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ISSN : 1225-6692(Print)
ISSN : 2287-4518(Online)
Journal of the Korean earth science society Vol.38 No.3 pp.239-249
DOI : https://doi.org/10.5467/JKESS.2017.38.3.239

Influence of Pre-service Science Teachers’ Selection of Earth Science I, II in High School and College Major on their Self-perceived Attitude and Academic Achievement in General Earth Science Lecture

Hyunjin Shim, Hyonyong Lee*
Department of Earth Science Education, Kyungpook National University, 80 Daehakro, Bukgu, Daegu 41566, Korea
Corresponding author: hlee@knu.ac.kr+82-53-950-5917+82-53-950-5946
February 10, 2017 May 15, 2017 April 13, 2017

Abstract

The purpose of this exploratory study was to investigate the influence of pre-service science teachers’ selection of earth science I, II in the high school and their college major on their self-perceived attitude and academic achievement in general earth science lecture at university. The participants in the study were 273 who enrolled in the division of science education, college of education and took the general earth science lecture from 2012 to 2015. The data was analyzed with two-way ANOVA by using SPSS 23.0. The results indicated that there was no significant difference of students’ attitude and examination difficulty in general earth science lecture between earth science major and other subject major. However, students who took earth science I and/or II in high school showed positive attitude toward the lecture and higher achievement scores than students who didn’t take earth science I, II in their high school. The results of the study imply that it is essential to consider students’ attitude toward science and achievement in pre-service science teacher education.


고등학교 지구과학 I, II의 이수와 대학 전공이 예비과학 교사들의 일반지구과학 수업에 대한 태도 및 학업 성취도에 미치는 영향

심 현진, 이 효녕*
경북대학교 지구과학교육과, 41566, 대구광역시 북구 대학로 80

초록

이 연구의 목적은 사범 대학 과학교육학부에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학교에서의 지구과학 선택 과목의 이수 여부와 대학 전공이 일반지구과학 수업에 대한 태도, 학업 성취도에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 이 연구의 대상은 광역시 소재 대학교 과학교육학부 소속의 학생들 중 2012년 2학기부터 2015년 2학기까지 총 4개 학 기 동안 일반지구과학 강의를 수강한 273명의 학생들이다. 현재 전공과 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부가 일반지 구과학 수업에 대한 태도 및 시험 체감 난이도, 학업 성취도에 미치는 영향을 SPSS 23.0을 활용하여 이원분산분석 (two-way ANOVA)을 실시하였다. 연구 결과에 따르면, 지구과학교육 전공 학생들과 타 과학교육전공 학생들 사이에는 일반지구과학 수업에 대한 태도와 시험 체감 난이도에 대해서 차이가 없었지만, 고등학교에서 지구과학의 이수 여부는 학생들의 태도와 성취도에 영향을 미쳤다. 즉, 고등학교에서 지구과학 I과 지구과학 II를 모두 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 또는 지구과학을 전혀 선택하지 않은 학생들보다 일반지구과학 수업 태도가 더 좋았으며 높은 성취 수 준을 보이는 것으로 분석되었다. 과학 교사를 양성하는 사범 대학의 교육에서는 학생들의 요구와 수준을 반영한 교수학 습적 접근이 필요하며, 과학 교사로서 필요한 교과 지식을 효과적으로 학습할 수 있도록 사범 대학 과학과 교육과정의 지속적인 보완이 있어야 할 것이다.


