The Korean Society Fishries And Sciences Education

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THE JOURNAL OF FISHERIES AND MARINE SCIENCES EDUCATION - Vol. 29 , No. 3

[ Article ]
The Journal of the Korean Society for Fisheries and Marine Sciences Education - Vol. 29, No. 3, pp. 799-810
Abbreviation: J Kor Soc Fish Mar Edu.
ISSN: 1229-8999 (Print) 2288-2049 (Online)
Print publication date 30 Jun 2017
Received 20 Mar 2017 Revised 04 Apr 2017 Accepted 18 Apr 2017
DOI: https://doi.org/10.13000/JFMSE.2017.29.3.799

Circle Map를 활용한 초등학교 과학수업이 학습 동기와 학업성취도에 미치는 영향
홍유경 ; 이석희
부산교육대학교

The Effect of Elementary Science Teaching Program with Circle Map on Learning Motive and Learning Achievement
HONG, Yu Kyoung ; LEE, Seok Hee
Busan National University of Education
Correspondence to : 051-500-7243, seok@bnue.ac.kr

Funding Information ▼

Abstract

In this study, to raise the scientific literacy for students, the teaching and learning program was developed by applying the Circle Map. The purpose of this study was to find out the Effect of Elementary Science Teaching Program with Circle Map on Learning Motive and Learning Achievement.

To this end, the 6th grade classroom of A-elementary school located in Jeju-city was selected the experimental group (25 patients). And the other 6th grade classroom in the same school was selected to the comparative group (25 patients). The experimental group was conducted applying the Circle Map. Comparison group has been conducted lesson program in accordance with the general science class teacher guide. Was through a pre-test of science learning motivation and academic achievement level can be assumed in the same group. After completing the experimental treatment by conducting a post-mortem examination was statistically validated.

In this study, the following conclusions were obtained.

First, elementary science class which applied Circle Map had the effect of to improve the scientific motivation(p <.05). In particular, association in the experimental group were higher than the scores of the comparative group, the difference was significant.

Second, the Circle Map applied to elementary science class had a significant effect on improving science achievement. The experimental group which applied Circle Map was higher than the comparative group in science achievement post-test comparison. Between the groups showed a significant difference between the two groups(p <.05).

The above findings, Elementary science class which applied Circle Map can be concluded to be effective in science and science achievement motivation. Therefore, applying the Circle Map of elementary science class could be useful in science teaching and learning methods. In addition, when it is determined through the previous study, applying the Circle Map classes will be able to derive a meaningful learning also subjected to a number of fields and areas.


Keywords: Circle Map, Leaning motive, Learning Achievement

Ⅰ. 서 론

자연 현상과 사물에 대하여 흥미와 호기심을 가지고 탐구하여 과학의 기본 개념을 이해하고, 과학적 사고력과 창의적 문제 해결력을 길러 일상생활의 문제를 해결할 줄 아는 과학적 소양을 기른다고 기술하고 있다(MEST, 2009).

위에서 과학과의 목표로 기술되고 있는 ‘과학적 소양(scientific literacy)’이라는 용어는 ‘과학 문해력(과학의 내용을 읽고 쓸 줄 아는 정도)’을 의미하기도 하지만 과학적 소양의 특징을 여러 가지 항목으로 열거하여 기술하기도 한다. 실례로 미국과학진흥협회에서 제시한 ‘프로젝트 2061’에서는 과학적 소양을 갖춘 사람의 특성으로 ①과학과 수학, 그리고 기술이 한계를 지니고 있는, 상호 연관된 인간의 활동임을 인식하고, ② 과학의 주요 개념과 원리를 이해하며, ③ 자연 세계에 친숙하고 자연계의 다양성과 항상성을 모두 인식하고, ④ 과학적 지식과 과학적 사고방식을 개인과 사회를 위하여 활용할 줄 알아야 한다는 것을 제시하였다. 이와 같이 ‘과학적 소양’은 초∙중등 과학교육을 통하여 소수 전문적인 과학자나 기술자를 양성하는 것이 아니라 다수의 일반 시민이 갖추어야 할 자질을 지향하고 있다.

