과학영재학생과 일반학생의 첨단과학기술에 대한 인식 및 관련지식 조사 연구
김 영 민 박 수 경 이 승 우
부산대학교 경남대학교 부산대학교
12)
본 연구에서는 중학교 과학영재학생들과 일반학생들의 첨단과학에 대한 기본 인식 및 관 련 지식을 비교하기 위하여 설문도구를 제작하여 투입한 후 결과를 분석하였다. 과학영재 집단은 부산, 울산 지역 대학부설 과학영재교육원 소속 중학생 113명이었고 일반학생 집단 은 부산광역시 소재 2개 중학교의 159명이었다. 설문문항은 첨단과학에 대한 기초인식 조 사와 관련 지식 조사 두 가지 분야로 구성하였다. 기초인식 조사 결과, 첨단과학 전반에 대한 인지도 수준 및 관심과 흥미 측면에서 과학영재학생이 일반학생보다 유의미하게 높 게 나타났다. 첨단과학에서 알고 싶은 분야, 첨단과학 관련 정보의 출처, 첨단과학에 대한 교수·학습 방법의 선호도 등에서도 과학영재학생과 일반학생 간에 차이가 나타났다. 실생 활과 관련이 깊은 첨단기술인 휴대폰과 LED를 소재로 구체적인 지식을 조사한 결과, 안테 나 없는 휴대폰과 LED의 배경 지식인 전자기파나 반도체에 대해서 과학영재학생들은 일 반학생들보다 상대적으로 높은 이해도를 보여주었다.
주제어: 과학영재, 첨단과학기술, LED, 전자기파, 반도체
I. 서 론
현대 과학기술의 여러 분야에서 일기 시작한 과학기술의 변혁은 서로 영향을 주고받 거나 융합화 되어 새로운 과학기술 혁명의 시대를 펼쳐나가면서 종래 산업구조의 모습 을 바꾸고 인간의 생활양식에도 큰 변화를 일으키고 있다. 이러한 21세기 첨단과학시대 에 들어서면서 우리나라에서는 창의적 지식을 생산할 수 있는 고급 인적 자원 육성이 국가 경쟁력 강화의 핵심요소임을 인식하고 이를 효율적으로 구현할 수 있는 교육정책 이 추진되고 있다. 그 한 예로 2009년에 개정된 과학과 교육과정(교육과학기술부, 2009) 에는 이미 첨단 과학기술 내용이 상당 부분 포함되어 있다.
교신저자: 박수경([email protected]) Journal of Gifted/Talented Education
2010. Vol 20. No 3, pp. 901～919
첨단과학기술에 대한 공인된 정의는 아직 없으나 2005년 발표된 국가과학기술위원회의 보고서에 따르면 국가적으로 기초과학 수준 이상의 최근 발달된 과학과 대표적 응용분야 6개 영역 즉 정보기술(IT), 생명공학 기술(BT), 나노기술(NT), 우주항공 기술(ST), 환경기 술(ET), 문화기술(CT)을 ‘미래유망 신기술’로 정의하고 제시하고 있다(2005, 국가과학기 술위원회). 이 중에서 정보기술(Information Technology)은 정보를 생성, 가공, 전송, 저장 하는 모든 유통과정에서 필요한 기술을 일컬으며 4세대 이동통신, 광전송시스템, 초고속 인터넷, 타장치 간 정보 통신기술 등이 포함된다. 생명공학(Bio-Technology) 분야는 생명 현상을 일으키는 생체나 생체유래물질 또는 생물학적 시스템을 이용하여 산업적으로 유 용한 제품을 제조하거나 공정을 개선하는 기술을 말하여 바이오 신약, 생체조직기술, 유 전자변형, 첨단농업/어업, 생명공학기술 등을 포함한다. 나노기술(Nano Technology) 분야 는 물질을 원자, 분자 크기의 수준에서 조작·분석하고 이를 제어할 수 있는 과학과 기술을 총칭하는 분야로서 나노소자, 나노정보저장기술, 탄소나노튜브 개발 등을 포함한다. 우주 공학(Space Technology)은 위성체, 발사체, 항공기 등의 개발과 관련된 복합 기술로 통신 위성, 기상위성, 우주비행체 개발, 우주정거장 개발 분야 등을 포함한다. 환경공학 (Environment Technology)은 환경오염을 저감·예방·복원하는 기술로 대기오염물질 제거, 폐기물처리, 수질오염물질제거, 수소전지, 청정에너지 개발, 해양환경 기술 등을 포함한다.
이러한 과학기술 분야의 새로운 변화에 대하여 직접적으로 대처해야 함에도 불구하 고 현재의 과학 교육과정에서는 첨단과학기술 분야의 변화를 충분히 반영하지 못하고 있는 것이 현실이다(안병준, 2007). 중등과학교육에서 첨단과학을 과학교육에 도입할 필 요성과 중요성은 교사와 학생 모두가 인지하고 있으나 많은 교사와 학생들이 실제 학 교과학교육에서 첨단과학이 과학교육에서 다루어지지 않고 있는 것으로 인식하고 있다 (조선아, 2006). 최근의 2009년 개정교육과정의 과학 교육과정에서는 첨단과학 각 분야 의 소재가 직접적으로 도입되고 있으며 이에 대한 현장 과학교육에서의 실행을 앞두고 학생들의 첨단과학기술에 대한 인식 및 선행지식을 조사 분석할 필요가 있다. 이와 관 련하여 이미 초등학교 과학영재학생를 대상으로 첨단과학기술에 대한 인식(오광택·박종 호, 2010), 첨단과학에 대한 초등교사와 학생의 인식(김진화·박일우, 2009) 등에 대한 연 구가 이루어졌다. 또한 첨단 과학 기술과 중등 물리 교육에 대한 연구(전종술 · 한상욱, 2007)나 첨단과학기술 체험을 통한 창의성 체험 프로그램에 대한 개발연구(유영길 · 조 춘묵, 2008) 등이 있으나 중등과학영재를 대상으로 한 첨단과학기술 관련 연구는 아직 없다. 중학교 과학영재학생들은 일반학생들에 비하여 학교 수업외의 과학영재교육 프로 그램에 대한 경험이 다양하므로 이러한 교육적 경험이 첨단과학기술에 대한 인식에 영 향을 줄 수 있을 것이다. 따라서 과학영재학생들의 첨단과학에 대한 인식 및 관련 지식 이 일반 학생들과 어떻게 다른지 비교 분석할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 대학 의 과학영재교육원에서 교육받고 있는 중학교 과학영재학생을 대상으로 일반 학생들과
비교하여 첨단과학에 대한 인식과 지식을 밝히고자 하였다. 첨단과학에 대한 인식조사 에서는 첨단과학에 대하여 현재 어느 정도 인지하고 있는지, 과학영재들이 가장 공부하 고 싶어 하는 첨단과학 분야는 무엇이며, 첨단과학에 대한 정보는 주로 어디서 얻고 있 는지 조사할 필요가 있다. 또한 현재 학교 교육과정에서 첨단과학에 대하여 무엇을 배 우고 있는지, 첨단과학을 학습할 때 과학영재들은 어떤 교수학습 방법을 선호하는지 밝 힌다면 향후 첨단과학 교육을 위하여 시사점을 제공할 수 있을 것이다.
