에 나타난 바와 같이 연구집단과 비 교집단 간에 유의수준 .05 에서 유의미한 차이가 나타나지 않아 학업성취도에 있어서 동질 집단임
을 확인하였다 .
에서 보면 사전 과학 창의적 문제해
<Table 2>
결력 검사의 전체 점수에서 두 집단은 유의수준 에서 로 통계적으로 유의미한 차이가 없 .05 p=.325
는 것으로 나타났다 또한 과학 창의적 문제해결 . 력 하위요소별 분석 결과 타당성 과학성 정교 , , 성 독창성의 개의 모든 하위요소에서 유의수준 , 4
에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 .05
않았다 (p>.05). 그러므로 두 집단은 동질한 집단 으로 나타났다 .
N M SD t p
Propriety
Research
group 60 7.35 2.815
1.160 .249 Comparative
group 61 7.94 2.501 Scientific
characteristics
Research
group 60 3.05 1.431
.673 .503 Comparative
group 61 3.24 1.464
Elaborateness
Research
group 60 2.07 1.326
.506 .614 Comparative
group 61 1.94 1.271
Originality.
Research
group 60 1.82 1.142
.554 .581 Comparative
group 61 1.94 1.223
Total
Research
group 60 14.28 4.548
.998 .325 Comparative
group 61 15.06 3.552
*
p<.05
<Table 2> Means and standard deviations of pre-test result on scientific creative problem solving ability
N M SD t p
Openness to learning opportunities Research group 60 16.75 7.308
1.011 .314
Comparative group 61 18.16 7.298
Self-concept as an effective learner
Research group 60 18.85 2.730
.250 .803
Comparative group 61 18.98 2.753
Initiative and independence in learning
Research group 60 18.37 3.923
.114 .910
Comparative group 61 18.45 3.864
Informed acceptance of responsibility for one's own learning
Research group 60 21.25 4.136
.255 .799
Comparative group 61 21.45 4.134
<Table 3> Means and standard deviations of pre-test result on self-directed learning characteristics
Test
에서 보면 사전 자기 주도적 학습특
<Table 3>
성 검사의 전체 점수에서 두 집단은 유의수준 에서 로 통계적으로 유의미한 차이가 없 .05 p=.578
는 것으로 나타났다 또한 자기 주도적 학습특성 . 의 하위요소별 분석 결과 개방성 자아개념 솔선 , , 수범 책임감 학습열성 미래지향적 자기이해력 , , , , 창의성 미래 지향적 자기평가력의 개의 모든 , 8 하위요소에서 유의수준 .05 에서 통계적으로 유의 미한 차이가 나타나지 않았다 (p>.05). 그러므로
두 집단은 동질한 집단으로 간주할 수 있다 .
실험설계 및 연구절차 2.
본 연구를 위한 실험설계는 <Table 4> 와 같으 며 독립변인은 PEOE 수업방법과 강의식 수업방 법이고 종속변인은 과학학업성취도 과학 창의적 , , 문제해결력 자기 주도적 학습특성에서 학습자들 , 이 취득한 점수이다 본 연구의 구체적인 연구절 . 차는 [Fig. 1] 과 같다 .
Research group O
1X
1O
2O
5Comparative group O
3O
4O
6O
1,O
3: pre-test(academic achievement, scientific creative problem solving ability, self-directed learning characteristics)
X
1: Instruction Using PEOE
O
2,O
4: pre-test(academic achievement, scientific creative problem solv ing ability, self-directed learning characteristics )
O
5,O
6: delay-test(academic achievement)
<Table 4> The experiment design
Love of learning Research group 60 18.85 3.883
.360 .720
Comparative group 61 19.12 3.938
Ability to use basic study skills and problem solving skills
Research group 60 20.87 4.681
.289 .773
Comparative group 61 21.12 4.426
Creativity Research group 60 21.20 3.896
.451 .653
Comparative group 61 21.53 3.770
Positive orientation to the future Research group 60 20.05 3.170
.365 .716
Comparative group 61 20.27 3.293
Total Research group 60 166.18 25.560
.558 .578
Comparative group 61 168.88 25.174
*
p<.05
Considering literature and preceding study
PEOE research studying subject choice through course of study analysis PEOE research studying program having insight and studying data development
Pre-test(science inquiry skill, science-related attitudes)
PEOE class disposal and application
수업처치 및 수업절차 3.