하지만 현재 아직도 많은 수업이 객관주의 인식론에 따른 강의식, 대집단 학습이 많이 사용되고 있다. 2009 개정 교육과정과 최근의 과학 학습 이론들은 대부분은 구성주의 인식론에 기초하여 협동학습, 소집단 활동, 비판적 사고 학습을 사용하는 것이 더욱 효과적이라고 이야기하고 있다(Kim, 2013; Kang, 1998; Park, 2008; Yang, 2015; Oh, 2004). 그렇다면 강의식, 대집단 학습이 효과적이지 못한 이유를 알 수 있을 것이다. 바로 위에 제시한 ‘과학적 소양’의 특성을 온전히 이루어내지 못하기 때문이다. 특히 “④ 과학적 지식과 과학적 사고방식을 개인과 사회를 위하여 활용할 줄 알아야 한다는 것”은 교사가 전달자의 역할에 충실하고, 학생은 수동적 수용자로써 강의, 암기, 반복, 대집단 학습에 충실할 때 절대 이루어질 수 없는 것이다. 우선 개인과 사회를 위하여 활용하기 위해서는 협동학습, 소집단 학습을 통하여 다른 사람과 지식을 공유하고 토론하는 과정에 형성될 수 있다. 사회적 구성주의에 따르면, 인지 발달은 서로 사회적 상호 작용에 참여하는 개인에서 비롯되고, 학습은 관련 공동체의 참여를 통한 사회∙문화적 행동양식 습득 및 동화과정을 통해 이루어진다고 한다(MEST, 2015).

과학 수업은 구성주의, 그중에서도 사회적 구성주의에 기초하여 수업방법을 개선해나가야 한다. 사회적 구성주의는 인간은 사회적 동물로서, 사회∙문화적 환경과의 능동적인 상호 작용을 통하여 지식을 구성한다고 보았다. 대표적인 학자인 비고츠키는 학생들이 과제를 혼자 해결할 수 있는 실제적 발달 수준과 교사 또는 동료의 도움을 받아 해결할 수 있는 잠재적 발달 수준을 구분하였다. 그리고 이 두 수준 사이의 차이를 ‘근접 발달 영역’이라고 하였다. 바로 학습에서 중요한 것이 바로 ‘근접 발달 영역’이다.

이 영역에 해당하는 문제가 있을 경우에는 해당 문제에 대해 구조화 할 수 있는 단서를 제공하고, 이를 지지하고 격려하는 도움이 필요한데 이것을 비계라고 하고, 이 때 바로 동료의 시범이나 문제 해결책의 도움을 주고, 피드백을 해 주는 것으로써 지적발달을 위한 발판을 제공하여 준다. 즉 학생의 인지발달을 위해서는 성인이나 유능한 또래와의 협동적인 상호 작용이 중요하며, 특히 동료 학습자와의 협동학습을 통한 사회적 의미의 구성이 강조된다. 사회적 구성주의의 관점에서 볼 때, 학생들의 학습을 도와주는 사람이 교사나 동료학생이 될 수 있다. 이 때 사회적 구성주의에서 강조하는 부분이 교사나 학생들이 단순히 기존 지식이나 기술을 일방적으로 전달하는 것이 아니라 안내자 또는 조언자의 역할을 하는 것이다.

과학과의 궁극적인 목표인 ‘과학적 소양’을 학생들이 갖추기 위해서는 교사는 일률적인 수업방식을 벗어나 상호작용이 잘 일어날 수 있는 협동 학습, 소집단 학습을 적용하여 수업을 진행해야 한다. 이에 본 연구에서는 초등학교 6학년 과학과에서 써클맵 학습 방법(Circle Map)을 적용·개발한 수업모형을 처치하여 어떤 영향이 있는지 탐구해보고자 한다. 연구문제는 다음과 같다. 첫째, 써클맵 학습 방법을 적용한 초등학교 과학 수업이 학습 동기에 미치는 영향은 무엇인가? 둘째, 써클맵 학습 방법을 적용한 초등학교 과학 수업이 학업성취도에 미치는 영향은 무엇인가?