    Kyungpook National University

    서 론

    학교 과학 교육의 발전과 효과적인 실현은 사범 대학의 핵심 목표인 질 높은 소양과 전문성을 갖춘 교사 양성과 밀접하게 관련되어 있다. 즉, 양질의 효 과적인 교사(effective teacher) 양성은 학생들의 과학 학습의 증진과 학교 과학 교육의 개선을 위해 매우 중요하다(Berliner, 2001; Bransford et al., 1999; Darling-Hammond and Bransford, 2005; Engelmann, 2014). 이러한 과학 교사를 양성하기 위해 가장 핵심 적인 것은 무엇일까? 이 질문에 대한 답은 사범 대 학에서 운영되는 교육과정에서 찾을 수 있다. 사범 대학의 교육과정은 예비 교사의 전문성과 교수 능력 을 함양하는 데에 필요한 전공 내용과 교과 교육학, 교직 소양 및 실습 과목 등으로 구성된다(Kim and Lee, 2006; Kim et al., 2006; Kwak, 2009). 사범 대 학에서 다루는 교과목은 교육 환경의 변화에 따라 수정되고 있는데, 특히 중등 교육과정의 개정과 개편 에 따라 사범 대학의 교육과정은 적절하게 수정 보 완될 필요가 있다(Lee, 2009; Park and Oliver, 2008).

    2015년 개정된 국가 수준의 과학과 교육과정은 과 거의 교육과정보다는 과학의 통합적 접근과 다른 학 문과의 융합에 초점을 두고 있다. 사범대에 재학 중 인 예비 교사들에게 통합 과학이나 융합에 대한 이 해와 지식이 더 필요하게 된 것이다(MOE, 2015). 그 러나, 대부분 사범 대학의 경우 교육과정의 개편에 따라 현장에 필요한 교사를 양성할 수 있는 시스템 의 전환이 빠르게 이루어지고 있지 않다. 특히, 학습 수요자인 예비 교사도 중고등학교에서 개정된 교육과 정을 이수하고 대학에 진학했으므로 이들의 학습적 특성을 고려할 수 있는 강의가 진행되어야 하는데, 이에 대한 선행 연구나 이들의 특성을 탐색하는 연 구는 부족한 실정이다(Lee, 2009; Park and Oliver, 2008).

    최근의 국내외적 과학과 교육과정 개정에서 중요한 화두 중 하나는 자연 현상의 구조적 이해를 위한 통 합적 접근이다(MOE, 2015; NRC, 2012, 2013). 특히, 지구과학에서는 시스템 관점을 중심으로 지구 환경 문제, 자연 재해, 현상, 자원 개발 등에 초점을 두고 과학의 개념 학습, 실험과 실습을 연계시키거나 통합 시키는 것은 대표적인 개정의 한 방향이다(Im and Lee, 2014; Lee, 2011; MEST, 2011; MOE, 2015; NRC, 2013). 우리나라 교육과정에서 통합 과학에 대 한 내용을 살펴보면, 제 6차 과학과 교육과정에서 분 야별 분절적인 교수 학습이 아닌 통합을 추구하는 고등학교 ‘공통과학’ 교과가 신설되었다. 이후 제 7 차, 2007, 2009 개정 과학과 교육과정에서는 3학년부 터 10학년까지의 과학 교과를 통해 과학의 본성과 자연에 대한 이해를 높이고, 단편적인 지식 습득이 아니라 개념의 통합적 이해를 통해 실생활의 문제를 과학적으로 해결하는 능력을 기르도록 강조하였다 (MEST, 2011; MOE, 1997). 2015 개정 과학과 교육 과정에서도 3학년부터 9학년까지 공통교육과정으로 ‘과학’ 교과를 제시하고 선택 중심 교육과정의 공통 과목으로 ‘통합과학’ 교과를 신설하였다. 고등학생들 은 물리학 I, II, 화학 I, II, 생명과학 I, II, 지구과학 I, II, 과학사, 생활과 과학, 융합과학 등의 교과를 진 로에 따라 선택하게 된다(MOE, 2015).