수업처치는 2013 년 월 주에서 월 중순까지 5 1 6 중학교 과학수업에서 주당 시간씩 주 동안 총 3 4 차시 수업으로 진행되었으며 수업내용은 중학 12
교 학년 과학 교육과정 중의 대기의 성질과 일 3 ‘
기변화 단원에서 ’ PEOE 탐구수업을 진행하였다 . 수업은 실험대상 학교의 정규 과학시간에 본 연 구자 명에 의해 실시되었으며 본 연구에 적용된 1
개의 탐구주제 및 탐구목표는 와 같
10 <Table 5>
다 .
Class Explore topics Explore goals
1 Furtherance of air Can find out how much oxygen ingredient ratio among air is through combustion process of red phosphorus
2 Temperature change by height Measure temperature depending on height in ground surface, and can find out what cause that temperature changes is.
3 Vapor between air Can observe that vapor into air is supplied by result of transpiration that occur through leaf of evaporation and plant happened in ground.
4 Change of water in dish Can observe that water evaporates in each petri dish in space and closed space that open and speak the differentia.
5 Dew point measurement Vapor of air condenses if reach on the cold surface and can observe that trickle occurs.
6 To make fog and cloud Through scale model test of sound, I can know how fog and cloud are made.
7 Radiation equilibrium of the earth
Can understand that solar radiation energy and earth radiation energy happen using model and that accomplish radiation equilibrium.
8 Land and sea breeze Can know reason that land and sea breeze blows through scale model test of sound that use sand and water.
9 Air mass of our country surrounding
Can know kind of air mass influencing in weather change according to season.
10 Principle that front is formed When cold air and hot air met using cold water and hot water, can know happened phenomenon.
<Table 5> Explore topics and goals
본 연구에 적용한 수업모형은 예측 설명 관찰 - - - 설명 수업으로 각 단계별 주요활동 및 수업절차 는 <Table 6> 과 같다 .
는 학생들이 현상이나 사건의 결과를 예 PEOE
상 (P) 하고 그렇게 예상한 이유를 설명 , (E) 하며 다 음으로 탐구 실험 활동을 통해 관찰 (O) 및 측정 한 결과를 기록하고 마지막 단계에서 관찰의 결 과와 예상한 것을 비교하고 그렇게 관찰하게 된 ,
이유를 설명 (E) 하는 단계로 진행되었으며 절차에 따라 학생들이 수행한 탐구의 예는 <Table 7> 과 같다 .
검사도구 4.
과학학업성취도 검사는 연구자가 제작한 것을 사용하였다 이 검사는 연구를 위해 분석한 학습 . Post-test(science inquiry skill, science-related attitudes)
Delay-test(academic achievement) Data analysis and conclusion deduction
[Fig. 1] The research procedure
Prediction
Student individuation activity and discussion activity by group To find research activity subject
Adduction that can forecast result and justify
Explanation Reasonable basis about estimate by writing or speech expression Feedback offer of teacher about student's explanation
Observation
Research process achievement and observation Recording about observation
Debate about observation Conclusion deduction Explanation
Explanation about observation
Inconsistency solution between that observe and that predict Concept formation and fixing
<Table 6> Main activity and class formality by PEOE class step
<Table 7> Example of research achievement
과제를 중심으로 연구자가 문항을 개발하여 현 직교사 명과 지구과학교과 전문가 명의 내용타 2 2 당도 검증절차를 걸쳐 제작하였다 문항마다 개 . 5 의 선택지를 제공하는 선다형 문항으로써 학생들 의 사전 사후 과학학업성취도 정도를 측정하도록 - 되어 있다 사전 검사내용은 학년 대기의 성질 . 9 ‘ 과 일기 변화 단원 중에서 이 연구를 위해 학습 ’ 하게 될 내용을 중심으로 구성하였고 사후 검사 , 도구는 학습한 내용을 중심으로 구성하였다.
