선행조직자를 이용한 연역적 탐구 기반 단원 설계가 계절 변화 개념 이해에 미치는 효과
The Effects of Deductive Inquiry-Based Unit Design Incorporating an Advance Organizer on Students’ Understanding of the Concept of Seasonal Changes
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초록
이 연구의 목적은 선행조직자를 이용한 연역적 탐구 기반 단원 설계가 초등학생들의 계절 변화 개념 이해와 그 지속성에 미치는 효과를 검증하는 것이다. 이를 위해 초등학교 6학년 4개 학급(85명)을 실험집단과 통제집단으로 나누어, 실험집단에는 선행조직자를 도입하여 연역적 탐구 구조로 재설계한 단원을, 통제집단에는 전통적인 귀납적 탐구 구조의 단원을 약 5주간 적용하였다. 수업의 효과를 확인하기 위해 사전·사후·지연 검사를 실시하고, 사후 검사 시 개념도를 수집하여 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 수업 직후 실시한 사후 검사에서는 두 집단 간 개념 이해도에 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 그러나 개념도 분석 결과, 실험집단 학생들은 통제집단에 비해 계절 변화의 원인과 현상을 더 위계적이고 통합적인 구조로 이해하고 있었다. 둘째, 4주 후 실시한 지연 검사에서는 실험집단이 통제집단보다 통계적으로 유의미하게 높은 성취를 보였으며, 효과 크기 또한 큰 수준으로 나타났다. 이러한 결과는 선행조직자를 활용한 연역적 탐구 기반 단원 설계가, 단기적인 효과를 넘어 학생들이 학습한 개념을 안정적인 장기 기억으로 전환하고 그 이해를 지속시키는 데 더 효과적임을 시사한다. 이러한 결과를 바탕으로, 향후 연구에서는 과학교육 전문가가 아닌 일반 교사를 수업 실행 교사로 선정하여 수업자 변인의 영향을 최소화하고, 개념의 구조화 과정을 파악하기 위해 차시별 개념도와 학생 인터뷰를 활용한 종단적 질적 연구가 필요함을 제언하였다.
Abstract
The purpose of this study was to verify the effects of a deductive inquiry-based unit design that incorporates an advance organizer on elementary students' conceptual understanding of seasonal changes and the retention of that understanding. For this study, a unit redesigned with a deductive inquiry structure incorporating an advance organizer was implemented for approximately five weeks with 85 sixth-grade students, who were divided into an experimental group and a control group. The control group was taught using a traditional inductive inquiry-based unit. To evaluate the effectiveness of the instruction, data were collected and analyzed from pre-, post-, and delayed tests, as well as concept maps created by students during the post-test.The results of this study are as follows. First, in the post-test administered immediately after the instruction, there was no statistically significant difference in conceptual understanding between the two groups. However, an analysis of the concept maps revealed that the experimental group students understood the causes and phenomena of seasonal changes with a more hierarchical and integrated structure compared to the control group. Second, in the delayed test administered four weeks later, the experimental group demonstrated significantly higher achievement than the control group, with a large effect size. These results suggest that the deductive inquiry-based unit design that incorporates an advance organizer is more effective for long-term retention by helping students transition their learned concepts into long-term memory, beyond short-term effects. Based on these findings, it is suggested that future research should be conducted with general teachers instead of science education experts to minimize teacher-related variables. Additionally, a longitudinal qualitative study utilizing sequential concept maps and student interviews is proposed to investigate the process of conceptual structuring in greater detail.