    이와 같이 물리학, 화학, 생명과학, 지구과학의 내 용으로 구성된 과학 교과와 통합과학, 융합과학 등을 가르칠 교사의 양성을 위해 대부분의 사범 대학에서 는 복수 전공을 통해 교육이 이루어지고 있다. Yang et al.(2014)의 연구에 따르면, 복수 전공의 형태로 공 통과학 교사를 양성하는 사범 대학의 과학 교육 계 열 교수들 대부분은 공통과학 자격증을 취득하지 않 고 심화 전공 자격증만 취득하는 경우에도 다른 전 공의 개론 수준 과목을 필수적으로 이수해야 한다고 생각하고 있다. 과학과 교육과정의 개정 방향을 감안 할 때 예비 교사의 심화 전공 지식 외에도 과학 전 반에 대한 이해와 소양이 매우 중요하다는 점을 사 범 대학에서 공감하고 있음을 나타낸다. 과학 교사는 교과 내용과 교과 교육에 대한 지식 수준이 모두 높 아야 적극적이고 긍정적인 과학 교수 태도와 자신감 을 가지는 것으로 나타났다. 심화 전공이 아닌 공통 과정을 교수하게 되는 중학교에서 공통과학 복수 전 공을 이수한 교사가 교수에 대한 태도가 높고 불안 이 낮다는 연구 결과는 과학 교사 양성 과정에서 공 통과학 복수 전공을 장려할 필요성을 제기한다(Sung and Chung, 2013).

    제 7차 교육과정부터 분야별 교차 통합의 중요성 을 강조하는 동시에 학습자의 과목 선택 자율권을 강조하여 각자의 소질, 적성, 관심도 등에 따라 과학 과 선택 교육과정을 시행하였다. 그 결과 대학수학능 력시험을 치르기 위한 과학 선택 과목의 개수가 2007 개정 교육과정에서는 최대 3과목, 2009 개정 교육과정에서는 최대 2과목으로 조정되었다. 이는 학 교 현장에서의 수업 개설 여부에 직접적인 영향을 주었는데, 학생들의 수요 외에도 교사의 수급 등 현 실적인 문제로 실제 개설되는 과학 교과의 불균형이 상당히 증가하였다. 한국교육과정평가원의 통계 자료 에 따르면 2015학년도 대학수학능력시험 과학 탐구 영역에서 과학과 심화 과목(물리 II, 화학 II, 생명과 학 II, 지구과학 II)을 선택한 학생은 과학과 일반 과 목(물리 I, 화학 I, 생명과학 I, 지구과학 I)을 선택한 학생 전체의 10%가 되지 않으며, 분야별로도 화학과 생명과학을 선택하는 비율이 물리와 지구과학의 1.5- 3배로 분야별 편중도 심각한 것으로 나타났다. 과학 교과에서 개념의 위계성을 고려할 때 고등학교에서 충분한 학습이 이루어지지 못할 경우 그 차이가 고 스란히 대학 교육과정에 부담으로 작용하게 된다. 고 등학교에서의 과학 선택 과목 이수 여부에 따라 대 학교 1학년 개론 수업의 학업 성취도 차이가 나타났 으며, 생명과학에 비해 물리학과 화학 과목이 그 경 향이 강했다(Lee and Chang, 2008). 그러므로 개정 과학과 교육과정을 이수하고 사범 대학에 진학한 예 비 교사들의 특성을 파악하고 그에 따라 교육과정을 보완하고 운영의 변화를 모색할 필요가 있다.

    Jo (2013)는 사범 대학 물리교육과 교육과정의 운 영에 있어서, 고등학교에서의 물리에 대한 학습이 부 족하다는 학생들의 변수를 고려할 것을 제안한 바 있다. 과학과 심화 전공 외에 공통과학 교사의 양성 측면에서도 예비 교사의 과학 선택 특정 과목 미이 수는 중요한 변수가 된다. 대부분 사범 대학에서 공 통과학 복수 전공 과정의 이수가 의무적이지 않으며 복수 전공 이수를 결정하게 되는 데에는 개인적인 필요와 동기가 가장 중요하게 작용한다. 따라서 앞서 논의한 대로 공통과학 복수 전공을 장려하는 한편 과학 일반에 대한 이해를 강조하기 위해서는 고등학 교에서 과학과 선택 과목을 이수하지 않은 예비 교 사에 대한 중학교 과학 교육과 고등학교 공통과학 교육의 효율성과 적절성을 고민하여야 한다.