첨단과학의 원리에 대한 지식 조사를 위해 실생활에서 가장 쉽게 접하는 휴대폰과 LED(Light Emission Diode)를 선택하여 교과과정과의 연계정도를 파악할 수 있는 설문 도구를 작성하였다. 실제 많은 학생들이 휴대폰을 통화나 문자전송, 게임등과 같은 멀 티미디어 장치로서 사용하고 있지만 과학 교과과정에서 배우는 빛의 성질과 전자기파 의 특성을 관련짓지 못하고 있다. 이에 안테나 없이 통신이 이루어지는 원리에 대한 지 식이나 안테나 없는 휴대폰 제작을 위해 적용된 첨단기술에 관한 개념에 있어 과학영 재학생과 일반학생이 어떻게 다른지 조사하고자 설문 주제로 채택하였다. LED도 교통 신호, 지하철 안내, 텔레비전, 휴대폰 백라이트 등 이미 주변의 많은 분야에서 사용되고 있으며(박대희, 2008) 과학영재학생들이 가지고 있는 LED에 대한 흥미나 학교교육과정 이나 영재교육원에서 배운 반도체의 개념(Halliday · Resnick · Walker, 2008)을 통해 LED 의 원리를 이해하는 정도를 파악하고자 하였다.
따라서 본 연구는 중학교 과학영재학생들의 첨단과학에 대한 기본적인 인식과 관련 원리에 대한 이해도는 어느 정도인가 또 이러한 인식과 지식은 일반 학생들과 어느 정 도 차이가 있는지를 밝히는 데 그 목적이 있다. 이를 위하여 첨단과학에 대한 인식 및 지식 조사 설문도구를 제작하여 투입한 후 그 결과를 분석하였다. 이 연구 결과는 과학 영재를 위한 첨단과학교육의 구체적인 방법을 모색하는 기초자료로 활용될 수 있을 것 이다.
본 연구에서의 연구문제는 다음과 같다.
첫째, 중학교 과학영재학생의 첨단과학에 대한 인식은 어느 정도이며 일반학생과 어 떻게 다른가?
둘째, 중학교 과학영재학생의 첨단과학에 대한 지식은 어느 정도이며 일반학생과 어 떻게 다른가?
II. 연구 방법 1. 연구 대상
본 연구에서는 부산, 울산 지역 대학부설 과학영재교육원 소속 중학생을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 부산대학교 과학영재원 소속 50명, 울산대학교 과학영재원 소 속 63명으로 전체 설문 대상은 113명이었고 그 중 남학생은 87명(76.9%), 여학생은 26
명(23.1%)이었다. 이 학생들은 모두 두 기관에서 실시한 3단계의 전형 과정을 통해 선 발된 부산과 울산 지역 내의 학생들이다. 선발 전형 3단계는 서류심사, 창의적 문제해 결력 검사, 그리고 면접으로 이루어져 있다. 일반중학생은 부산광역시 소재 2개 중학교 159명으로 남학생이 65명(40.9%), 여학생이 94명(59.1%)이었다. 영재학생은 중학교 1학 년, 2학년, 3학년이 포함되어있고 일반학생은 2학년과 3학년으로 구성되어있다.
2. 연구 절차
본 연구에서는 다음과 같은 연구절차를 적용하였다. 첫째, 첨단과학에 대한 설문을 개발하기 위하여 기존의 첨단과학 관련 정의와 특성 분석을 기초로 하여 설문도구를 제작하고 생활과 밀접한 첨단과학 소재 두 가지를 선택하였다. 본 연구에서 다루는 첨 단과학 분야는 정부가 국가과학기술위원회(2005)를 통해 발표 6대 기술 분야인 정보기 술(IT), 생명공학 기술(BT), 나노기술(NT), 우주항공 기술(ST), 환경기술(ET), 문화기술 (CT) 중에서 문화기술 영역을 제외한 5가지 영역으로 한정하였다. 둘째, 중등과학영재 들의 첨단과학에 대한 인식과 지식 등 두 분야로 한정하여 설문도구를 개발하였다. 연 구자들이 개발한 설문 문항들은 2차에 걸쳐 P 대학교 물리교육연구실 세미나를 거쳐 수정하고 예비 조사를 실시하였다. 예비조사에 대한 분석결과와 과학교육 전문가 5인의 검토를 근거로 수정하여 최종 설문도구를 완성하였다. 개발된 설문도구를 과학영재교육 원과 일반중학교의 연구대상 학생들에게 투입하고 그 결과를 분석하였다. 문항의 타당 도는 사전에 일반중학교에서 한 학급을 선정하여 설문도구를 투입한 결과 신뢰도는 Cronbach's α 계수가 .79로 나타났다.
3. 설문 도구
설문문항은 첨단과학에 대한 기초인식 조사와 관련지식에 대한 이해도 조사 두 가지 분야로 구성하였으며 기초인식 조사에서는 첨단과학에 대한 사전 인지도, 흥미와 관심의 정도, 첨단과학에 대한 학습이 필요한 이유, 첨단과학 학습을 위해 선호하는 수업방식 등에 대하여 조사하였다. 이해도 조사는 실생활에 가장 관련이 깊은 첨단기술인 휴대폰 과 LED를 소재로 구체적인 지식과 의견을 묻는 문항으로 구성하였다. 1차 개발단계에 서는 인식조사 22문항, 지식 조사 23문항을 개발하였다. 1차로 개발된 설문 문항으로 중 학생 40명을 대상으로 예비 조사를 실시하였고 이에 대한 분석결과와 과학교육 전문가 5인의 조언을 거쳐 수정하였다. 최종적으로 내용이 중복되거나 첨단과학의 원리에 대해 학생들 수준에 지나치게 어려운 문항은 제외하여, 기초인식조사 10문항과 관련지식 조사 10문항의 총 20문항으로 확정하였다. 기초인식조사에서 첨단과학에 대한 선행지식, 관심 과 흥미, 첨단과학 학습의 중요도, 첨단과학에 의한 혜택 등에 대하여 ‘매우 그렇다’ 5 점, ‘그렇다’ 4점, ‘보통이다’ 3점, ‘아니다’ 2점, ‘매우 아니다’ 1점의 5점 척도를 이용하 였고 그 외는 문항의 내용 중에서 선택하여 단일 응답 또는 다중 응답하도록 하였다.