과학 창의적 문제 해결력 검사 조석희 ( , 1997) 는
한국교육개발원에서 개발한 것으로 초등 2~3 학년 ,
초등 4~6 학년 중학생 고등학생의 네 수준별로 , ,
각각 세 가지 형 (A , B , C ) 형 형 유형의 검사로 구
성되어 있다 검사의 내용영역은 물리 화학 생 . , ,
물 지구과학으로 구성되어 있으며 과학 탐구단 ,
계를 문제의 정의 및 인식 가설의 설정 실험계 , ,
획 실험방법 도구 의 개선 생활상의 문제해결의 , ( ) ,
다섯 단계로 설정하고 있다 검사의 채점 기준은 .
타당성 과학성 정교성 독창성의 네 가지이며 , , ,
확산적 사고력이 주된 측정 내용이다 .
본 연구에서는 사전과 사후 검사에서 중학교 형 검사지를 사용하였으며 검사문항은 총 문
A 10
항으로 검사지의 문항 내적 일관성 신뢰도인 는 이다
Cronbach α .65 .
자기주도적 학습특성 검사는 Guglielmino(1997) 가 제시한 가지 영역 즉 개방성 자아개념 솔 8 , , , 선수범 책임감 학습열성 미래지향적 자기이해 , , , 력 창의성 자기평가력이다 문항 수는 영역별로 , , .
개 문항씩 총 개 문항이며 단계 척도
6 48 , Likert 5
로 구성되었다 자기주도적 학습특성에 대한 검 . 사도구의 각 영역별 신뢰도 평균은 Cronbach's α 계수가 .78 로 나타났다 .
자료의 처리 및 분석 5.
수업모형을 교수 학습과정에 적용하고
PEOE ․
학생들의 장 단기 파지에 미치는 영향과 창의적 · 문제해결력 및 자기 주도적 학습특성에 어떠한 효과가 있는지를 알아보기 위하여 사전 사후 및 , 지연 검사 결과를 비교하여 알아보았다 실험결 . 과를 검증하기 위하여 SPSS 18.0 을 이용하였다 . 연구집단과 비교집단 간의 평균점수와 표준편차 를 산출하여 비교하는 독립표본 검정과 반복 측 t- 정식 변량분석을 통하여 결과를 분석하였다 .
연구결과 및 논의
.
Ⅲ
본 연구에서는 PEOE 수업모형을 적용한 수업 이 학생들의 장 단기 파지에 미치는 영향과 창의 · 적 문제해결력 및 자기 주도적 학습특성에 어떤 효과를 미치는지를 살펴보았다 연구결과를 분석 . 하고 이에 대한 논의를 하면 다음과 같다.
수업이 학습자의 장 단기 파지에
1. PEOE ·
미치는 효과 분석
수업이 학습자의 과학학업성취도에 미치 POE
는 효과를 분석하기 위해 사전검사와 사후검사 결과의 통계적 유의성을 독립표본 검정한 결과 t-
는 <Table 8> 과 같다 .
N M SD t p
Research
group 60 13.22 3.892
2.707 .008
*Comparative
group 61 10.97 3.949
*
p<.05
<Table 8> Means and standard deviations of post-test resul t on academic achievement
의 결과를 보면 사후 과학학업성취도
<Table 8>
검사에서 연구집단의 평균이 13.22, 표준편차는 이며 비교집단은 평균이 표준편차는
3.892 10.97,
로 나타났으며 검정을 통해 분석한 결과
3.949 t-
두 집단은 유의수준 .05 에서 p=.008(p<.05) 로 통계 적으로 유의미한 차이를 보였다 그러므로 . PEOE 수업모형을 적용한 수업은 강의식 수업에 비해 학습자의 과학학업성취도에 효과가 있음을 알 수 있었다 . 이는 진재서 (2002) 의 연구와 이은주
박현주 의 연구에서 수업모형을 (2008), (2009) POE
적용한 수업이 학생들의 개념학습 향상에 긍정적 인 효과가 있었다는 연구결과와 일치한다 .
수업은 예측을 통해 문제 상황에 대한 PEOE
자신의 개념을 기술한 후 관찰 단계에서 자신의 오개념을 확인하여 설명 단계에서 올바른 개념형 성을 하는 것이다 그러므로 . PEOE 수업을 적용 하면 자신이 원래 가지고 있던 개념에 대해 스스 로 인식을 한 후 새로운 개념을 받아들이게 되므 로 일방적으로 개념을 제시하는 것보다 사고과정 속에 올바른 과학개념을 형성할 수가 있고 이 때 문에 학업성취도 향상에도 도움이 되었다고 생각 된다.
