탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램 개발 및 효과 = The Development and Effects of the Inquiry-Representation Centered Science Education Program for Young Children
The purpose of this study was to develop and analyze the effects of the inquiry-representation centered science education program for young children. There are two ways to accomplish this purpose. First, this study developed a the inquiry-representation centered science education program for young children. Second, this study analyzed the effects of the inquiry-representation centered science education program on young children's scientific attitude, language ability, spatial intelligence and representational ability. The research questions of this study as were follow:
1. How can the science education program be developed a inquiry-representation centered science education program for young children?
2. What are the effects of the inquiry-representation centered science education program for young children?
This study was conducted through the following procedures.
In question 1, the inquiry-representation centered science education program for young children was developed through literature review and previous studies related to science education and representation for young children.
For the development of the program, the inquiry centered science education program for young children was developed through literature review and previous studies related to science education for young children. Based on this, methode of teaching-learning centered inquiry-representation were constructed. Combining the stages of teaching-learning based on inquiry and representation with an inquiry based science education program for young children, an inquiry-representation centered science education program for young children was developed. The program has objective, content, stages of teaching-learning, role of the teacher and evaluation were organized for the inquiry-representation centered science education program for young children.
In question 2, it analyzed the effects of the inquiry-representation centered science education program for young children.
The subjects used in this study were 40 five-year-old kindergartners. Two classes from W kindergarten, located in G city, were selected and assigned to experimental group and comparison group.
Experimental group was treated activities from the inquiry-representation centered science education program for young children. On the other hand, the comparison group was treated activities from the inquiry centered science education program for young children.
Young children's scientific attitude was evaluated by Scientific attitude Test and young children's language ability was assessed by verbal scale of K-WPPSI. Young children's spatial intelligence was assessed by performance scale of K-WPPSI and young children's representational ability was evaluated by Representation Ability Test. The date was use analyzed t test.
The results of this study can be summarized as follows:
First, the inquiry-representation centered science education program for young children was developed by connecting with the inquiry centered science education program for young children and representation. The objectives of the program was to increase ability of scientific attitude, language ability, spatial intelligence and representational ability. The content consists of the program was physical science, life science and environmental science. The method of teaching-learning composed of seven stages; Explore utilizing senses and the body→Constructing scientific representation (Imagination-Expectation Representation)→First production of scientific technique and attitude through experiment and examination→Translation of scientific thinking (Result-Representation)→Application of scientific concept acquired→Change of inquiry and representation(Divergence-Representation)→Scientific communication. The roles of a teacher include observer, material provider, interactor/stimulator, evaluator, representational material provider, representational stimulator, representational evaluator. The evaluation are carried out on individual activities and large/small group activities.
본 연구는 개념학습과 문제 해결 등의 과학 활동 및 그와 관련하여 발생하는 인지 과정이 기본적으로 표상과 관련되어 있다는 기본 전제 하에 먼저 [연구 Ⅰ]에서는 ‘탐구 중심 유아과학교육 프로그램’을 개발하고 이를 기초로 ‘탐구-표상 중심 교수-학습단계’를 포함하는 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’을 개발하였다. [연구 Ⅱ]에서는 본 연구에서 개발한 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’과 ‘탐구 중심 유아과학교육 프로그램’을 실험 처치하여 유아의 과학적 태도, 언어능력, 공간지능, 표상능력에 미치는 효과를 비교 분석하여 유아교육 현장 적용 타당성을 검증하였다.
이러한 연구를 수행하기 위하여 다음과 같은 연구문제를 설정하였다.
〔연구 Ⅰ〕탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램은 어떻게 구성해야 하는가?
〔연구 Ⅱ〕탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램의 효과는 어떠한가?
각각의 연구문제를 다음과 같은 절차에 따라 수행하였다.