구성 문항 내용 응답유형
첨단과학에 대한 기초인식
1) 아래는 첨단과학 각 분야를 소개한 것으로 괄호 안은 각 분야에 해당하는 기술과 개발 내용입니다. 자신의 첨단과학에 대한 지식은 어느 정도라고 생각합니까?
리커트 척도 2) 자신의 첨단과학에 대한 관심과 흥미는 어느 정도라고
생각합니까? 리커트 척도
3) 첨단과학 분야 중에서 가장 알고 싶은 분야 두 가지는 무엇입니까?
선택형 다중응답 4) 첨단과학에 대한 공부가 얼마나 중요하다고 생각합니까? 리커트 척도 5) 첨단과학 중에서 실생활과 가장 밀접한 관련이 있는
분야는 무엇이라고 생각합니까? 단일응답
6) 여러분은 첨단과학에 의한 혜택을 얼마나 받고 있다고
생각합니까? 리커트 척도
7) 첨단과학에 대한 공부가 도움이 되는 이유는 무엇이라고
생각합니까? 단일응답
8) 첨단과학에 대한 정보는 주로 어디서 얻고 있습니까? 단일응답 9) 아래의 첨단과학 각 분야에서 학교 수업 중에 배운 적이
있는 분야와 과목을 써주세요.
다중응답, 기술형 복합 10) 첨단과학에 대한 공부는 어떤 방식으로 이루어지는 것이
좋다고 생각합니까? 단일응답
첨단과학에 대한 지식
11) 휴대폰을 이용하여 통화(음성/화상)나 게임이 이루어지는
원리와 관련하여 자신의 의견을 고르시오. 단일응답
12) 현재 이용되고 있는 휴대폰은 대부분 외부 안테나가 없는 휴대폰입니다. 외부 안테나 없이도 통화가 이루어지는 원리와 관련하여 자신의 의견을 고르시오.
단일응답 13) 외부 안테나 없는 휴대폰의 원리를 이해하기 위해서는
전자기파의 원리가 중요합니다. 다음 중 전자기파의 특성에 해당하지 않는 것을 고르시오.
부정문 단일응답 14) 전자기파가 만들어 지는 원리와 관련하여 자신의 의견을
고르시오. 단일응답
15) 외부 안테나 없는 휴대폰을 제작하기 위해 적용된 첨단기술 중에서 가장 관련이 있을 것으로 생각되는 항목을 고르시오.
단일응답 16) LED는 무엇을 대체하는 제품으로 주목을 받고 있는
것일까요? 단일응답
17) 우리 주변에서 경험할 수 있는 LED가 적용된 제품을
모두 고르시오. 다중응답
18) LED와 관련하여 자신의 의견을 고르시오 단일응답 19) LED에는 반도체 기술이 적용됩니다. 반도체와 관련하여
자신의 의견을 고르시오. 단일응답
20) LED를 제작하기 위해 적용된 첨단기술 중에서 가장
관련이 있을 것으로 생각되는 항목을 고르시오. 단일응답
<표 1> 설문지 구성과 문항내용
SS df MS F p
영재여부 16.803 1 16.803 24.502 0.000
성 별 6.433 1 6.433 9.381 0.002
영재여부*성별 7.033 1 7.033 10.255 0.002
성별 M SD N
영재
남 3.137 0.878 87 여 3.153 0.833 26 합계 3.141 0.864 113
일반
남 2.938 0.979 65 여 2.223 0.674 94 합계 2.515 0.870 159
합계
남 3.052 0.911 152 여 2.425 0.806 120 합계 2.775 0.919 272
<표 2> 첨단과학에 대한 사전인지도 수준의 평균과 표준편차
6.2 24.8
47.8
19.5
3.8 5 1.8
38.9 43.4
8.8
0 20 40 60 80
매우많이 알고있다.
많이알고 있다.
알고있다. 잘모르고 있다.
전혀모르고 있다.
영재중학생 일반중학생
[그림 1] 첨단과학에 대한 사전인지도 수준(%) 4. 자료 분석
설문 문항 중에서 리커트 척도를 사용한 문항은 빈도분석과 이원변량 분석을 실시하 여 두 집단을 비교하였고 나머지 문항은 빈도 분석을 실시하였다. 모든 통계처리는 수 집된 자료를 통계프로그램 SPSS 12.0을 이용하여 처리 분석하였다.
III. 결과 분석 및 논의 1. 첨단과학에 대한 인식 조사 결과
첨단과학에 대한 사전 인지도가 어느 정도인지에 대한 영재학생과 일반학생의 응답 결과는 [그림 1]에 평균과 표준편차는 <표 2>에, 변량분석 결과는 <표 3>에 나타냈다.
첨단과학에 대한 선행지식의 수준을 조사한 결과 스스로 ‘매우 많이 알고 있다’ 또는
‘많이 알고 있다’로 인식한 응답자가 영재학생은 6.2%와 24.8%인 반면 일반학생은 3.8%, 5.0%로 낮게 나타났다. 영재학생 중 가장 많은 응답자가 ‘알고 있다’로 응답한 반면 일반학생은 가장 많은 응답자가 ‘잘 모르고 있다’로 응답하였으며 ‘전혀 모르고 있다’로 응답한 학생도 8.8%에 달하였다.
<표 3> 첨단과학에 대한 사전인지도 수준의 변량분석 결과
<표 2>과 <표 3>에 의하면 첨단과학에 대한 사전 인지도 수준에서 영재학생(3.14)이
SS df MS F p
영재여부 47.222 1 47.222 51.929 0.000
성 별 8.791 1 8.791 9.667 0.002
영재여부*성별 3.513 1 3.513 3.863 0.057
<표 5> 첨단과학에 대한 관심과 흥미의 변량분석 결과
19.5 50.4
24.8
2.7 1.8 3.8
20.1 43.4
21.4 11.3
0 20 40 60 80
매우관심이 많다
관심이많은 편이다
보통이다 관심이없는 편이다
전혀관심이 없다 영재중학생 일반중학생
[그림 2] 첨단과학에 대한 관심과 흥미(%) 일반학생(2.52)보다 높게 나타났으며 변량분석 결과 유의미한 차이가 나타났다(p<.05).
또한 남학생(3.05)이, 여학생(2.43)보다 유의미하게 높은 것으로 나타났으며(p<.05) 영재 여부와 성별 간에 5%의 유의수준에서 상호작용 효과가 나타났다.