지연검사를 통하여 PEOE 를 활용한 수업이 전
통적인 수업에 비하여 학습자의 장기파지에 효과
가 있는지를 사후검사 총합의 평균값과 지연 검
사 총합의 평균값 비교로 수업 유형에 따른 검사
시기의 반복측정으로 그 값이 통계적으로 유의미
한 차이가 있는지의 여부를 변량분석 결과를 통
하여 알아보고자 하였다 .
지연검사가 실시되고 획득되어진 점수를 통해
수업 유형과 검사시기의 반복 측정식 변량분석을 실시한 결과는 <Table 9> 와 같다 .
Source SS df MS F p
Between group
Class type(A) 160.003 1 160.003 4.342 .039
*error 4384.995 119 36.849
Within group
Inspection times(B) 447.783 2 223.892 93.377 .000
*A×B 106.891 2 53.445 22.290 .000
*error 570.657 238 2.398
<Table 9> Repeated Measure ANOVA result about class type
에 의하면 수업의 유형 은 유의수
<Table 9> (A)
준 .05 에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타났 으며 검사시기 , (B) 에서도 유의수준 .05 에서 통계 적으로 유의미한 차이가 나타났다.
학습자들의 학업성취도 변화 점수에 있어서도 수업의 유형과 검사시기의 상호작용 효과는 로 유의수준 에서 통계 F=22.290 (df=2; p=.000) .05
적으로 의미가 있는 것으로 나타났으며 이 상호 , 작용의 효과를 자세히 알아보기 위하여 [Fig. 2]
와 같이 그래프로 나타내었다 .
[Fig. 2] Retention change comparison of learner
에서 보는 바와 같이 중학교 과학 대
[Fig. 2] ‘
기의 성질과 일기변화 단원에서는 ’ PEOE 를 활용 하여 수업이 이루어진 연구집단의 학습자가 지연 검사를 통한 성취도 수준에서 전통적인 방법으로 수업을 한 경우보다 높은 결과를 나타나고 있다 .
이는 앞에서 밝혀진 학습자의 단기파지에 미치
는 영향에 대한 결과와 같은 결과를 보이고 있 다 즉 . , PEOE 를 활용하여 수업을 할 경우 학습자 의 단기파지에도 유의미한 영향을 미치지만 학생 들의 장기파지에 더욱 효과적이라는 것이다.
수업이 학습자의 과학 창의적 문제 2. PEOE
해결력에 미치는 효과 분석
수업이 학습자의 과학 창의적 문제해결 PEOE
력 향상에 미치는 효과를 알아보기 위해 그 하위 영역에 대하여 사후검사 결과의 통계적 유의성을 독립표본 검증한 결과는 t- <Table 10> 과 같다 .
사후 과학 창의적 문제해결력 검사에서 연구집 단의 평균이 22.43, 표준편차는 4.545 이며 비교집 단은 평균이 20.10, 표준편차는 3.727 로 나타났으 며 검정을 통해 분석한 결과 두 집단은 유의수 t- 준 .05 에서 p=.004(p<.05) 으로 통계적으로 유의미 한 차이를 보였다 그러므로 . PEOE 수업모형을 적용한 수업은 강의식 수업에 비해 학습자의 과 학 창의적 문제해결력 향상에 효과가 있음을 알 수 있다.
과학 창의적 문제해결력 하위영역별의 결과를 보면 타당성은 연구집단의 평균이 9.88, 표준편차 는 2.900 이며 비교집단은 평균이 8.27, 표준편차 는 2.570 으로 나타났으며 검정을 통해 분석한 t- 결과 두 집단은 유의수준 .05 에서 p=.003(p<.05) 으 로 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다 .
과학성은 연구집단의 평균이 5.47, 표준편차는
이며 비교집단은 평균이 표준편차는
1.995 4.57,
로 나타났으며
1.857 t- 검정을 통해 분석한 결과 두 집단은 유의수준 .05 에서 p=.016(p<.05) 으로 통 계적으로 유의미한 차이가 나타났다.
정교성은 연구집단의 평균이 4.12, 표준편차는 이며 비교집단은 평균이 표준편차는
1.606 4.08,
로 나타났으며 검정을 통해 분석한 결과
1.369 t-
두 집단은 유의수준 .05 에서 p=.894(p>.05) 로 통계 적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다 .