Ⅱ. 이론적 배경
1. Thinking Maps의 개념

Thinking Maps는 사고와 학습을 돕기 위해 주요 사고 기능 및 과정을 일반화한 시각적 언어이다. Thinking Maps의 기법은 학생들이 어려운 문제에 부딪쳤을 때, 그 문제를 해결해 나가는데 필요한 창의적인 사고능력을 길러 줄 수 있으며 성장 후에도 평생교육의 차원에서 도움이 되는 창의적인 사고훈련 기법이다. 여덟 가지로 일반화된 각각의 맵은 비교와 대조, 계열화, 위계화, 원인과 결과와 같은 기본적인 인지 기술에 기초하고 있는데, 이 맵들을 Thinking Maps라고 부르는 것은 언어를 둘러싼 각각의 시각적 틀이 모든 학습자들이 그들이 사고한 것과 사고한 방식을 명백하게 표현하여 의사소통하도록 안내하기 때문이다. 교육자들이 일반화하고 사용해 왔던 또 다른 시각적인 도구로서 마인드맵, 그래픽 조직자(Graphic Organizers), 개념도, 시각화 노트 같은 것들이있다. Hyerle은 이러한 시각적 도구들의 속성을 비판적으로 수용하고 종합하여 Thinking Maps를 여덟 가지로 유형화 하였다. 마인드 맵은 열린 사고를 조장하는데 유용하지만 그러한 단일한 구조로는 복잡한 사고 과정들을 그대로 반영하는 데는 부족함이 있다. 그래픽 조직자 (Graphic Organizers)는 학생들이 많은 양의 정보를 조직하는 것을 돕고, 사고 과정을 돕지만 교사 주도적 활동이 되기 쉽고, 빈 칸을 메우는데 학습자들의 부담을 가중시킨다(Kim, 2011; Paik, 2015; Jeong, 2012; Park, 2012). 'Thinking-Process' Map은 개념도와 체계표로 구성되는데, 개념도와 체계표 각각은 개념과 체계를 나타내는 계층적인 양식이나 다른 사고과정이 낮은 수준으로 표현되도록 한다. Thinking Maps는 이러한 시각적 도구들의 단점을 보완하고 강점(마인드맵의 생산적 속성, 그래픽 조직자의 조직적 구조, 개념도의 깊이 있는 인지 과정)을 살린 시각적 도구이다(Choi, 2013).

2. 써클맵(Circle Map)

Thinking Maps는 사고 유형에 따라 여덟 가지로 일반화된다. 여덟 가지 맵에 덧붙여 Frame을 각각의 맵의 가장자리에 그려 활용할 때, 이것은 맵 안에서 발견되는 정보에 대한 개인의 판단 준거를 나타내고 공유하기 위한 상위인지 도구로서 개인적 이력, 문화, 미디어, 동료그룹의 영향을 나타낼 수 있다. Thinking Maps의 여덟 가지 유형 중에서 가장 대표적인 것이 바로 써클맵(Circle Map)이다. 써클맵이란 어떠한 개념이나 용어에 대해 정의를 내리거나 사실 관계를 나타내는 사고기법을 뜻한다. 예를 들어 이중 원 안에 자신의 이름을 적어 넣고 자신에 대해 관계 되는 여러 가지 사실들을 적는 다든가, 우주라는 개념을 이해하기 위하여 우주와 관계되는 다양한 지식과 정보를 원주위에 적어 나가는 기법이다. 형식과 공간적 제약이 없으며, 연관성을 고려하는 것이 아니므로 사물이나 현상에 대한 학습자의 기존 지식, 새롭게 알게 된 사실, 생각 등을 자유롭게 표현할 수 있다. 따라서 해당 주제에 대한 자신의 생각을 돌아보고 정리함으로 주제에 대한 이해 및 접근이 쉬워질 수 있게 한다(Jeong, 2012).


Ⅲ. 연구 방법
1. 연구 대상

본 연구는 제주특별자치도 제주시 소재 D초등학교 6학년 2개 학급을 대상으로 하였다. 비교반은 교사용지도서에 따라 과학 수업을 진행하였고, 실험반은 써클맵 학습 방법을 적용한 수업을 처치하였다. 연구가 진행되는 동안 전출입이 발생한 경우에는 연구대상에서 제외시켰다. 비교반과 실험반의 인원 구성은 <Table 1>과 같다.