첨단과학에 대한 관심과 흥미는 어느 정도라고 생각하는가라는 설문의 결과는 [그림 2]에 평균과 표준편차는 <표 4>에, 변량분석 결과는<표 5>에 나타나 있다. 영재학생의 경우 첨단과학에 대하여 ‘매우 관심이 많다’로 응답한 비율은 19.5%로 일반학생(3.8%) 보다 높게 나타났으며 ‘관심이 많은 편이다’로 응답한 비율은 50.4%로 일반학생(20.1%) 보다 매우 높게 나타났다. 영재학생의 경우 남학생의 21.8%가 ‘매우 관심이 많다’로 응 답하여 여학생의 응답률보다 높게 나타났다. 첨단과학에 대한 관심이 없는 편이거나 전 혀 관심이 없다고 응답한 영재학생은 전체의 4.4%에 머물렀으나 일반학생은 32.7%를 차지하여 첨단과학에 대한 전반적인 관심과 흥미가 영재학생이 일반학생보다 높음을 알 수 있다. 그리고 성별로 응답률을 비교해보면 영재학생에 비하여 일반학생은 여학생 이 남학생보다 부정적으로 응답한 인원이 높게 나타났다. 이러한 결과를 볼 때 첨단과 학에 대하여 자신들이 가지고 있는 사전 지식의 수준은 낮게 인식하는 것과 대조적으 로 첨단과학에 대한 관심과 흥미는 상대적으로 높은 것으로 나타났다.
성별 M SD N
영재
남 3.919 1.025 87 여 3.769 0.710 26 합계 3.885 0.961 113
일반
남 3.230 1.027 65 여 2.563 0.886 94 합계 2.836 0.999 159
합계
남 3.625 1.078 152 여 2.825 0.984 120 합계 3.272 1.109 272
<표 4> 첨단과학에 대한 관심과 흥미의 평균과 표준편차
<표 4>와 <표 5>에 의하면 첨단 과학에 대한 관심과 흥미 측면에서 영재학생(3.89) 이 일반학생(2.84)보다 높게 나타났으며 변량분석 결과 유의미한 차이가 나타났다. 성별 로 관심과 흥미 측면을 비교하면 남학생(3.63)이 여학생(2.83)보다 더 높게 나타났으며
첨단과학 학습의 중요도 SS df MS F p
영재여부 31.517 1 31.517 35.338 0.000
성 별 0.065 1 0.065 0.073 0.787
영재여부*성별 .716 1 0.716 0.803 0.371
<표 7> 첨단과학 학습의 중요도에 대한 인식의 변량분석 결과
성별 M SD N
영재
남 4.149 .842 87 여 4.230 .764 26 합계 4.168 .822 113
일반
남 3.492 1.032 65 여 3.340 1.011 94 합계 3.402 1.019 159
합계
남 3.868 .981 152 여 3.533 1.028 120 합계 3.720 1.014 272
<표 6> 첨단과학 학습의 중요도에 대한 인식 평균과 표준편차
39.6 39.6
16.6
2.1 2.1 16.9
26.5 40.8
11 4.8 0
20 40 60 80
매우많이 중요하다
많이중요하다 중요하다 별로중요하지 않다
전혀중요하지 않다 영재중학생 일반중학생
[그림 3] 첨단과학 학습의 중요도에 대한 인식 (%)
변량분석 결과 유의미한 차이가 나타났다(p<.05). 영재여부와 성별 간에 5%의 유의수준 에서 상호작용효과가 나타나지 않아 성별과 중고등학교 변수가 독립적으로 작용한다고 볼 수 있다.
첨단과학 학습의 중요도에 대한 설문결과는 [그림 3]에 평균과 표준편차는 <표 6>에 변량분석 결과는 <표 7>에 나타냈다. 영재학생의 응답률을 살펴보면 ‘많이 중요하다’가 39.6%, ‘매우 많이 중요하다’가 39.6%, ‘중요하다’가 16.6%의 순으로 나타났다. 일반학 생의 응답률이 높은 순으로 살펴보면 ‘중요하다’가 40.8%, ‘많이 중요하다’가 26.5%, 매 우 많이 중요하다가 16.9%로 나타났다.
<표 6>과 <표 7>에 의하면 첨단과학 학습의 중요도 측면에서 영재학생(4.17)이 일반 학생(3.40)보다 높게 나타났으며 변량분석 결과 유의미한 차이가 나타났다(p<.05). 이로 써 영재학생이 일반학생보다 첨단과학과 관련된 공부의 중요성을 더욱 높게 인식하는 것으로 밝혀졌다. 첨단과학 학습의 중요도 측면에서 남학생(3.87)은, 여학생(3.53)보다 약간 높게 나타났으나 변량분석 결과 유의미한 차이는 나타나지 않았다(p>.05). 또한 영 재여부와 성별 간에 5%의 유의수준에서 상호작용효과가 나타나지 않았다.
다음으로 첨단과학에 의한 혜택에 대한 설문결과는 [그림 4]에 나타나 있고 평균과 표준편차는 <표 8>에, 변량분석 결과는 <표 9>에 나타내었다. 영재학생의 경우 첨단과 학의 ‘혜택을 매우 많이 받고 있다’로 응답한 비율(26.5%)과 ‘혜택을 많이 받고 있다’로 응답한 비율(48.7%)이 ‘보통이다’로 응답한 비율(20.3%)보다 높게 나타났다. 반면에 일
첨단과학 혜택의 정도 SS df MS F p
영재여부 3.400 1 3.400 4.539 0.034
성 별 2.449 1 2.449 3.269 0.072
영재여부*성별 0.000 1 .000 .000 0.998
<표 9> 첨단과학에 의한 혜택에 대한 인식 변량분석 결과
영재여부 정보기술 생명공학 나노기술 우주공학 환경공학 합계
영재 45 37 47 45 14 113
빈도 % 39.8 32.7 41.6 39.8 12.4 100%
일반 65 69 33 77 27 158
빈도 % 41.1 43.7 20.9 48.7 17.1 100%
합계 110 106 80 122 41 271
<표 10> 첨단과학 분야 중에서 가장 알고 싶은 분야(2가지 표시)
성별 M SD N
영재
남 4.02 0.81 87 여 3.81 0.80 26 합계 3.97 0.81 113
일반
남 3.77 0.86 65 여 3.55 0.93 94 합계 3.64 0.91 159
합계
남 3.91 0.84 152 여 3.61 0.91 120 합계 3.78 0.88 272
<표 8> 첨단과학에 의한 혜택에 대한 인식 평균과 표준편차
26.6 48.7
20.4
4.4 0 15.7
44
31.5
6.3 2.5
0 20 40 60 80
매우 많이 받고있다
많이 받고있다 보통이다 거의 받고있지 않다
전혀 받고있지 않다 영재중학생 일반중학생
[그림 4] 첨단과학에 의한 혜택에 대한 인 식(%)
반학생의 경우는 ‘혜택을 많이 받고 있다(44.0%)로 응답한 비율과 보통이다로 응답한 비율(31.5%)이 더 높게 나타났다. 이로써 영재학생과 일반학생 공통적으로 첨단과학의 혜택에 대하여 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다. 성별로 응답결과를 살펴보면, 영 재학생의 경우 ‘혜택을 매우 많이 받고 있다’와 ‘혜택을 많이 받고 있다’는 문항에서 남 학생이 여학생보다 높게 나타났으며 이는 일반학생에서도 동일한 경향으로 나타났다.
