초등학교 교사들의 배경변인에 따른 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감에 대한 분석적 고찰 = Analysis on Scientific Knowledge, Pedagogical Content Knowledge within Science Teaching, and Science Teaching Efficacy Beliefs in accordance with Background Variables of Elementary Teachers

국문 초록 (Abstract)

과학교육은 학생과 과학내용 및 과학교사라는 세 요소 간의 상호작용으로 이루어지며 과학교사의 자질은 과학교육의 질을 결정하는 중요한 요소이며, 이는 과학교사 전문성을 나타내는 지표로서 이에 대한 체계적인 연구는 교사 전문성 연구의 기반이 된다.
이 연구는 초등교사들의 전문성의 요소로 연구되고 있는 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감에서 차이를 보이는 배경변인을 찾고, 이러한 배경변인들 중 다른 배경변인들을 통제한 후 적절성 조건을 충족하는 배경변인을 알아보는 과정을 통해 차이를 보이는 배경변인에서 동질성 조건을 충족하는 분할을 규명하여 초등교사들의 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감에서 차이가 나타나는 실제적인 배경변인을 추출하며, 초등교사들의 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감 간의 상관분석을 통해 도출한 결과가 배경변인의 분할과 일관성이 있는지에 대해 체계적으로 고찰하는 것이 목적이다.
이러한 연구목적 달성을 위한 연구의 대상은 초등현직교사 232명으로 대도시, 중소도시, 읍면지역에서 비율표집하였다. 초등교사들의 과학지식을 검사하기 위해 Manhart(1997)가 개발한 과학적 소양 검사(Scientific Literacy Test)를 사용하였고, 과학교과교육학지식을 검사하기 위해 박성혜(2003)가 개발한 과학교과교육학지식 검사도구(Pedagogical Content Knowledge Instrument in Science Teaching)를 사용하였다. 과학교수효능감을 측정하기 위해서 Enochs, Riggs(1990)이 개발한 과학교수효능감 검사도구(Science Teaching Efficacy Beliefs Instrument)를 사용하였다. 이에 대한 분석을 위해 t-검증, 일원변량분석(ANOVA), Scheffé와 Dunnett T3 사후 검정을 실시하였다. 초등교사의 배경변인은 성별, 고등학교 계열, 대학심화과정, 학력, 대학원심화과정, 경력, 연령, 과학과 실험연수 이수 여부, 최근 3년간 과학과 실험연수 외 과학연수 참여 여부, 지도 학년, 최근 3년간 과학연구 수업 여부, 최근 1년간 과학관련 독서량, 근무지역의 13가지였다.
이러한 연구의 과정을 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 과학지식의 하위영역인 화학지식에서 다른 배경변인을 통제한 후에도 차이를 나타내는 배경변인은 고등학교 계열, 대학심화과정, 경력, 연령이고, 물리지식에서는 대학심화과정이다. 생물지식에서는 이 연구에서 조사한 배경변인 중에서는 나타나지 않았고, 지구과학지식에서는 성별이었다. 둘째, 과학교과교육학지식의 하위영역인 교수법지식에서 다른 배경변인을 통제한 후에도 차이를 나타내는 배경변인은 경력이었고, 표현지식에서는 성별, 대학원심화과정, 근무지역이었다. 내용지식에서는 고등학교 계열이었고, 평가지식에서는 학력, 경력, 근무지역이었다. 학생지식에서는 성별로 나타났고, 교육과정지식에서는 과학관련 독서량이었으며 환경상황지식에서는 이 연구에서 조사한 배경변인 중에서는 나타나지 않았다. 셋째, 과학교수효능감의 하위영역인 개인효능감에 다른 배경변인을 통제한 후에도 차이를 나타내는 배경변인은 고등학교 계열, 대학심화과정, 대학원심화과정, 과학관련 독서량이었으며 결과기대감에서는 학력과 과학과 연구수업 여부였다.