<Table 1> 
Targeted Research Personnel Configuration
Group Sort Personnel Configuration
Male Female Total
The experimental group 13 12 25
The comparative group 13 12 25

2. 연구 절차
가. 기초 연구

기초 연구로 Thinking Maps를 활용한 과학수업이 과학 학업성취도 및 과학 탐구 능력에 미치는 효과에 관한 연구, Thinking maps를 이용한 반성적 사고 촉진 전략이 초등학생의 반성적 사고와 과학 학업성취도, 과학적 태도에 미치는 영향에 대한 연구, Thinking Maps를 활용한 창의성 미술 교육 지도 방안에 대한 선행 연구, 생각틀(Thinking Maps)을 활용한 읽기 쓰기 통합 교수학습 방안 연구를 통해 본 연구에서의 시사점을 찾아보았다. 더불어 2009년 개정 6학년 과학과 교육과정의 교과서 내용 분석을 통해 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업 계획을 위한 자료를 준비하였다.

나. 예비 연구

예비 연구로 초등학교 교육과정, 교사용 지도서를 기준으로 초등학교 6학년 2학기 과학 교과 내용 중에서 ‘1. 생물과 우리 생활’, ‘2. 전기의 작용’ 단원의 핵심 개념을 분석한 후 적용 가능하도록 지도안 및 자료를 개발하였다.

다. 본 연구

본 연구에서는 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업이 학업성취도, 과학 학습 동기에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실험반과 비교반으로 나누어 학업성취도, 과학 학습 동기에 대한 사전 검사를 실시하였다. 사전검사 후, 실험반은 써클맵 학습 방법을 적용한 수업계획에 따라 과학 수업을 8주간 총 2개 단원, 23차시에 걸쳐 진행하였고, 비교반은 교사용 지도서에 안내된 일반적인 과학수업을 진행하였다.

수업 처치 후, 적용한 단원과 관련된 과학 영역의 학업성취도 평가를 실시하였고, 사전검사와 동일한 검사지를 이용하여 과학 학습 동기 검사를 실시하였다. 검사 결과를 통계 처리하여 자료를 분석하였고, 이를 통해 결론을 내리고 제언하였다.

3. 연구 설계

써클맵 학습 방법을 적용한 수업이 과학 학습 동기, 학업성취도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 <Table 2>와 같이 연구를 설계하였다.

<Table 2> 
Study Design
The experimental group O1 X₁ O2
The comparative group O3 X₂ O4
O1, O3 : Pre-test(Science learning motivation, Science Achievement)
O2, O4 : Post-test(Science learning motivation, Science Achievement)
X₁: Elementary science class which applied Circle Map
X₂: Elementary science class which applied Typical Teacher instructions

실험반과 비교반은 사전검사(8월 말)를 실시한 후, 2015년 9월부터 2015년 11월 사이 총 8주간 23차시에 걸쳐 실험반은 써클맵 학습 방법을 적용한 과학 수업을 진행하였고, 비교반은 교사용 지도서에 따라 일반적인 수업을 진행하였다.

4. 검사 도구
가. 과학 학습 동기 검사

본 연구에서 사용된 학습동기 검사지는 Oh(2004)의 연구에서 사용된 Keller(1987)의 ‘the Course Interest Survey' 문항을 과학과 수업과 관련지어 초등학생 수준에 맞게 수정한 것이다. 총 30문항의 Likert 5점 척도로 작성되었으며, 주의 집중, 관련성, 자신감, 만족감 문항으로 4개의 하위영역으로 나누어진다. ‘매우 그렇다’를 5점, ‘그렇다’를 4점, ‘보통이다’를 3점, ‘아니다’를 2점, ‘매우 아니다’를 1점으로 계산하였으며 과학 학습 동기에 대한 부정적 내용을 포함한 문항에 대해서는 점수를 반대로 부여하였다. 연구에 사용된 학습동기 검사지의 사전검사 신뢰도는 Cronbach's a =.91, 사후검사 신뢰도는 a =.91로 나타났다.