독창성은 연구집단의 평균이 2.97, 표준편차는 이며 비교집단은 평균이 표준편차는
1.248 3.18,
로 나타났으며 검정을 통해 분석한 결과
1.438 t-
두 집단은 유의수준 .05 에서 p=.412(p>.05) 로 통계 적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다 .
위의 결과를 종합해 보면 PEOE 수업은 과학 창의적 문제해결력 하위요소 중 타당성과 과학성 의 향상에는 효과가 있었으나 정교성과 독창성 향상에는 효과가 없었음을 알 수 있었다 이에 . 대한 분석은 다음과 같다.
타당성은 과학 이외의 일반 영역의 지식과 기 능 기반이 풍부한 정도의 영향을 가장 많이 받으 며 과학성은 과학 영역의 지식과 기능 기반이 , 풍부한 정도의 영향을 가장 많이 받는다 최성봉 ( , 그리고 타당성과 과학성은 주어진 문제가 2008).
해결된 정도에 따라 득점이 달라진다고 할 수 있
다 본 연구결과에서 타당성과 과학성에 유의미 . 한 효과가 나타났던 것은 예측의 단계에서 학생 들이 주어진 상황에 대하여 조별로 다양하고 자 유로운 사고를 할 수 있도록 지도 하였고 객관식 평가에 익숙했던 학생들이 예측한 내용을 문장으 로 서술하는 과정에서 다양한 사고를 표출하게 되었기 때문이라고 생각된다 .
문제 해결 방안을 얼마나 구체적이고 정교하게 제시하였는가에 따라서 득점이 달라지는 정교성 은 논리적 사고력의 영향을 가장 많이 받으며 , 문제 해결 방안을 얼마나 새롭고 독특하고 다양 하게 제시하였는가에 따라서 득점이 달라지는 독 창성은 확산적 사고력의 영향을 가장 많이 받는 다 본 연구에서 정교성과 독창성에 유의미한 효 . 과가 나타나지 않았던 것은 수업이 진행되면서 관찰 단계를 거친 후 처음 세웠던 가설이 틀렸지 만 진행시간상 그 상황에 맞는 가설을 새로 세워 보는 단계를 거치지 않은 채 바로 설명 단계로 넘어갔다 관찰 단계에서 자신의 예측이 틀린 것 . 을 알았다면 바로 설명 단계에 들어가는 것이 아 니라 다시 예측 단계로 돌아가서 새로운 가설을 세워보고 또 그 가설에 따른 결과를 알아보는 과 정을 반복했어야 되는데 그렇지 못하여 정교성과
Group N M SD t p
Propriety Research group 60 9.88 2.900
3.068 .003
*Comparative group 61 8.27 2.570
Scientific characteristics
Research group 60 5.47 1.995
2.439 .016
*Comparative group 61 4.57 1.857
Elaborateness Research group 60 4.12 1.606
.134 .894
Comparative group 61 4.08 1.369
Originality Research group 60 2.97 1.248
.823 .412
Comparative group 61 3.18 1.438
Total Research group 60 22.43 4.545
2.927 .004
*Comparative group 61 20.10 3.727
*
p<.05
<Table 10> Means and standard deviations of post-test result on scientific creative problem solving
ability
독창성 향상에 유의미한 효과를 이끌지 못했다고 생각한다 또한 확산적 사고력은 원인과 결과에 . 대한 깊이 있는 사고를 할 수 있어야 하는데 이 능력은 12 차시라는 단기간의 수업으로는 향상되 기 어려웠던 것으로 보인다.
수업이 학습자의 자기 주도적 학습 3. PEOE
특성에 미치는 효과 분석
수업이 학습자의 자기 주도적 학습특성 PEOE
향상에 미치는 효과를 알아보기 위해 그 하위영 역에 대하여 사후검사 결과의 통계적 유의성을 독립표본 검증한 결과는 t- <Table 11> 과 같다 .
