고등학생들의 통합 탐구 기능 향상을 위한 인지적 스캐폴딩 도구 개발 및 적용 (Development and Application of Cognitive Scaffolding Tools for Enhancing the Integrated Science Process Skills of High School Students)

서지정보

· 발행기관 : 한국과학교육학회
· 수록지 정보 : 한국과학교육학회지 / 39권 / 4호 / 545 ~ 562페이지
· 저자명 : 이기영, 허준혁, 박재용

초록

이 연구의 목적은 고등학생들의 통합 탐구 기능 향상을 위한 인지적 스캐폴딩 도구를 개발하고, 그 적용 효과를 탐색하는 것이다. 이를 위해 문헌 연구 및 선행 연구 결과를 토대로 통합 탐구 기능 교육을 위한 수업용 자료 1종과 학생들이 자신의 탐구 능력 수준에 맞추어 선택적으로 학습할 수 있는 개별 학습용 자료 2종을 포함한 인지적 스캐폴딩 도구를 개발하였다. 또한, 통합 탐구 기능에 대한 학생들의 수준을 조사하기 위한 도구로 가설-연역적 탐구 형식으로 구성된 사전, 사후 검사용 탐구 과제를 1개씩 개발하였다. 인지적 스캐폴딩 도구의 효과를 검증하기 위하여 실험군과 대조군의 사전, 사후 검사에 대해 추리 통계를 실시하였다. 또한, 인지적 스캐폴딩 도구의 적용 여부에 따른 고등학생들의 통합 탐구 능력을 Rasch 모형에 따른 Wrightmap을 산출하여 비교하였고, 통합 탐구 기능의 각 요소에 대한 학생들의 수준 변화 양상을 확인하였다. 연구 결과, 인지적 스캐폴딩 도구를 사용했던 실험군은 대조군에 비해 탐구 설계, 자료 수집 및변환, 자료 해석, 결론 도출 등 모든 평가 요소에서 유의미하게 높은 점수를 보였다. 또한, 인지적 스캐폴딩 도구를 활용했던 학생들은 전반적으로 통합 탐구 능력이 향상되었고, 통합 탐구 기능의 각 요소에서 높은 수준으로 뚜렷하게 변화되는 양상을 보여주었다. 이러한 연구 결과는 학생들이 과학 탐구를 수행하는 과정에서 직면하는 기능적 장벽을 완화 또는 제거하기 위해 인지적 스캐폴딩 도구를 적극적으로 활용할 필요가 있음을 시사한다.

영어초록

The purpose of this study is to develop cognitive scaffolding tools and to explore their effects on integrated science process skills of high school students. For this purpose, we developed cognitive scaffolding tools including one kind of classroom instruction for training integrated process skills and two kinds of individual learning materials that students can selectively study according to their level of inquiry ability.
In addition, we developed hypothetico-deductive inquiry tasks as a tool to investigate the level of students on the integrated process skills for pre-test and post-test respectively.
In order to verify the effectiveness of the cognitive scaffolding tools, we conducted inferential statistics on the pre-and post-tests of the experimental group and control group to examine statistical significance of students’ inquiry level change depending on the usage of the cognitive scaffolding tools. We also produced Wrightmaps based on Rasch model to compare the change of inquiry ability depending on usage of the cognitive scaffolding tools.
As a result, the experimental group using the cognitive scaffolding tools showed a significantly higher scores in all the components of integrated process skills namely, designing inquiry, collecting data, analyzing data, and forming conclusion than the control group. In addition, students who used cognitive scaffolding tools improved their inquiry ability and showed a distinct transition to higher level in each component of the integrated process skills. The results of this study suggest that high school students need cognitive scaffolding to alleviate or eliminate the functional barriers they face in conducting scientific inquiries.

참고자료

· 없음