<Table 3> 
Learning Motivation's Subarea of Configuration Question
Subarea Question Question Number
Attention 3* 5 10 14 19 23* 26 7
Relevance 1 4 8* 13 18 20 21 22* 25 9
Confidence 2 6* 7 9 11* 16* 24 27 8
Satisfaction 12 15 17 28* 29 30 6
Total - 30
* Negative Question

나. 학업성취도 검사

학업성취도 검사 도구로는 6월에 실시한 교내 1학기학업성취평가를 사전 검사로 활용하였으며, 사후 검사는 11월에 실시한 교내 2학기학업성취평가를 활용하였다.

5. 자료처리 방법

써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업이 과학 학습 동기, 학업성취도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 실험반과 비교반 간의 사전 검사와 사후 검사 독립표본 t검정을 실시하였다. 연구문제의 유의성을 검증하기 위한 진단기준을 유의확률 5%로 하였으며, 자료의 모든 통계처리는 SPSSWIN18.0 프로그램을 사용하였다.

6. 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업의 개발

먼저 연구 단원으로 선정한 ‘1. 생물과 우리 생활’, ‘2. 전기의 작용’ 단원의 내용을 분석하여 교사용 지도서를 통한 수업에서는 어떤 핵심 개념과 어떤 성취 기준을 배우게 되는지 살펴보았다.

각 차시마다 학습하게 되는 핵심 성취 기준 중에서 써클맵 학습 방법을 적용하기에 적합한 개념을 선정하였으며, 그에 알맞은 학습 자료를 개발하여 적용하였다. 투입되는 자료와 선정한 핵심 내용이 학생들의 학습목표 달성도를 만족하는지의 검토를 위해 초등과학교육전공자 석사학위 2인과 수학∙과학 영재학급 강사 2인과 협의를 통해 수정 보완 하였다.

단원 도입 후에 각 차시별 수업활동에서는 수업 주제에 관련된 핵심 개념을 써클맵 학습 방법에 적용하여 수업을 실시하였다. 마지막 단원의 정리에서는 차시별 완성한 써클맵 중에서 가장 잘된 써클맵을 선정하여 그것을 다시 공유하고 복습을 하였다.

써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업활동에 따른 학생들의 실제 산출물은 [Fig. 1]과 같다.


[Fig. 1] 
Elementary Science Teaching Program with Circle Map


Ⅳ. 연구 결과 및 논의
1. 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업이 학습 동기에 미치는 영향

써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업이 과학 학습 동기, 학업성취도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 실험반과 비교반에 과학 학습 동기 검사지, 학업성취도 검사지를 사용하여 사전검사와 사후검사를 실시한 후, 실험반과 비교반 간의 차이를 통계 분석하였다. 결과는 <Table 4>와 같다.

<Table 4> 
Science Learning Motivation's Pre-test and Post-test Result
Division Group Average Standard Deviation t p
Science
learning
motivation
Pre-test The experimental group 3.8933 .47367 -.227 .821
The comparative group 3.8653 .47983
Post-test The experimental group 4.1173 .48786 -2.216 .031*
The comparative group 3.8547 .42831
*P < .05

가. 과학 학습 동기 비교 결과

8주간 써클맵 학습 방법을 적용한 과학수업이 이루어진 후 과학 학습 동기 검사지를 통한 사후검사를 실시하였다. 그리고 독립표본 t검정으로 효과가 있는지 분석한 결과, 유의확률 .031로

유의수준 .05에서 유의미한 차이가 발생하였다. 따라서 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업이 일반적인 수업에 비해 과학 학습 동기 향상에 효과적이라고 할 수 있다.

나. 과학 학습 동기 하위 영역별 비교 결과

Keller(1983)는 과학 학습 동기를 주의 집중, 관련성, 자신감, 만족감의 4개 영역으로 구분한 것처럼, 본 연구에서도 과학 학습 동기 검사를 실시한 결과를 독립표본 t검정을 통하여 4개의 하위 영역별로 비교 분석해 보았다. 결과는 <Table 5>와 같다.