<표 8>과 <표 9>에 의하면 첨단과학에 의한 혜택에 대한 인식에서 영재학생(3.97)이 일반학생(3.64)보다 높게 나타났으며 변량분석 결과 유의미한 차이가 나타났다(p<.05).
이로써 영재학생이 일반학생보다 첨단과학에 의한 혜택에 대하여 더 긍정적으로 인식 함을 알 수 있다. 전체적으로 남학생(3.91)은, 여학생(3.61)보다 약간 높게 나타났으나 변량분석 결과 유의미한 차이는 나타나지 않았으며(p>.05), 성별과 학교급별 간에 상호 작용효과도 나타나지 않았다(p>.05).
영재학생 일반학생
빈도 백분율 빈도 백분율
과학심화학습에 도움이 된다. 7 6.2 4 2.5
실제 생활에 필요한 과학기술에 대하여 배울 수 있다.
41 36.3 44 27.7
과학과목 대학입시에 도움이 된다. 4 3.5 7 4.4
미래의 우리나라 과학기술 발전에 필요하다. 52 46.0 91 57.2 관련 분야의 직업을 구하기 위해서 필요하다. 5 4.4 11 6.9
기타 4 3.5 2 1.3
전체 113 100 159 100
첨단과학 분야 중에서 가장 알고 싶은 분야 두 가지를 응답하도록 한 설문 결과는
<표 10>과 같다. 영재학생은 정보기술, 우주공학, 생명공학 등에 골고루 관심을 나타 내었고 특히 가장 많은 인원이 나노기술을 가장 알고 싶은 분야로 응답하였다. 이에 반 하여 일반학생은 우주공학, 생명공학, 정보기술의 순으로 응답하였고 영재학생과 달리 나노기술에 대한 응답은 낮게 나타났다. 특히 나노기술 분야는 일반 교육과정에서 다루 어 지지 않는 반면 영재교육 프로그램에서 접할 기회가 많았던 영재학생들이 이에 대 하여 더 알고자하는 요구를 나타낸 것으로 해석된다. 영재학생과 일반학생 공통적으로 사회적으로 잘 알려졌고 이슈화되어 있는 우주항공기술과 생활 속에서 쉽게 접하고 있 는 정보통신기술에 대한 응답률이 높게 나타났다. 상대적으로 사회적으로 저변확대가 잘 되어있지 않은 환경공학기술의 경우 학생들의 선택지수가 낮음을 보여주고 있다. 이 러한 결과는 초등과학영재학생들을 대상으로 한 선행연구(오광택 · 박종호, 2010)에서 첨 단과학기술 영역 중 배우고 싶은 분야가 우주항공기술>나노기술>정보통신기술>생명공 학기술>환경공학기술>의 순으로 나타난 결과와 부분적으로 일치하고 있다.
<표 11> 첨단과학 공부가 도움이 되는 이유
첨단과학 공부가 도움이 되는 이유에 대한 설문 결과는 <표 11>과 같다. 영재학생은
‘미래의 우리나라 과학기술 발전에 필요하다’로 응답한 비율(46.0%)이 ‘실제 생활에 필 요한 과학기술에 대하여 배울 수 있다’로 응답한 비율(36.3%)와 근사하게 높게 나타났 다. 이에 반하여 일반학생은 ‘미래의 우리나라 과학기술 발전에 필요하다’로 응답한 비 율(57.2%)이 실제생활에 필요한 것을 배울 수 있다’로 응답한 비율(36.3%)에 비하여 상 대적으로 높게 나타났다. 이로써 영재학생은 국가적인 목적과 실제 생활에서의 목적 양 쪽 면을 모두 인식하는 반면 일반학생들은 실제 생활보다는 국가적인 목적에 더 비중 을 두는 경향이 나타났다. 이러한 결과는 초등학생영재들은 첨단과학기술 교육이 필요 한 이유로 ‘첨단과학기술의 눈부신 발전 속에 살아가므로’ 또는 ‘과학자가 되기 위해’라 고 응답한 경우(오광택 · 박종호, 2010)와 비교해 볼 수 있다.
영재학생 일반학생
빈도 백분율 빈도 백분율
학교수업 6 5.30 8 5.03
TV, 라디오 14 12.4 35 22.0
신문, 잡지 34 30.1 16 10.1
인터넷 40 35.4 87 54.7
관련도서 19 16.8 13 8.2
전체 113 100 159 100
영재학생 일반학생
빈도 백분율 빈도 백분율
첨단과학의 과학적 원리에 대한 강의 23 20.4 20 12.6
첨단과학 관련 지식에 대한 조사 및 발표 19 16.8 11 6.9
첨단과학과 유사한 실험수업 39 34.5 49 30.8
첨단과학 분야 현장 견학 16 14.2 56 35.2
첨단과학을 이용한 문제해결 수업 15 13.3 23 14.5
기타 1 0.9 0 0
전체 113 100 159 100
<표 12> 첨단과학에 대한 정보의 출처
<표 12>에서 보듯이 첨단과학에 대한 정보를 어디서 얻고 있는지 조사한 결과 영재 학생의 경우 인터넷>신문잡지>관련도서>TV,라디오>학교수업의 순으로 나타났고 일반 학생은 인터넷>TV,라디오>신문잡지>관련도서>학교수업의 순으로 나타났다. 영재학생과 일반학생 공통적으로 인터넷에서 가장 많은 정보를 접하고 있으므로 인터넷 자료의 신 뢰성이 전제되지 않으면 오히려 첨단과학에 대한 오개념을 유발할 위험성도 있다. 또한 영재학생은 신문잡지, 관련도서를 활용하는 반면 일반학생은 TV와 라디오를 통해 수동 적으로 정보를 접하는 것으로 해석된다. 그리고 두 집단 공통적으로 학교수업에서 첨단 과학 정보를 얻는다는 학생의 비율이 가장 낮게 나타났다. 이는 현재의 과학 교육과정 에서는 첨단과학기술 분야의 내용을 제대로 반영하지 못하고 있음을 의미하며 향후 학 교 교육과정에서 적극적인 도입 및 운영이 요구된다.
<표 13> 첨단과학에 대한 교수·학습방법의 선호도
<표 13>에서 첨단과학을 학습할 때 영재들이 선호하는 교수학습 방법은 무엇인지 밝힌 결과, 영재학생의 경우 실험수업>강의>조사발표>현장견학>문제해결수업의 순으로 나타났고 일반학생의 경우 현장견학>실험수업>문제해결>강의>조사발표의 순으로 나타 났다.