    다른 과학 교과와 비교해보면 지구과학 교과에서는 고등학교에서의 선택 과목 이수와 이후 대학 과정에 서의 학업 성취도를 비교한 연구가 거의 수행되지 않았다. 지구과학 교과 자체가 천문학, 대기과학, 지 질학, 해양학 등 세부 심화 전공 과목의 종합적인 성 격을 가지며, 물리학, 화학, 생명과학 등 다른 교과와 도 유기적인 관련이 많고 응용된 개념, 융합적인 구 조를 가졌다는 점에서 공통과학 연계 전공 이수에 있어 지구과학 교과의 역할은 매우 중요한 위치에 있다. 개념 간 위계적인 특성이 있으면서도 다양한 분야와 다양한 개념에 대한 이해가 필요하기 때문에 고등학교와 대학 과정 지구과학 이수 여부가 어떤 관련이 있는지 알아보는 것이 필요하다. 지구과학 교 사와 관련된 기존 교육과정 연구에서는 개별 강의보 다는 주로 전체적인 교육과정 분석과 비교가 주를 이루었으며(Kim and Lee, 2006), 심화 전공으로 지 구과학교육을 전공하는 교사가 아니라 공통과학을 전 공하는 예비 교사들이 인식하는 지구과학 이수에 대 한 이슈와 시사점을 도출하는 연구는 이루어진 바가 없다.

    이 연구에서는 고등학교에서의 지구과학 선택 과목 이수 여부가 대학교 1학년 개론 수준의 지구과학 강 의의 학업 성취도에 미치는 영향을 분석함으로써 사 범 대학의 지구과학 교사, 공통과학 교사 양성 교육 과정에 대한 시사점을 탐색해 보고자 한다. 전체적인 교육과정 운영이 아니라 특정한 강의에 초점을 두고 수업 내용, 교수 학습 태도 등을 조절해 가는 탐색적 인 연구 결과물이며 일반지구과학의 강의 영역 중 천문 분야에 한정하여 수행되었다는 한계점이 있다.

    이 연구의 목적은 사범 대학에 재학 중인 예비 과 학 교사들을 대상으로 고등학교에서의 지구과학 선택 과목의 이수 여부 및 대학 전공이 일반지구과학 강 의에 대한 태도, 학업 성취도에 미치는 영향을 분석 하는 것이다. 이 목적에 따른 구체적인 연구 내용은 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부 및 대학 전공 영역이 일반지구과학 수업에 대한 학생들 본인이 인 식하는 학습 태도와 시험 난이도, 학업 성취도에 미 치는 영향을 탐색하는 것이다.

    연구 방법 및 절차

    연구 대상

    이 연구는 광역시 소재 대학교 과학교육학부 소속 의 학생들 중 2012년 2학기부터 2015년 2학기까지 총 4개 학기 동안 ‘일반지구과학 II’ 강의를 수강한 273명을 대상으로 수행하였다. 해당 강좌는 1학년 2 학기에 개설되는 전공 교과목으로 과학교육학부 지구 과학교육전공 학생들에게는 주전공 과목이며, 물리, 화학, 생물교육전공 학생들은 공통과학 연계전공을 이수할 경우 전공 학점으로 인정받을 수 있다. 이러 한 점을 고려하여 지구과학교육전공 학생들을 위한 분반(001분반)과 물리, 화학, 생물교육전공 학생들을 위한 분반(002분반)을 별도로 운영하고 있다. 수강생 중에는 자연 대학, 공과 대학, 농생명과학 대학 등 일부 사범 대학 과학교육학부 소속이 아닌 학생들도 있으나 이들은 전체 수강생의 5% 내외이다.