<Table 5> 
Learning Motivation's Subarea of Pre-test and Post-test Result
Subarea Group Average Standard Deviation t p
Attention Pre-test The experimental group 4.0000 .51433 -.664 .519
The comparative group 3.8286 .45002
Post-test The experimental group 4.0914 .58775 -.930 .371
The comparative group 3.8171 .51374
Relevance Pre-test The experimental group 3.9911 .316009 9.14 .374
The comparative group 4.1289 .32359
Post-test The experimental group 4.3556 .30427 -2.147 .048*
The comparative group 4.0489 .30185
Confidence Pre-test The experimental group 3.6850 .59895 -.432 .672
The comparative group 3.5500 .64937
Post-test The experimental group 3.8350 .59539 -.951 .358
The comparative group 3.5800 .46941
Satisfaction Pre-test The experimental group 3.9000 .36199 .160 .876
The comparative group 3.9333 .36192
Post-test The experimental group 4.1667 .29656 -1.137 .282
The comparative group 3.9733 .29248
*P < .05

관련성 영역에서 실험반 학생과 비교반 학생들의 차이가 유의미한 결과를 얻었다. 이것은 초등학생이 개념을 배울 때, 써클맵 학습 방법을 이용하여 핵심 개념을 직접 그리고 쓰고 그리면서 시각화 자료를 이용할 뿐만 아니라 다른 동료들과 협력하고 이해하기 때문이라고 생각한다. 이는 Jigsaw III 협동학습이 과학 학업성취도와 태도에 미치는 영향을 연구한 Yun(2003)의 연구 결과와 비슷하다. 효과적인 교수 방법으로서 학생들의 능동적인 참여와 토론을 기반으로 긍정적 상호 의존성을 기르면서 문제 해결 능력의 향상을 가져올 수 있는 협동학습을 제안하였고, 과학의 사회적 의미(p< .01), 과학자에 대한 인식(p< .05), 탐구에 대한 태도(p< .05), 과학적 태도의 적용(p< .01) 영역에서 더 효과적이라고 하였다.

또 Thinking maps를 이용한 반성적 사고 촉진 전략 프로그램은 초등학생들의 과학적 태도 영역 중 비판성과 자진성을 제외한 호기심, 개방성, 협동성, 끈기, 창의성 다섯 영역에서 모두 긍정적인 영향을 주었다는 Paik(2015)의 연구 결과와 맥락을 같이 한다.

Kang(1998)의 협동학습이 중학생들의 과학학습태도에 미치는 영향을 연구한 내용을 살펴보면, 과학 학습 태도 면에서는 남학생들은 협동학습 후에 교사를 통해 문제를 해결하려는 태도가 증가하였고(p<0.05), 여학생들은 동료끼리 해결하려는 태도가 증가하였다(p<0.05)고 한다.

본 연구에서는 학습동기 전체의 변화 정도가 유의미하였으며 하위 세 영역에서는 유의미 할 정도로의 큰 변화는 드물었다. 그 중에서도 주의집중 영역이 가장 변화가 적었는데, 대표적인 하위 질문을 살펴보면, ‘선생님께서 중요한 것을 설명하실 때 우리를 집중시킨다.’ , ‘선생님이 다양하고 흥미로운 수업방법을 사용하셨다.’ 이다. 이는 수업시간에 주로 동료학습자와의 협동학습을 통해 써클맵을 운영하였기 때문에 선생님의 주도적인 설명이 부족했을 것이라고 생각한다. 그리고 교사중심에서 벗어나 학생 중심의 수업을 의도하였기 때문에 몇몇 학생들은 교사의 참여가 부족했다고 생각하여 주의 집중 부분에서 큰 차이가 나지 않았다고 생각한다. 모둠에서 써클맵 학습활동을 하는 도중에 적극적으로 교사가 개입하거나 혹은 학생들의 수업방법 아이디어를 서로 공유하여 써클맵 활동에 적용하는 시간이 있었다면 다른 하위 세 영역에서도 유의마한 결과를 얻었을 것이라 생각한다.

써클맵 학습 방법을 이용한 과학 수업은 과학 학습 동기를 향상 시키는 데 긍정적인 영향을 주었다. 특히 관련성에서 보다 큰 향상을 이끌어냈다. 다만 다양한 수업 전략을 연구하고, 때때로 교사의 적극적인 개입과 학생들의 주도적인 참여가 조화를 이루어 운영이 된다면 과학에 대한 학생의 학습 동기 하위 전 영역을 높게 끌어올릴 수 있다고 확신한다.