영재학생의 경우는 첨단과학과 유사한 실험수업에 대한 선호가 가장 높았고, 현장견
구 분 영재학생 일반학생
빈도 백분율 빈도 백분율
학교 수업시간에 원리를 배워 잘 알고 있다. 6 5.3 0 0
인터넷이나 신문을 통해 원리를 접해보았다 44 38.9 30 18.9 원리가 궁금하여 스스로 공부한 적이 있다 13 11.5 11 6.9
기회가 되면 원리를 배워보고 싶다 44 38.9 77 48.4
휴대폰의 원리가 궁금하지 않다. 6 5.3 40 25.2
무응답 0 0 1 0.6
전 체 113 100 159 100
<표 14> 휴대폰의 원리에 대한 지식
학과 문제해결수업에 대한 선호가 낮게 나타난 반면 일반학생은 첨단과학 분야 현장견 학에 대한 선호가 높게 나타났다. 영재학생은 첨단과학과 유사한 실험수업을 가장 선호 하였기에 이에 대한 교수학습 교재 개발이 이루어져야 할 것이다.
2. 첨단과학에 대한 지식 조사 결과
첨단과학 분야 중에서 생활과 밀접한 관련이 있는 두 가지 주제인 안테나 없는 휴대 폰과 LED에 대한 관련지식의 수준을 조사한 결과는 다음과 같다.
휴대폰의 원리에 대하여 조사한 결과를 나타낸 <표 14>에서 기회가 되면 원리를 배 워보고 싶다고 응답한 학생이 영재학생 38.9%, 일반학생 48.4%로 나타났다. 영재학생은 인터넷이나 신문을 통해 원리를 접해보았다고 응답한 비율(38.9%)도 높게 나타나 평소 에 휴대폰의 원리에 대하여 대중매체를 통해 관심 있게 보아왔음을 반영한다. 이에 비 하여 일반학생은 휴대폰의 원리가 궁금하지 않다고 응답한 인원이 인터넷이나 신문을 통해 원리를 접해보았다는 인원보다 많이 나타났다.
<표 15>는 외부 안테나 없는 휴대폰의 원리를 이해하기 위한 전자기파의 특성에 대 한 이해도를 조사한 결과로 7학년 학생들은 물리 단원에서 빛의 반사와 굴절에 대한 학습이 이루어지며, 8학년의 경우 지구과학 단원에서 빛과 관련된 별의 밝기를 배우고 있다(교육과학기술부, 2007). 전자기파의 특성에 해당하지 않는 것을 택하도록 한 문항 에서 ‘동심원 형태로만 퍼져나간다‘로 바르게 응답한 영재학생은 76.1%로 일반학생 37.7%보다 높게 나타났다. 영재학생의 0.9% 일반학생의 6.9%만이 ’휴대폰 전파도 전자 기파의 일종이다’를 틀린 진술로 선택한 것으로 보아 대부분의 학생이 휴대폰의 전파도 전자기파의 일부인 것으로 바른 개념을 가지고 있는 것으로 나타났다. 이에 반하여 ‘전 자기파는 매질이 없이도 진행할 수 있다‘를 틀린 진술로 잘못 인식한 경우가 영재학생 중에도 8.9%나타났고 일반학생 중에는 25.2% 나타났다. 이는 전파도 전자기파의 일부 인 것으로 바르게 이해하는 반면 공기를 통해 휴대폰의 전파가 전달된다고 생각하는
구 분 영재학생 일반학생
빈도 백분율 빈도 백분율
전자기파는 전기와 자기적인 파동이다 4 3.5 7 4.4
전자기파는 매질 없이도 진행할 수 있다 10 8.9 40 25.2
전자기파는 동심원의 형태로만 퍼져나간다 86 76.1 60 37.7
전자기파는 빛의 속도로 퍼져나간다 11 9.7 37 23.3
휴대폰 전파도 전자기파의 일종이다 1 0.9 11 6.9
무응답 1 0.9 4 2.5
전 체 113 100 159 100
<표 15> 안테나 없는 휴대폰에서 전자기파의 특성에 대한 지식
구 분 영재학생 일반학생
빈도 백분율 빈도 백분율 정보기술(IT) 분야 77 68.1 96 60.4 생명공학(BT) 분야 3 2.7 5 3.1 나노기술 분야 17 15.0 23 14.5 우주공학 분야 11 9.7 25 15.7 환경공학 분야 3 2.7 3 1.9 무응답 2 1.8 7 4.4 전 체 113 100 159 100
<표 16> 휴대폰에 적용된 첨단기술에 대한 지식
구 분 영재학생 일반학생
빈도 백분율 빈도 백분율
건전지 6 5.3 5 3.1
전구 81 71.7 88 55.4 모터 3 2.7 17 10.7 키보드 2 1.8 5 3.1 발전기 10 8.9 31 19.5 기타 10 8.9 4 2.5 무응답 1 0.9 9 5.7 전 체 113 100 159 100
<표 17> LED는 무엇을 대체하는 제품인 지에 대한 지식
단순한 사고에 기인하는 것으로 보인다.
<표 16>에서 외부 안테나 없는 휴대폰에 적용된 첨단기술 분야에 대한 학생들의 이해 를 조사한 결과 영재학생 68.1%, 일반학생 60.4%가 정보기술 분야로 응답하였다. 하지만 실제 내장 안테나 기술은 회로 설계가 핵심기술로 이는 나노기술분야에 해당한다. 나노기 술로 응답한 학생의 비율이 영재학생 15.0%, 일반학생 14.5%로 낮게 나타나 다수의 학생 이 휴대폰의 통화나 게임 등 콘텐츠와 관련지어 정보기술로 답하고 있음을 알 수 있다.
이로써 휴대폰 관련기술에 대한 구체적인 이해가 영재학생과 일반학생 모두 공통적으로 부족한 것으로 보인다.
최근 생활 주변에서 쉽게 접할 수 있는 LED에 대한 설문에서는 기존의 전구가 가지 는 효율과 내구성의 단점을 보완한 LED의 이해 정도를 확인해 보았다. <표 17>에 의 하면 영재학생은 71.7%로 일반학생 55.4%보다 상대적으로 LED에 대한 이해가 더 높 게 나타났다. LED를 발전기로 이해하고 있는 비율이 영재학생 중에는 8.9%로 일반학 생 19.5%보다 상대적으로 낮게 나타났다. 다수의 학생이 LED가 점등되는 표면적인 현 상과 관련지어 발전기로 잘못 이해하고 있는 것으로 보인다.