    연구 방법

    해당 강의 첫 시간에 학생들의 사전 지식을 평가 하였고 설문 문항을 제시하여 고등학교에서의 과학 선택 과목을 조사하였다. 추후 강의에 대한 체감 난 이도, 본인이 인식하는 태도(self-perceived attitude)를 확인하고 이를 학생들의 학업 성취도와 연계하여 분 석하였다. 이 연구에서 학생들이 인식하는 태도를 분 석한 이유는 다음과 같다. 과학 교육에서 태도는 중 요하게 다루어져 왔다. 특히 과학 교사들의 과학이나 과학 교수에 대한 태도는 학생들의 과학에 대한 태 도 형성에 영향을 미친다(Myers and Fouts, 1992; Osborne and Simon, 1996; She and Fisher, 2002; Simpson and Oliver, 1990). 또한 학생들이 스스로 인식하는 태도는 학습하는 강의나 교육 프로그램의 효과에 직접적으로 관련되어 있다. 그러므로 이 연구 에서는 학생 스스로 인식하는 일반지구과학(천문 분 야)에 대한 태도를 분석하였고(Riley and Roberta, 1993; Shapiro et al., 2009), 이러한 태도 변인을 ‘학 습 태도’로 명명하였다. 학생들의 태도 점수는 Lan(2012)이 Nanotechnology에 대한 교사들의 태도 를 측정하기 위해 개발된 리커르트 형태의 문항을 일부 수정하여 예비 교사들의 학습 태도와 체감 난 이도에 대해 응답하도록 하였다. Lan(2012)의 태도 척도는 타당도와 신뢰도(Cronbach alpha=0.89)가 검 증된 것이다.

    사전 지식 평가는 총 14문항으로 사지 또는 오지 선다형의 객관식 문항으로 구성하였고, 고등학교에서 지구과학 I, II를 이수하지 않았더라도 중학교 과학 지식으로 해결할 수 있는 문항으로 개발하였다. 수강 생 대부분이 1학년이기 때문에 이를 고려하여 학생 들이 친숙하게 느낄 선다형 형식을 사용하였고, 강의 첫 시간에 부담 없이 진행할 수 있도록 그림이나 그 래프 해석 등 풀이 시간이 길어질 수 있는 요소를 가급적 배제하였다. 또한 단편적 지식으로 풀 수 있 는 문제보다는 응용이 필요한 문제 위주로 구성하였 다. 사전 지식 평가 문항은 개발하는 과정에서 교육 과정의 위배 여부와 교과 내용을 검토할 수 있는 전 문가(천문학 1인, 지구과학교육전문가 1인, 지구과학 교사 2인)의 자문을 받아 내용의 타당도를 확보하였다.

    다음으로 학업 성취도는 일반지구과학 강의에서 다 룬 천문 내용을 평가하였고 학생들의 성적(중간, 기 말고사)을 평균하여 활용하였다. 시험 문항은 다양한 형식으로 구성하였는데, 가장 많은 비중을 차지한 것 은 주어진 선택지 중 적절한 답변을 선택하고 해당 답변의 이유를 서술하게 하는 선택형 문항(최선답형, 합답형)과 서답형 문항(서술형)의 혼합된 형태였다. 채점의 용이성과 점수 부여의 객관성을 위해 선택형 문항을 제시하였으며, 객관식 형태로 기술된 선택형 문항이 가질 수 있는 단점을 보완하기 위해 관련 내 용에 대한 이해 여부를 서술형 문항에 대한 답변을 통해 추가로 평가할 수 있게 하였다. 합답형의 선택 형 문항은 대학수학능력시험에서 기본적으로 채택하 고 있는 형태이므로 1학년 강의라는 특성상 학생들 이 낯설지 않은 장점이 있다. 이외에도 서답형 문항 중 논술형 문항을 포함하여 단편적인 정보, 지식의 암기 여부를 측정하기보다는 원리를 파악하고 설명할 수 있는 능력을 평가하였다. 출제되는 문항 형식과 총 개수, 배점 등은 시험 직전 강의에서 예시 문항, 정답과 함께 미리 설명하였다. 문항 출제 분야는 고 등학교에서의 지구과학 I, II 이수 여부와 학생들의 배경 지식 수준이 문항 친숙도에 영향을 주지 않도 록 실제 일반지구과학 강의에서 다룬 천문 내용만을 중심으로 출제하였고, 문항 난이도는 중위권 수준에 초점을 두었다. 학업 성취도 측정을 위한 시험 문항 의 예시는 Fig. 1과 같다.