2. 써클맵 학습 방법을 적용한 수업이 학업 성취도에 미치는 효과

써클맵 학습 방법을 적용한 수업에 대한 비교집단과 실험집단의 차이가 통계적으로 유의미한지 알아보기 위해 <Table 6>과 같이 독립표본 t검정을 실시하였다.

<Table 6> 
Science Achievement Pre-test and Post-test Result
Division Group Average Standard Deviation t p
Science
Achievement
test
Pre-test The experimental group 76.4800 13.31390 .707 .483
The comparative group 79.0000 11.85678
Post-test The experimental group 88.1200 11.41388 -2.221 .031*
The comparative group 80.3200 13.34391
*P < .05

실험집단과 비교집단 학생들이 과학과 학업성취도에 있어서 동질 집단인지를 확인하기 위하여 본 연구 수업 이전에 실시된 1학기 교내 과학학업성취도 결과를 이용하여 사전검사를 통해 집단 간의 동질성 여부를 확인하였다. 독립표본 t검정 결과, 유의확률 .483로 유의수준 .05에서 유의미한 차이가 발생하지 않았으므로 두 집단은 동질집단으로 볼 수 있었다.

8주간 써클맵 학습 방법을 적용한 과학수업이 이루어진 후 과학과 학업성취도를 실시하고 그에 대한 효과가 있는지 분석한 결과, 유의확률 .031로 유의수준 .05에서 유의미한 차이가 발생하였다. 따라서 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업이 교사용 지도서에 따른 일반적인 수업에 비해 학업성취도 향상에 효과적이라고 할 수 있다.

이와 같은 결과는 ‘1. 생물과 우리 생활’, ‘2. 전기의 작용’ 단원에서 새롭게 배우는 과학 개념이 써클맵 학습 방법을 적용한 수업을 통해서 학생들이 그것을 더욱 확실하게 이해하는데 도움을 줄 수 있기 때문으로 본다.

특히 Park(2010)의 Thinking Maps를 활용한 과학수업이 과학 학업성취도 및 과학 탐구 능력에 미치는 효과 연구에서 Thinking Maps를 적용한

과학수업은 학업성취도 및 과학적 문제해결력에 긍정적인 효과가 있음이 확인되었고, 또한 Thinking Maps는 학생들이 보다 능동적으로 사고를 표현하도록 하는 도구라는 것을 점에서도 맥락을 같이 한다고 볼 수 있다. 그리고 Lee(2012)의 Thinking Maps 사고기법을 활용한 천체 관측 수업이 초등과학영재의 과학탐구능력과 메타인지에 미치는 효과 연구를 살펴보면, Thinking Maps 사고기법을 활용한 천체 관측 수업은 초등과학영재학생들의 과학탐구능력 신장에 긍정적인 효과가 있으며, 기초탐구능력보다 통합탐구능력에서 더 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 Thinking Maps 사고기법을 활용한 천체 관측 수업에 대한 초등과학영재학생들의 인식에서는 학습과정에서 새로운 개념을 발견하며 이해하는데 긍정적인 도움이 되었다고 반응하였으며, 학생들은 사고기법의 활용은 학습하는 새로운 개념과 자신이 알고 있는 것들을 관련시키데 도움을 주며, 배운 것을 기억하고 재구성하는데 도움을 준다고 인식하는 것으로 분석되었다. 이것은 써클맵 학습 방법과 일맥상통하여 하나의 교수·학습 전략으로 사용할 수 있다고 판단된다.

Jeong(2015)의 마인드맵을 이용한 중학교 과학수업이 학업성취도 및 수업 흥미도에 미치는 영향에 관한 연구를 살펴보면, 마인드맵은 수업내용에 대한 이해를 높여 문제에 대한 개념 적용을 용이하게 하기 때문에 학생들의 인식변화를 가능하게 하였다. 또한 학습자들의 인지적인 기능을 향상시켰다고 여겨지며, 개념들 사이의 연결성을 생각하며 그려보는 기능적인 작업 활동이 학업 성취도를 높이는 데 효과가 있다고 한다. 이것은 그래픽 조직자인 마인드맵, 써클맵, Thinking Maps 모두가 가지고 있는 장점으로써 과학학업성취도 향상에 긍정적인 역할을 하고 있음을 알 수 있다.