구 분 영재학생 일반학생
빈도 백분율 빈도 백분율
반도체의 정확한 원리를 수업시간에 배운 적이 있다 19 16.8 3 1.9 반도체에 대해 수업외의 시간을 통해 공부하였다 37 32.7 19 12.0 반도체는 도체와 부도체의 성질을 가지고 있는 정도로만
알고 있다 44 38.9 43 27.0
반도체라는 이름만 들어서 알고 있을 뿐이다 7 6.2 49 30.8
관심이 없어서 잘 모르겠다 4 3.5 37 23.3
무응답 2 1.8 8 5.0
전 체 113 100 159 100
<표 19> LED의 반도체와 관련한 자신의 의견
구분 TV 안내판 휴대폰 박물관조명등 레이저 합계
영재 빈도 98 69 85 36 23 112
백분율 87.5 61.6 75.9 32.1 20.5 100
일반 빈도 113 68 88 35 23 149
백분율 75.8 45.6 59.1 23.5 15.4 100
합계 211 137 173 71 46 261
<표 18> LED가 적용된 제품에 대한 지식
<표 18>은 LED가 적용된 제품에 대한 이해도를 묻는 문항으로 표에서와 같이 텔레 비전, 안내판, 휴대폰에 LED가 적용된다는 사실(박대희, 2008)에 대한 이해는 하고 있 으나 박물관 조명등으로서의 LED는 응답률이 낮았고 레이저를 LED와 혼동할 수 있음 (심종인, 2010)을 나타내고 있다.
LED에 적용된 반도체 기술에 대한 학생들의 이해를 조사한 결과는 <표 19>에 나타 나 있다. 반도체에 대해 수업외의 시간을 통해 공부한 경험이 있다는 반응이 32.7%로 일반학생 12%보다 높게 나타났다. 또한 반도체의 기본성질을 알고 있다는 응답이 38.9%로 일반학생 27%에 비하여 높게 나타났다. 대조적으로 일반학생은 반도체라는 이 름만 알고 있다로 응답한 비율이 30.8%로 가장 높았다. 수업시간에 반도체의 원리를 배운 경험이 있다는 응답은 영재학생 16.8%인데 반하여 일반학생은 1.9%로 매우 낮았 다. 따라서 첨단기술인 LED의 원리를 설명하는데 필요한 반도체에 대한 이해가 학교 수업 시간에 만족되게 이루어지지 않고 있음을 알 수 있다.
구 분 영재학생 일반학생
빈도 백분율 빈도 백분율
정보기술 분야 37 32.7 65 40.9
생명공학 분야 3 2.7 10 6.3
나노기술 분야 61 54.0 55 34.6
우주공학 분야 2 1.8 11 6.9
환경공학 분야 6 5.3 10 6.3
무응답 4 3.5 8 5.0
전 체 113 100 159 100
<표 20> LED 제작과 가장 관련이 있는 분야에 대한 지식
<표 20>은 LED 제작에 적용된 첨단기술에 대한 이해를 조사한 결과로, 영재학생의 경우 나노기술 54.0%, 정보기술 32.7%의 순으로 나타났고 나머지 응답 비율은 매우 낮 았다. 반면에 일반학생의 경우 정보기술 40.9%, 나노기술 34.6%의 순으로 응답하였다.
LED에 들어간 반도체 기술이 나노기술로 구현되므로 영재학생이 일반학생 보다 LED 제작에 대한 지식의 수준이 높다고 할 수 있다.
IV. 결론 및 제언
본 연구에서는 첨단과학에 대한 인식 조사 설문도구를 직접 제작하여 중학교 과학영 재학생과 일반학생을 대상으로 첨단과학에 대한 기본 인식과 구체적인 내용에 대한 지 식을 조사하였다. 먼저 중학교 과학영재학생의 첨단과학에 대한 인식이 일반학생과 어 떻게 다른지 밝히기 위하여 첨단과학에 대한 인지도 수준, 관심과 흥미, 알고 싶은 분 야, 혜택의 정도, 첨단과학 학습의 중요도 등에 대하여 설문을 실시하였다. 그리고 중학 교 과학영재학생의 첨단과학에 대한 지식이 일반학생과 어떻게 다른지 밝히기 위하여 휴대폰과 LED의 구성 원리와 관련된 개념에 대하여 조사하였다. 두 가지 연구문제에 따른 연구의 결론은 다음과 같다.
연구문제 1. 중학교 과학영재학생의 첨단과학에 대한 인식은 어느 정도이며 일반학 생과 어떻게 다른가?
첨단과학에 대한 사전인지도가 어느 정도인지 조사한 결과 과학영재학생은 매우 많 이 알고 있거나 많이 알고 있는 것으로 응답하여 첨단과학에 대한 인지도가 일반학생 보다 상대적으로 높게 나타났다. 이와 대조적으로 일반학생은 첨단과학에 대하여 잘 모 르고 있거나 전혀 모르고 있다고 응답한 학생도 다수 나타났다. 첨단 과학에 대한 관심 과 흥미가 어느 정도인지 조사한 결과 과학영재학생과 일반학생 모두 긍정적으로 나타
났으며 과학영재학생이 일반학생보다 관심과 흥미의 정도가 유의미하게 높았으며 남학 생이 여학생보다 유의미하게 높게 나타났다. 첨단과학에 대한 사전 인지도 및 관심과 흥미의 정도를 비교해 볼 때 과학영재학생과 일반학생 공통적으로 첨단과학에 대한 사 전 인지도에 비하여, 첨단과학에 대한 관심과 흥미는 상대적으로 높은 것으로 나타났다.
첨단과학에 대한 공부가 얼마나 중요하다고 생각하는지에 대한 조사 결과는 과학영 재학생이 일반학생보다 첨단과학과 관련된 학습의 중요성을 더욱 높게 인식하는 것으 로 밝혀졌다. 학생들 자신이 첨단과학에 의한 혜택을 얼마나 받고 있는지에 대하여 조 사한 결과 과학영재학생과 일반학생 공통적으로 첨단과학의 혜택에 대하여 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다. 성별로 응답 결과를 살펴보면 과학영재학생과 일반학생 공 통적으로 남학생이 여학생보다 혜택을 많이 받고 있다고 인식하였다. 첨단과학 분야 중 에서 알고 싶어 하는 분야를 조사한 결과 과학영재학생은 정보기술, 우주공학, 생명공 학 등에 골고루 관심을 나타내었고 특히 가장 많은 인원이 나노기술을 선택하였다. 이 에 반하여 일반학생은 우주공학, 생명공학, 정보기술의 순으로 응답하였고 과학영재학 생과 달리 나노기술에 대한 응답은 낮게 나타났다. 따라서 나노기술 분야는 영재교육 프로그램에서 접할 기회가 많았던 과학영재학생들이 이에 대하여 더 알고자하는 요구 를 나타낸 것으로 해석된다. 또한 첨단과학에 대한 정보를 어디서 얻고 있는지 조사한 결과, 과학영재학생과 일반학생 공통적으로 인터넷에서 가장 많은 정보를 접하고 있었 고 과학영재학생은 신문잡지, 관련도서를 적극적으로 활용하는 반면 일반학생은 TV,라 디오를 통해 수동적으로 정보를 접하는 것으로 나타났다.