N M SD t p
Openness to learning opportunities Research group 60 20.20 6.414
.376 .708
Comparative group 61 19.73 6.870
Self-concept as an effective learner
Research group 60 22.90 2.741
3.669 .000
*Comparative group 61 20.98 2.753
Initiative and independence in learning
Research group 60 22.42 3.941
2.642 .009
*Comparative group 61 20.45 3.864
Informed acceptance of responsibility for one's own
learning
Research group 60 25.30 4.102
2.358 .020
*Comparative group 61 23.45 4.134
Love of learning Research group 60 22.77 3.591
2.306 .023
*Comparative group 61 21.12 3.938
Ability to use basic study skills and problem solving skills
Research group 60 24.85 4.573
1.372 .173
Comparative group 61 23.71 4.139
Creativity Research group 60 25.20 3.804
2.315 .022
*Comparative group 61 23.53 3.770
Positive orientation to the future Research group 60 24.10 3.171
2.970 .004
*Comparative group 61 22.27 3.293
Total Research group 60 187.73 24.364
2.687 .008
*Comparative group 61 175.24 24.480
*
p<.05
<Table 11> Means and standard deviations of post-test result on self-directed learning characteristics Test
사후 자기 주도적 학습특성 검사에서 연구집단 의 평균이 187.73, 표준편차는 24.364 이며 비교집 단은 평균이 175.24, 표준편차는 24.480 으로 나타 났으며 검정을 통해 분석한 결과 두 집단은 유 t- 의수준 .05 에서 p=.008(p<.05) 로 통계적으로 유의 미한 차이를 보였다 그러므로 . PEOE 수업모형을 적용한 수업은 강의식 수업에 비해 학습자의 자 기 주도적 학습특성의 향상에 효과가 있음을 알 수 있다.
자기 주도적 학습특성의 하위영역별 결과를 보 면 개방성은 연구집단의 평균이 20.20, 표준편차 는 6.414 이며 비교집단은 평균이 19.73 표준편차
는 6.870 으로 나타났으며 검정을 통해 분석한 t- 결과 두 집단은 유의수준 .05 에서 p=.708(p>.05) 로 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다 .
자아개념은 연구집단의 평균이 22.90, 표준편차 는 2.741 이며 비교집단은 평균이 20.98, 표준편차 는 2.753 으로 나타났으며 검정을 통해 분석한 t- 결과 두 집단은 유의수준 .05 에서 p=.000(p<.05) 으 로 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다 .
솔선수범은 연구집단의 평균이 22.42, 표준편차
는 3.941 이며 비교집단은 평균이 20.45, 표준편차
는 3.864 로 나타났으며 검정을 통해 분석한 결 t-
과 두 집단은 유의수준 .05 에서 p=.009(p>.05) 로
통계적으로 유의미한 차이가 나타났다 .
책임감은 연구집단의 평균이 25.30, 표준편차는 이며 비교집단은 평균이 표준편차는
4.102 23.45,
로 나타났으며 검정을 통해 분석한 결과
4.134 t-
두 집단은 유의수준 .05 에서 p=.020(p<.05) 로 통계 적으로 유의미한 차이가 나타났다 .
학습열성은 연구집단의 평균이 22.77, 표준편차 는 3.591 이며 비교집단은 평균이 21.12, 표준편차 는 3.938 로 나타났으며 검정을 통해 분석한 결 t- 과 두 집단은 유의수준 .05 에서 p=.023(p<.05) 로 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다 .
미래 지향적 자기이해력은 연구집단의 평균이 표준편차는 이며 비교집단은 평균이 24.85, 4.573
표준편차는 로 나타났으며 검정을
23.71, 4.139 t-
통해 분석한 결과 두 집단은 유의수준 .05 에서 으로 통계적으로 유의미한 차이가 p=.173(p>.05)
나타나지 않았다.
창의력은 연구집단의 평균이 25.20, 표준편차는 이며 비교집단은 평균이 표준편차는
3.804 23.53,
으로 나타났으며 검정을 통해 분석한 결과
3.770 t-
두 집단은 유의수준 .05 에서 p=.022(p<.05) 로 통계 적으로 유의미한 차이가 나타났다 .
미래지향적 자기 평가력은 연구집단의 평균이 표준편차는 이며 비교집단은 평균이 24.10, 3.171
표준편차는 으로 나타났으며 검정을
22.27, 3.293 t-
통해 분석한 결과 두 집단은 유의수준 .05 에서 로 통계적으로 유의미한 차이가 나 p=.004(p<.05)
타났다 .