따라서 써클맵 학습 방법을 적용한 수업이 학습자에게 의미 있는 학습환경과 내용을 제공해 주었으며, 이는 효과적으로 과학 개념을 배우는 토대가 되어 결과적으로 초등 과학 수업 전반에 긍정적인 영향을 주었다고 말할 수 있다.


Ⅴ. 결론 및 제언

본 연구에서는 써클맵 학습 방법을 적용한 과학 수업을 계획하고, 교수∙학습 자료를 제작 및 적용하여 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업이 과학 학습 동기와 학업성취도에 어떤 영향을 미치는 지 알아보고자 하였다. 초등학교 6학년 학생을 대상으로 써클맵 학습 방법을 적용한 과학 수업과 전통적 수업의 효과를 비교 분석하였으며, 6학년 2학기 1,2단원 총 23차시에 적용하였다. 본 장에서는 써클맵 학습 방법을 적용한 수업에 대한 연구의 결론을 맺고 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업에 대하여 제언을 하고자 한다.

1. 결론

써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업이 과학 학습 동기, 학업성취도에 미치는 영향에 대한 연구를 간단히 요약하면 다음과 같다.

첫째, 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업은 과학 학습 동기의 향상에 효과가 있었다(p<.05). 특히 관련성 영역에서 실험반이 비교반의 점수보다 높았고 그 차이가 유의미하게 나타났다. 이는 써클맵 학습 방법을 적용한 수업은 학생들에게 수동적인 태도가 아닌 능동적이고 활발한 활동을 하게끔 유도하고, 같은 모둠의 동료학습자들과 같이 수업을 이끌어 가기 때문에, 학생 혼자 가지고 있던 과학 학습에 대한 부담과 거부감을 줄일 수 있었으며, 궁극적으로 학습 동기에 긍정적인 영향을 미친 것으로 본다.

둘째, 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업은 과학 학업성취도 향상에 유의미한 효과가 있었다. 써클맵 학습 방법을 적용한 수업을 적용한 실험반과 교사용지도서에 따른 수업을 한 비교반 간의 과학 학업성취도 사후검사에서 실험반이 비교반의 점수보다 높았고, 두 집단 간에 유의미한 차이를 보였다(p<.05). 이는 써클맵 학습 방법이 새로운 개념과 자신이 알고 있는 것들을 관련시키데 도움을 주며, 배운 것을 기억하고 재구성하는데 도움을 줄 뿐만 아니라 동료학습자들 간의 협동학습을 통해서 서로 지적발달을 도모하고 과학적 소양을 향상 시켰기 때문이다.

이상의 연구 결과를 통해 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업은 과학 학습 동기와 과학 학업성취도에 효과적이라고 결론지을 수 있다. 따라서 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업은 과학과 교수∙학습 방법으로 유용하게 사용될 수 있을 것이다. 또한 선행 연구들을 통해 판단하였을 때, 써클맵 학습 방법을 적용한 수업은 다양한 영역과 분야에 적용하여도 유의미한 학습 효과를 도출할 수 있을 것이다.

2. 제언

본 연구의 결과를 바탕으로 다음과 같이 제언을 하고자 한다.

첫째, 써클맵 학습 방법을 적용한 초등과학 수업은 학생들의 과학 학습 동기, 과학 학업성취도 향상에 효과적이므로 다른 학년, 단원에도 수업자료가 개발되어 교육현장에서 보다 적극적으로 활용될 필요가 있다. 이를 위해 교사들의 지속적인 관심과 함께 꾸준한 수업 연구가 필요하며 과학 개념을 보다 효과적으로 가르치기 위한 구체적인 수업 방법에 대한 연구가 이루어져야 할 것이다.

둘째, 과학의 다양한 영역에 적용하는 시도가 필요하다. 본 연구에서는 써클맵 학습 방법을 2009 개정 교육과정 6학년 초등과학에 적용하였으나, 연구를 실시하지 않은 다른 영역, 또는 다른 학년, 다른 교과목에도 써클맵 학습 방법을 적용하기에 적합한 주제를 찾아 수업자료를 개발하여 확대 적용해보는 연구가 필요할 것이다.


Acknowledgments

“This study was supported by the Education Research Institute, Busan National University of Education in 2016.”


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