상호작용을 강조한 중학교 과학영재 실험 설계 능력 향상 프로그램의 개발과 적용

Development and Application of an Experimental Design Ability Improvement Program Emphasizing Interactions for Science Gifted in Middle School

이 연구에서는 실험 설계 수행에 있어 영재에게 도움을 주는 ‘상호작용을 강조한 실험 설계 능력 향상 프로그램’을 개발 및 적용하여 프로그램의 효과와 프로그램에 대한 학생들의 인식을 살펴보았다. 이를 위하여 기존의 가설검증고안 교수-학습 절차를 보완하여 상호작용을 강조한 새로운 교수-학습 절차를 구성하였다. 수업의 주제는 중학교 과학영재의 특성을 고려하여 굴절을 선정하였으며 그와 관련한 실험 및 학습 활동지 등의 학습 자료를 고안하였다. 개발된 프로그램은 중학교 과학영재 1학년 학생 9명을 대상으로 7차시 동안 적용되었다. DCT 검사를 활용해 프로그램이 과학영재의 실험 설계 능력을 향상시키는지 알아보았으며, 수업이 끝난 후 프로그램에 대한 학생들의 인식에 대해 설문 조사하였다. 적용 결과, 본 연구에서 개발한 프로그램은 학생들의 실험 설계 능력을 향상시키는 데 도움이 되었다. 학생들이 작성한 실험 설계서를 분석한 결과, 피드백을 통한 수정 및 정교화 과정을 거친 후의 실험 설계서가 정교화되었음을 확인할 수 있었다. 학생들은 이 프로그램이 흥미롭고 유용하며, 적정 수준으로 난이도를 보인다고 인식하였다. 또한 수업에서의 의사소통이 활발하게 이루어졌다고 평가하였다. 다수의 학생이 직접 실험 설계를 하는 활동 자체를 흥미롭고 유용하게 여겼고 실험 과정에 대해 더 깊이 이해할 수 있다는 의견을 보였다.

In this study, we developed and applied an ‘Experimental design ability improvement program emphasizing interactions’ that can help science gifted in performing experimental design. We examined the effect of the program and students’ perceptions of the program. For the purpose of this study, a new teaching and learning process emphasizing interactions was constructed by supplementing the existing teaching and learning process of hypothesis verification design. Refraction was selected as the class subject, considering the characteristics of gifted science students in middle school, and related experiments, learning activity sheets, and other learning materials were devised. The developed program was applied to 9 middle school science gifted students during 7 instructional hours. We investigated whether the program enhanced the experimental design abilities of science gifted by conducting DCT before and after the classes. They were asked to fill out a questionnaire after class to investigate their perceptions of the program. When the experimental design written by the students during class was analyzed, it was confirmed that the experiment plan was clearly refined after going through the process of modification and elaboration through feedback. From the students’ perception survey, they found that the program was interesting and useful. They perceived the level of difficulty as appropriate, and it was evaluated that communication in class was active. Most students found the activity of designing the experiment itself interesting and useful, and expressed the opinion that it gave them a deeper understanding of the experimental process.