일반계 고등학교에서 주제 선정 단계를 중심으로 한 과학과제 연구 수업 실천과 매뉴얼 개발 :

김애라

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김애라 (경북대학교, 경북대학교 대학원)

지도교수: 박종석

발행연도: 2018

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

일반계 고등학교에서 주제 선정 단계를 중심으로 한 과학과제 연구 수업 실천과 매뉴얼 개발

김애라 과학교육학과 2018.01 학위논문

일반계 고등학교 과학과제 연구 수업의 주제 선정을 위한 실천 매뉴얼 개발 및 적용

김애라 , 박다혜 , 박종석 과학교육연구지 2018.01 학술저널

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본 연구는 주제 선정부터 결론 도출까지 학생 주도적으로 이루어지는 과학 탐구가 포함된 학생 연구 활동에서 학생과 교사들이 공통적으로 ‘주제 선정 단계’를 특히 어려워한다는 점에 주목하여 일반계 고등학교에서 ‘주제 선정 단계’를 중심으로 한 과학과제 연구 수업 실천 매뉴얼을 개발하고자 하였다. 선행연구 및 문헌들을 통해 이론적 기조가 되는 내용들을 추출하고, 추출된 내용이 교사의 실제 수업에서 구현될 수 있도록 실천적 지식에 근거하여 4단계 16차시 분량의 수업 매뉴얼을 개발하였다. 각 단계는 <오리엔테이션>, <소논문 리뷰 & 발표>, <다양한 정보원에서 과학 연구주제 찾기>, <최종 과학 연구주제 작성>으로 구성되어 있으며, 특히 3단계 ‘다양한 정보원에서 과학 연구주제 찾기’에서 영상, 신문기사, 과학잡지, 전통지식, 속담, 일상생활, 교과서 실험 속 연구주제 찾기의 세부 수업 활동을 통해 과학적 의문을 찾고 이를 연구주제로 발전시키도록 한다. 개발된 내용은 경상북도 G시 읍면지역의 일반계 S고등학교 2학년 자연반 학생들에게 적용하였다. 실험반은 개발된 수업 실천 매뉴얼에 따라, 대조반은 기존의 일반적인 과제 연구 수업 단계에 따라 수업을 진행하고, 학생들이 작성한 최종 과학 연구주제 작성지, 과학적 문제 발견 능력 검사, 과학에 대한 태도 검사, 수업 의견 조사지를 통해 적용된 수업의 결과를 비교·분석하였다.
그 결과는 다음과 같다. 첫째, 실험반에서는 교과서 실험, 속담, 유튜브 영상, 신문 기사, 개인별 WHY NOTE 등 다양한 정보원을 통해 최종 연구주제를 선정했으며, 과학 연구 주제의 조건을 이해하고 연구 제목에 변인을 드러내 표현하였다. 그러나 대조반에서는 일부 학생들이 선정한 연구주제의 연구 범위가 구체적이지 못하거나 학생 수준에서 연구할 수 있는 범위인지를 전혀 고려하지 않고 작성했으며, 학생들에게 자율성을 최대한 많이 부여하다 보니 과학과제 연구 활동의 의미를 제대로 이해하지 못하고 선행 연구물을 그대로 작성해서 제출하는 모둠이 많았다.
둘째, 과학적 문제발견 능력 검사 결과 대조반은 14.84점에서 13.40점으로 1.44점 감소했으나(p>0.05), 개발된 수업 실천 매뉴얼을 적용한 실험반의 경우 14점에서 25.42점으로 11.42점 증가(p<0.05)하며, 하위 영역인 융통성, 정교성, 독창성 모두 점수가 상승함을 보였다.
셋째, 과학에 대한 태도 검사에서도 대조반의 경우 119.38점에서 116.96점으로 사전에 비해 사후 0.42점 감소(p>0.05)하였으나, 실험반의 경우 119.80점에서 126.96점으로 10점 증가(p<0.05)하는 결과를 보였다.
이와 같은 연구 결과를 토대로 본 연구에서 개발한 ‘주제 선정 단계’ 중심 과학과제 연구 수업 실천 매뉴얼은 일반계 고등학교 교사들이 과학과제 연구 수업을 할 때 수업의 안내서 및 지침서로 활용할 수 있으며, 이를 통한 수업은 학생들의 과학적 문제 발견 능력을 향상시키고 과학에 대한 태도를 긍정적인 방향으로 변화시킬 수 있음을 확인하였다.

This study focuses on the fact that students and teachers commonly have difficulty in ''selecting the topic'' in many activities including student-led research that is conducted from the topic selection to the conclusion drawing. The purpose of this study is to develop a manual for science teaching research.
Based on the practical knowledge, the 4 stages, 16 class instructional manuals were developed so that the extracted contents can be implemented in the actual class through the previous research and literature.
Each stage is composed of <Orientation>, <Short essay review & presentation>, <Finding a science research topic from various sources>, and <Final scientific research topic> Particularly in the third stage, students are expected to find scientific questions and develop them into research topics through detailed class activities such as newspaper articles, scientific magazines, traditional knowledge, proverbs, daily life, and textbook experiments.
The developed contents were applied to the students in the second grade of the general high school in G city of the Gyeongbuk province. In the experimental group, according to the developed instruction manual, the control group conducts the class according to the existing general task research class, and the results of this study were compared and analyzed through the final scientific research topic written by the students, the scientific problem finding ability test and the scientific attitude test.
The results are as follow. First, in the experimental group, the final research topic was selected through a variety of sources such as textbook experiment, proverb, YouTube image, newspaper article, individual WHY NOTE, and understood the conditions of the scientific research topic and expressed the variables in the research title. However, in the control group, some students did not consider the research scope of the selected research subjects to be specific or not to be able to study at their level. and as a result of giving the students as much autonomy as possible, there are many groups that do not fully understand the previous research and submit it.
Second, in the case of the scientific problem finding ability test, the control group decreased by 1.44 points from 14.84 points to 13.40 points (p>0.05), but increased by 11.42 points from 14 points to 25.42 points in the experimental group which applied the developed instruction manual (p<0.05), And the scores of flexibility, sophistication, and creativity, which are sub-domains, increased.
Third, in the scientific attitude test, the control group showed a decrease of 0.42 points (p>0.05) from 119.38 points to 116.96 points (p>0.05) compared to the control group, but the experimental group showed an increase of 10 points from 119.80 points to 126.96 points.
Based on the results of this study, the ''topic selection stage'' centered science task teaching practice manual developed in this study can be used as a guidebook of the lesson in general science high school teachers'' and it was confirmed that the lesson could improve students'' ability to discover scientific problems and change the science attitude toward positive direction.

Ⅰ. 서론 1
1. 연구의 필요성 및 목적 1
2. 연구 문제 6
Ⅱ. 이론적 배경 7
1. 과학 탐구 7
2. 과제 연구 12
3. 고등학생의 연구 활동 16
Ⅲ. 연구 방법 및 내용 23
1. 연구 절차 23
2. 연구 대상 25
3. 수업 실천 매뉴얼 개발 방법 27
4. 자료의 수집 및 분석 29
5. 용어 정의 34
6. 연구의 제한점 35
Ⅳ. 연구 결과 및 논의 36
1. 주제 선정 단계 중심 과학과제 연구 수업 실천 매뉴얼 36
2. 주제 선정 단계 중심 과학과제 연구 수업 실천 매뉴얼 적용 결과 58
3. 주제 선정 단계 중심 과학과제 연구 수업 이후 학생 의견 조사 결과 68
Ⅴ. 결론 및 제언 81
참고문헌 84
ABSTRACT 89
부 록 91

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