    학생들이 고등학교에서의 과학 선택 과목 이수 여 부에 따라 세 그룹(전혀 이수하지 않은 그룹, 지구과 학 I을 이수한 그룹, 지구과학 I, II를 모두 이수한 그룹)으로 나누어 분석하였다. 예비 과학 교사들의 전공과 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부가 일반 지구과학 강의에 대한 학습 태도, 시험 난이도, 학업 성취도에 미치는 영향을 각각의 경우에 대하여 SPSS 23.0을 활용하여 이원분산분석(two-way ANOVA)을 실시하였다.

    연구 결과

    사범 대학 과학교육학부 학생들의 지구과학 선택 과목 이수 실태 변화

    2012년부터 2015년까지 총 4년간 대학교 1학년 공 통과학 연계전공 과목인 ‘일반지구과학 II’ 과목을 수 강하는 학생을 대상으로 고등학교에서의 ‘지구과학 I, II’ 이수 여부를 조사한 결과는 Table 1과 같다. 지구 과학교육을 전공(001분반)하는 수강생은 2012년에 27명, 2013년에 24명, 2014년에 15명, 2015년에 22 명이다. 물리, 화학, 생물교육을 전공하는 수강생의 경우 2012년에 52명, 2013년에 51명, 2014년에 45 명, 2015년에 37명이다.

    지구과학교육을 전공하는 예비 과학 교사들의 경우 90% 이상의 학생들이 적어도 지구과학 I을 고등학교 에서 이수했고 30% 내외의 학생들은 지구과학 II까지 이수하였다. 반면, 물리, 화학, 생물교육전공 대학생들 의 경우 지구과학 I은 총 130명(70%)이 이수하였고 지구과학 II까지 이수하는 경우는 5.4%으로 나타났다. 이 자료에서는 2007 개정 교육과정이 적용되었던 2012, 2013학년도 신입생과 2009 개정 교육과정이 적 용되었던 2014, 2015학년도 신입생을 비교해 볼 수 있 다. 대학수학능력시험에서 과학 선택 과목을 3개까지 선택할 수 있었던 2012, 2013학년도 신입생과 달리 선 택 과목의 개수가 2개로 줄어든 2014, 2015학년도 신 입생의 경우 지구과학이 아닌 과학교육전공 대학생이 지구과학을 고등학교에서 전혀 이수하지 않는 비율이 점점 증가하여 2015년에는 전체의 40%에 이르고 있 다. 지구과학교육전공 학생의 경우에도 지구과학 II를 수강하는 비율이 줄어들고 있으며, 이러한 이수 실태 의 변화는 교육과정에서 선택과목의 개수 감소가 실제 로 학교 현장에서 교사의 수급 상황, 입시 위주의 과 학 교육과정 편성 등에 반영되었음을 나타냈다.

    입학 전공 및 고등학교 지구과학 교과목 이수 여 부가 일반지구과학 강의에 대한 학습 태도와 시험의 체감 난이도에 미치는 영향

    대학에서의 전공과 고등학교 지구과학 교과목의 이 수 여부가 일반지구과학 강의에 대한 학생들 본인이 인식하는 학습 태도와 시험의 체감 난이도에 미치는 영향을 분석하였다. 일반지구과학 강의에 대한 학습 태도에 대한 결과는 Table 2와 같다.