다음으로 초등교사의 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감에서 다른 배경변인을 통제한 후에도 차이를 나타내는 배경변인별로 나누어 정리하면 다음과 같다. 첫째, 성별을 살펴보면 성별은 모든 하위요소에서 차이를 나타내는 것이 아니라 지구과학지식, 표현지식, 학생지식에서 차이가 나타났다. 지구과학지식에서는 남자가 여자보다 점수가 더 높으나 표현지식과 학생지식에서는 여자가 남자보다 점수가 더 높은 상반된 결과를 보였다. 성별은 모든 하위요소에서 차이가 나지 않았으며 지구과학지식, 표현지식, 학생지식에서만 차이를 보였다. 이는 과학교과교육학지식을 성별에 따라 조사한 연구에서 다른 결과가 나타나는 이유일 것이다. 즉, 각각의 연구마다 표본으로 뽑힌 대상들이 여러 가지 다른 배경변인들을 가지고 있기 때문에 그 배경변인들이 편향되면서 ‘과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감의 하위영역’ 중에서 ‘지구과학지식, 표현지식, 학생지식’ 외에도 성별에 따른 차이를 보이는 하위영역들이 나타나는 것이다. 둘째, 고등학교 계열을 살펴보면 화학지식, 내용지식, 개인효능감에서 차이를 나타내는데 자연계열이 인문계열보다 더 높은 점수를 보였다. 셋째, 대학심화과정을 살펴보면 화학, 물리, 개인효능감에서 차이를 나타내고, 자연계열이 비자연계열보다 높은 점수를 보였다. 넷째, 대학원 심화과정을 살펴보면 표현지식과 개인효능감에서 차이를 나타낸다. 자연계열이 비자연계열보다 높았으며 자연계열이 학사보다 높았다. 다섯째, 경력은 화학, 교수법지식, 평가지식에서 차이를 보였다. 화학지식에서 저경력이 고경력보다 점수가 높고, 교수법지식과 평가지식에서는 저경력이 고경력보다 점수가 낮았다. 여섯째, 근무지역은 표현지식과 평가지식에서 차이가 나타나고, 대도시가 읍․면지역보다 높은 점수를 보였다. 일곱째, 연령, 과학과 연구수업, 학력, 과학관련 독서량에서는 차이를 보이는 요소가 각각 하나씩이었다. 연령은 화학지식에서 차이를 보이는 배경변인이었으며, 과학과 연구수업은 결과기대감에서 차이를 보이는 배경변인이었다. 과학관련 독서량은 교육과정지식에서 차이를 보이는 배경변인이었다. 학력은 평가지식에서 차이를 나타내는 배경변인이었다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론
• 1. 연구의 필요성 및 목적 2
• 2. 연구 문제 6
• 3. 연구의 제한점 7
• II. 이론적 배경
• 1. 과학 지식 9
• 2. 과학교과교육학지식 12
• 가. 교과교육학지식 12
• 나. 과학교과교육학지식 14
• 3. 과학교수효능감 16
• 가. 자기효능감 16
• 나. 과학교수효능감 17
• 4. Salmon의 통계적-적절성 모델 19
• 5. 통계적 분석 방법의 이해 22
• 가. 제어변수를 포함하는 다변량분석법 23
• 나. 삼차원분할표의 이해 27
• 다. 삼차원분할표의 해석 34
• 6. 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감의 관계 50
• 7. 선행연구 고찰 53
• III. 연구방법
• 1. 연구 절차 61
• 2. 자료의 분석 방법 66
• 3. 연구 대상 75
• 4. 검사 도구 77
• 가. 과학지식 검사 78
• 나. 과학교과교육학지식 검사 78
• 다. 과학교수효능감 검사 79
• IV. 연구결과 및 논의
• 1. 초등교사들의 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감 81
• 가. 과학지식 82
• 나. 과학교과교육학지식 84
• 다. 과학교수효능감 85
• 2. 배경변인에 따른 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감의 차이 분석 86
• 3. 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 94
• 가. 화학지식에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 95
• 나. 물리지식에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 98
• 다. 생물지식에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 102
• 라. 지구과학지식에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 103
• 마. 교수법지식에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 104
• 바. 표현지식에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 107
• 사. 내용지식에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 110
• 아. 평가지식에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 112
• 자. 학생지식에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 116
• 차. 교육과정지식에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 116
• 카. 환경상황지식에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 118
• 타. 과학교수개인효능감에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 118
• 파. 과학교수결과기대감에서 다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 121
• 하. 초등교사들의 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감에서 다른 배경변인들을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인 종합 126
• 4. 초등교사의 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감 사이의 상관관계 128
• 가. 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감 사이의 상관관계 128
• 나. 초등교사의 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감의 하위 영역 사이의 상관관계 129
• 다. ‘초등교사의 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감의 하위 영역 사이의 상관관계’와 ‘다른 배경변인을 통제한 경우에 차이를 나타내는 배경변인’의 비교 131
• 5. 초등교사의 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감에 대한 결과를 통한 분석적 고찰 139
• V. 결론 및 시사점
• 1. 결론 143
• 2. 시사점 146
• 참고문헌 147
• ABSTRACT 152
• 부록 155