위의 결과를 종합해 보면 PEOE 수업은 자기 주도적 학습특성의 하위요소 중 개방성 과 미래 ‘ ’ ‘ 지향적 자기이해력 을 제외한 자아개념 ’ ‘ ’, ‘ 솔선수 범 ’, ‘ 책임감 ’, ‘ 학습 열성 ’, ‘ 창의성 ’, ‘ 자기 평가 력 에서 유의수준 ’ .05 에서 통계적인 유의미한 차 이를 나타내었다.
이는 박현주 (2009) 의 연구결과에서 POE 학습 자료를 적용한 수업이 학생들의 자기 주도적 학 습능력 향상에 효과적이라는 연구결과와 일치한 다.
개방성은 학습에 대한 높은 관심이나 학습하려 는 태도 지식의 근원에 대한 탐구심 애매모호함 , , 에 대한 인내심 자신의 학습에 주어지는 비판을 , 건설적으로 사용하는 능력으로 학습에 대한 지적 인 애정 그리고 학습에 대한 책임의 자각 등의 내용을 포함하고 있고 미래지향적 자기이해력은 , 항상 학습자라는 자아개념을 가지고 자신의 미래 를 생각하며 어려운 상황을 문제가 아닌 도전으 , 로 대처하는 능력 등의 내용을 포함하고 있다 . 본 연구에서 개방성 과 미래지향적 자기이해력 ‘ ’ ‘ ’ 에서 유의미한 효과가 나타나지 않은 것은 예측 단계에서 학생들은 탐구 과정에 대한 흐름을 파 악하고 그 동안 배운 개념과 다양한 정보를 수집 하는 자기 주도적 학습활동을 하여야 하나 개방 적인 교육활동이 되지 못하였고 교과서 내용 위 주의 학습이 되어 이미 선행학습이 되어있는 학 생들의 학습에 대한 관심이 낮아졌기 때문이라고 분석된다.
결론 및 제언
.
Ⅳ
이상에서 살펴 본 연구결과를 종합하여 본 연 구의 결론과 제언을 밝히면 다음과 같다 .
결론 1.
본 연구에서는 중학교 과학 교과에서 학생들의 과학 창의적 문제해결력과 자기 주도적 학습능력 을 신장시킬 수 있는 PEOE 수업 모형의 적용을 통해 학생들의 장 단기 파지에 미치는 영향과 과 · 학 창의적 문제해결력 및 자기 주도적 학습특성 에 어떠한 효과를 미치는지를 분석하였다 본 연 . 구결과를 바탕으로 결론을 밝히면 다음과 같다 .
첫째 , PEOE 수업모형을 적용한 수업이 학습자
의 장 단기 파지에 미치는 효과를 알아보기 위해 ·
사전검사와 사후검사 및 지연검사를 통해 분석한
결과 유의수준 .05 에서 통계적으로 유의미한 것
으로 나타났다 즉 . , PEOE 를 활용하여 수업을 할
경우 학습자의 단기파지에도 유의미한 영향을 미 치지만 학생들이 획득한 개념을 장기기억으로 전 이 시키는데 더욱 효과적이라고 말할 수 있다 .
둘째 , PEOE 수업모형을 적용한 수업이 학습자 의 과학 창의적 문제해결력에 미치는 효과를 알 아보기 위해 사전검사와 사후검사를 분석해 본 결과 전체적으로는 유의수준 .05 에서 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다 그러나 과학 창의적 . 문제해결력의 하위요소인 정교성 과 독창성 에 ‘ ’ ‘ ’ 있어서는 유의미한 효과가 나타나지 않았다 .
셋째 , PEOE 수업모형을 적용한 수업이 학습자 의 자기 주도적 학습특성에 미치는 효과를 알아 보기 위해 사전검사와 사후검사를 분석해 본 결 과 전체적으로는 유의수준 .05 에서 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다 그러나 자기 주도적 . 학습특성의 하위요소인 개방성 과 미래지향적 ‘ ’ ‘ 자기이해력 에서는 유의미한 효과가 나타나지 않 ’ 았다 .
이상의 연구결과를 통해 PEOE 수업모형을 적 용한 수업은 중학교 과학 대기의 성질과 일기변 ‘ 화 단원에서 강의식 수업에 비해 학습자의 과학 ’ 학업 성취도 과학 창의적 문제해결력 및 자기 , 주도적 학습특성에 더 효과적이라고 할 수 있다 .
제언 2.