    전공과 지구과학 교과목 이수 여부가 일반지구과학 수업의 태도에 미치는 영향을 분석해본 결과 지구과 학 전공과 타 과학 전공(물리, 화학, 생물) 학생들 사 이에 수업 태도에 미치는 영향은 유의수준 .05에서 유의확률 .867로 통계적으로 유의미한 차이가 없었 다. 그러나 지구과학 교과목 이수 여부가 태도에 미 치는 영향은 유의수준 .05에서 유의확률 .000으로 유 의미한 차이가 있었다. 지구과학 교과목 이수 여부에 따라 지구과학 I 교과만을 선택한 학생, 지구과학 I 과 지구과학 II를 모두 선택한 학생, 지구과학 교과 목을 선택하지 않은 학생 등 집단 사이에 차이가 있 는지 사후 검증을 실시한 결과는 Table 3과 같다.

    지구과학 I, II를 모두 선택한 학생은 지구과학 I만 이수 또는 미이수자 학생들과 일반지구과학 수업의 태도에 대해 유의수준 .05에서 유의확률 .000으로 유 의미한 차이가 있었다. 그러나 지구과학 I과 미이수 자 사이에는 유의수준 .05에서 .627로 수업 태도에 있어서 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나 타났다. 즉, 고등학교에서 선택했던 교과목 중 지구 과학 I과 지구과학 II를 모두 이수한 학생은 지구과 학 I만 선택한 학생 또는 미이수 학생들보다 일반지 구과학 강의에 대한 학습 태도가 더 좋은 것으로 분 석되었다. 지구과학의 전공 여부와 지구과학 교과목 선택 여부와의 상호작용 효과는 유의수준 .05에서 유 의확률 .108로 상호작용 효과가 나타나지 않는 것으 로 나타났다. 즉, 지구과학교육 전공 학생들과 타 과 학교육전공 학생들 사이에는 학습 태도에는 통계적으 로 유의미한 차이가 없다고 볼 수 있다.

    다음으로 대학에서의 지구과학교육전공 여부와 고 등학교 지구과학 교과목의 이수 여부가 일반지구과학 시험 체감 난이도에 미치는 영향을 분석한 결과는 Table 4와 같다.

    전공 여부와 지구과학 교과목 이수 여부에 따른 일반지구과학시험 체감 난이도에 미치는 영향을 분석 해본 결과, 유의수준 .05에서 전공 여부, 지구과학 교 과목 이수 여부, 전공과 지구과학 교과목 이수 여부 의 상호작용 모두에서 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 즉, 전공 및 고등학교에서 지 구과학의 선택 여부는 대학에서 학습한 일반지구과학 시험의 체감 난이도에 대하여 큰 영향을 미치지 않 는 것으로 나타났다.

    전공 및 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부가 학업 성취도에 미치는 영향

    지구과학교육전공과 고등학교 지구과학 교과목의 이수 여부가 학업 성취도(천문 영역)에 미치는 영향 은 Table 5와 같다.

    전공과 지구과학 교과목 이수 여부가 학업 성취도 (천문 영역)에 미치는 영향을 분석해 본 결과 지구과 학 전공과 타 과학 교육 전공(물리, 화학, 생물) 학생 들 사이에 학업 성취도는 유의수준 .05에서 유의확률 .365로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다. 그러나 지구과학 I, II 이수 여부는 유의수준 .05에서 유의확 률 .000으로 유의미한 차이가 있었다. 지구과학 I 교 과만을 선택한 학생, 지구과학 I과 II를 모두 이수한 학생, 지구과학을 선택하지 않은 학생 등 어느 집단 에서 차이가 있는지 사후 검증을 실시한 결과는 Table 6과 같다.