첨단과학에 대한 학습 방식의 선호도를 조사한 결과 과학영재학생의 경우 첨단과학과 유사한 실험수업에 대한 선호가 가장 높았고, 현장견학과 문제해결수업에 대한 선호가 낮게 나타난 반면 일반학생은 첨단과학 분야 현장견학에 대한 선호가 높게 나타났다.
연구문제 2. 중학교 과학영재학생의 첨단과학에 대한 지식은 어느 정도이며 일반학 생과 어떻게 다른가?
첨단과학 분야 중에서 생활과 밀접한 관련이 있는 주제인 안테나 없는 휴대폰에 대 한 의견을 조사한 결과 해당 원리를 배워보고 싶다는 적극적인 학습 동기를 보여주었 다. 과학과학영재학생은 인터넷이나 신문을 통해 원리를 접해보았다고 응답한 학생도 많이 나타나 평소에 휴대폰의 원리에 대하여 관심을 가지고 대중매체를 통해 접해 온 점을 알 수 있다. 휴대폰의 원리를 알기 위한 전자기파의 특성에 대한 이해도를 조사한 결과, 전파가 전자기파의 일부인 것으로 바르게 이해하는 반면 공기를 매질로 전파가 전달된다는 오개념을 보여 주었다. 이러한 오개념을 가진 학생들 중에 과학영재 학생은 극소수를 차지하였으나 일반학생은 다수 나타났다. 이는 일반중학생들의 경우 7학년과 8학년에서 자연현상으로서의 빛에 대한 학습이 이루어짐에도 불구하고 전자기파에 대
한 이해가 부족함을 보여주는 것이다. 이는 교과내용에서 빛의 기본적인 원리와 관련지 어 학습되지 않고 있음을 의미하며 이를 보완하기 위하여 전하의 이동에 의한 전기적 자기적 변화가 전자기파를 발생시킨다는 개념과 연계하여 설명하는 시도가 필요하다.
과학영재학생들의 경우 상대적으로 높은 이해도를 보이는 점은 대학교 부설 영재원에 서 관련 학습이 이루어지고 있음을 반영한다.
한편 첨단과학 분야 중에서 최근 각광받고 있는 LED에 대한 의견을 조사한 결과 해 당원리를 배워보고 싶다는 의견이 대다수를 차지하였다. 이는 비록 중학생이지만 이미 첨단 과학이 적용된 기기들을 사용하는데 익숙하며 그 원리에 대한 학습이나 관련 실 험 등의 기회가 부족하여 앞으로 그런 기회에 대한 요구를 나타내는 것으로 해석된다.
LED가 무엇을 대체하는 제품인지에 대한 생각을 조사한 결과, 전구로 바르게 응답한 과학영재학생의 비율이 일반학생의 비율보다 높게 나타났다. 이에 비하여 LED를 발전 기로 잘못 이해하고 있는 비율은 과학영재학생이 일반학생 보다 상대적으로 낮게 나타 났다. LED 제작에 적용된 첨단기술에 대한 이해를 조사한 결과, 과학영재학생의 경우 나노기술, 정보기술의 순으로 나타난 반면 일반학생의 경우 정보기술, 나노기술의 순으 로 응답하였다. LED에 들어간 반도체 기술이 나노기술로 구현되므로 과학영재학생이 일반학생 보다 LED 제작에 대한 지식의 수준이 높다고 할 수 있다.
본 연구는 부산과 울산 지역의 대학 부설 과학영재교육원 소속의 중학생 과학영재학 생 및 일반학생을 대상으로 한 조사이므로 지역이 다른 과학영재학생이나 일반학생들 에게 일반화하는 데에는 무리가 있을 수 있다. 또한 연구 대상인 과학영재학생 집단과 일반학생 집단의 남녀 구성 비율이 다르기 때문에 나타나는 영향을 통제하기 어려운 연구의 제한점이 있다. 본 연구에서 밝혀진 결과를 바탕으로 향후 첨단과학 교육에 필 요한 제언을 하면 다음과 같다. 과학영재학생과 일반학생 모두 학교수업에서 첨단과학 정보를 얻는다고 응답한 비율이 매우 낮게 나타났기에 향후 중고등학교 교육과정에서 첨단과학기술 분야의 내용이 적극적으로 도입되어야 할 필요성이 다시 한번 확인되었 다. 그리고 첨단과학을 학습할 때 과학영재들이 선호하는 교수 · 학습 방법은 첨단과학 과 유사한 실험수업으로 나타났기에 이를 위한 구체적인 교수 · 학습 자료 개발이 이루 어져야 할 것이다. 이를 위하여 휴대폰이나 LED와 같은 첨단기기들의 물리적 기본 원 리들이 학습되어질 수 있도록 다양한 학습 자료와 교수 방법을 위한 시도가 이루어져 야 할 것이다. 중등 과학영재학생들의 경우 그들의 눈높이에 맞추어 정보기술 외에도 생명공학, 나노기술, 우주공학, 환경공학 등에 대한 폭넓은 이해를 할 수 있도록 R &
E(Research and Education), 사사과정 등 자율적이고 심도 있는 활동이 도입되어야 하며 이러한 프로그램 개발을 위한 연구가 이루어져야 할 것이다.
참 고 문 헌
교육과학기술부 (2007). 2007년 개정 중학교 교육과정 해설서. 교육과학기술부 고시 2007.
교육과학기술부 (2009). 2009년 개정 고등학교 과학과 교육과정. 교육과학기술부 고시 2009.
김진화, 박일우 (2009). 첨단 과학에 대한 초등 교사와 학생의 인식 및 교과서 내용 분 석. 초등과학교육, 28(4), 390-403.
박대희 (2008). 조명용 LED광원의 기술동향. 물리학과 첨단기술, 17(11), 30-31.
심종인 (2010). 반도체 레이저 다이오드. 물리학과 첨단기술, 19(4), 14-18.
안병준 (2007). 첨단과학기술 교육 프로그램을 통한 일반계 고등학교 과학교사연수 시범 사업. 전북대학교 과학교육연구소.
오광택, 박종호 (2010). 초등학교 과학영재학생과 일반학생의 첨단과학기술에 대한 인식 비 교. 새물리, 60(5), 517-525
유영길, 조춘묵 (2008). 첨단과학기술 체험 및 이해를 통한 초등학교 과정에서의 창의성 체험 프로그램 개발. 한국실과교육학회, 21(2), 1-18.
전종술, 한상욱 (2007). 첨단 과학 기술과 중등 물리 교육. 물리학과 첨단기술, 16(12), 37-42.
조선아(2006). 중등 과학교육에서 첨단과학기술교육의 문제점과 그 실례 연구. 석사학위 논문. 전북대학교.
Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2008). Fundamentals of physics (8th Ed.). (pp.
1150-1154). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.