〔연구 Ⅰ]에서는 유아과학교육과 관련한 문헌 및 선행연구들을 정리 및 분석하고 현장관찰을 근거로 ‘탐구 중심 유아과학교육 프로그램’을 개발하였다. 이어서 유아 과학교육과 표상과 관련된 문헌과 선행연구들을 정리 및 분석하고 전문가 협의를 통해 ‘탐구- 표상 중심 교수-학습 단계’를 구축하였다. ‘탐구-표상 중심 교수-학습 단계’는 오감과 신체를 활용한 탐색단계 → 과학 관련 표상 구성단계(상상-예측 표상) → 실험과 조사 탐구를 통한 과학적 기술과 태도의 1차 산출단계 → 과학적 사고의 번역단계(결과-표상) → 습득한 과학적 개념 적용단계 → 탐구 및 표상의 변화단계(확산-표상) → 과학적 의사소통단계의 7단계로 구성되었다. 이러한 탐구-표상 중심 교수-학습 단계를 탐구중심 유아과학교육 프로그램과 연계하여 최종 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’을 개발하였다. 개발된 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’의 체계는 교육목표, 교육내용, 교수-학습 단계, 교사의 역할, 평가로 구분되어 있다. 개발된 탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램 시안의 현장 적용 가능성을 검토하기 위하여 유아교육전문가와 프로그램의 내용 적합성에 관하여 협의를 걸쳐 수정·보완하여 최종 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’을 개발하였다.
[연구 Ⅱ]에서는 개발한 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’의 효과를 검증하기 위해서 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램의 목표에 준한 능력과 태도와 관련된 과학적 태도, 언어능력, 공간지능, 표상능력을 종속변인으로 선정하였다. 본 연구대상 만 5세 유치원의 2개 반 총 40명 유아를 대상으로 무선으로 실험집단(20명)과 비교집단(20명)을 배정하였다. 실험집단에는 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’을 처치하였고 비교집단에는 ‘탐구 중심 유아과학교육 프로그램’을 2008년 6월 30일부터 2008년 8월 2일까지 총 5주 동안 실시하였다. 연구대상 유아의 과학적 태도를 측정하기 위해 ‘과학적 태도 검사도구’를 연구도구로 사용하였으며, 언어능력과 공간지능을 측정하기 위해 ‘K-WPPSI’를, 그리고 표상능력을 검사하기 위해서는 ‘그리기 표상 능력 검사도구’를 사용하였다.
예비연구를 통해 검사도구 및 실험집단 처치인 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’과 비교집단에 실시한 ‘탐구 중심 유아과학교육 프로그램’의 실시 소요시간, 자료선정, 그리고 환경 구성에 관한 적절성 여부를 검증하여 이를 실험처치에 반영하였다. 실험처치에 들어가기 전에 사전검사를 실시하였고 실험처치 이후에는 사후검사를 실시하였다. 수집된 연구 자료는 t검증을 통해 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’의 효과를 분석하였다.
분석 결과 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’에 참여한 실험집단 유아들이 ‘탐구 중심 유아과학교육 프로그램’에 참여한 비교집단 유아들보다 과학적 태도, 언어능력, 공간지능, 표상능력에서 점수가 유의하게 높은 것으로 밝혀졌다. 구체적으로 살펴보면 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’에 참여한 실험집단 유아들이 ‘탐구 중심 유아과학교육 프로그램’에 참여한 비교집단 유아들보다 과학적 태도의 하위영역에 포함된 솔직성, 개방성, 비판성, 판단유보, 협동성, 끈기성에서 비교집단보다 유의하게 높은 것으로 밝혀졌다. 반면 호기심, 객관성, 적극성에서는 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 언어 능력 하위영역에 포함된 어휘에서 실험집단이 비교집단보다 유의하게 높은 것으로 밝혀졌다. 반면, 상식, 이해, 산수, 공통성에서 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 한편 공간 지능 하위영역에 포함된 모양 맞추기, 도형, 빠진 곳 찾기에서 실험집단이 비교집단보다 유의하게 높은 것으로 밝혀졌다. 반면, 토막 짜기, 미로에서 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 마지막으로 표상능력의 하위영역에 포함된 기본도형과 선 병합, 다양한 색채, 세부적 묘사, 다양한 형체, 주제관련 표상, 표상의 창의성, 그림완성, 표상과 언어연계에서 실험집단이 비교집단보다 유의하게 높은 것으로 밝혀졌다. 반면, 조화로운 구성에서 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다.
결론적으로 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’이 ‘탐구 중심 유아과학교육 프로그램’보다 유아의 과학적 태도, 언어능력, 공간지능 그리고 표상능력 증진에 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 본 연구결과는 ‘탐구 중심 유아과학교육 프로그램’보다는 탐구-표상을 통한 교수-학습 방법이 유아과학교육을 실행하는데 더 효과적인 것을 입증한 것이라 볼 수 있다. 앞으로 ‘탐구-표상 중심 유아과학교육 프로그램’을 유아교육 현장에서 적극적으로 적용할 것을 기대한다.
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