    지구과학 I과 지구과학 II 모두를 선택한 학생은 지구과학 I 또는 미이수자 학생들과 학습 성취도에 유의수준 .05에서 유의확률 .000으로 통계적으로 유 의미한 차이가 있었다. 그리고 지구과학 I과 미이수 자 사이에서도 유의수준 .05에서 유의확률 .010으로 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 그러나 학업성취도에 대하여 전공 여부와 지구과학 교과목 선택 여부와의 상호작용 효과는 유의수준 .05 에서 유의확률 .378로 상호작용 효과가 나타나지 않 는 것으로 나타났다.

    즉, 전공 여부는 학업 성취도에 유의미한 영향을 미치지 않지만 고등학교 과학 선택에서 지구과학 I과 지구과학 II를 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 그리고 미이수 학생보다 높은 학업 성취도를 보여 주었다. 그리고 지구과학 I만 이수한 학생도 미 이수 학생보다 높은 학업 성취도를 보여 주었다. 이 는 학생들이 고등학교에 지구과학 내용을 학습하고 대학에 진학할 경우 대학에서 평가하는 지구과학 내 용에 대해서도 우수한 성취 수준에 도달하게 됨을 나타내고 있다.

    결론 및 제언

    이 탐색적 연구의 목적은 사범 대학 과학교육학부 에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학 교에서의 지구과학 선택 과목의 이수 여부 및 대학 에서의 전공이 일반지구과학 강의에 대한 학습 태도, 학업 성취도에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 연구 의 핵심적인 결과와 이를 통해 내린 결론은 다음과 같다.

    첫째, 과학교육학부에 입학한 학생들 중 지구과학 교육을 전공하는 학생들의 경우 90% 이상이 지구과 학 I을 고등학교에서 이수했고 30% 내외의 학생들은 지구과학 II까지 이수하였다. 반면, 물리, 화학, 생물 교육전공 대학생들의 경우 지구과학 I은 70%, 지구 과학 II까지는 5.4%가 이수한 것으로 나타났다. 지구 과학교육 전공 학생들과 타 과학교육전공 학생들 사 이에는 일반지구과학 강의에 대한 학습 태도에는 차 이가 없었지만, 고등학교에서 지구과학의 이수 여부 는 학생들의 학습 태도에 영향을 미쳤다. 즉, 고등학 교에서 지구과학 I과 지구과학 II를 모두 이수한 학 생은 지구과학 I만 이수한 학생 또는 지구과학을 전 혀 선택하지 않은 학생들보다 일반지구과학강의에 대 해 학습 태도가 더 좋은 것으로 분석되었다. 학생들 의 전공 여부나 고등학교에서 지구과학의 선택 여부 는 대학에서 학습한 일반지구과학 시험의 체감 난이 도에 대하여 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

    둘째, 과학교육학부에서 학생 본인의 전공 여부는 학업 성취도에 유의미한 영향을 미치지 않았다. 그러 나 고등학교 과학 선택에서 지구과학 I과 지구과학 II를 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 그리고 미이수 학생보다 높은 학업 성취도를 보여 주었다. 그리고 지구과학 I만 이수한 학생도 고등학교에서 지 구과학을 이수하지 않은 학생보다 높은 학업 성취도 를 보여 주었다. 즉, 고등학교에서 지구과학의 이수 여부가 대학의 지구과학 학습의 성취 수준에 영향을 미치고 있음을 알 수 있다.

    일반지구과학에 대한 개론 강의는 과학교육을 전공 하는 사범 대학 1학년 학생들과 복수 전공을 통해 공통과학 자격증을 취득하려는 예비 교사들 모두에게 과학과 교육과정에서 강조하는 과학에 대한 통합성, 연계성, 기초적인 과학 교과 지식 등을 학습할 있는 중요한 기회이다. 연구 결과에서 분석된 것처럼 고등 학교에서의 과학 선택 과목 이수 여부에 따라 학습 태도와 학업 성취도가 크게 차이 나므로, 이수 여부 에 따라 강의 분반을 정교화 시키고 수준별 강의 내 용이나 난이도 조절을 통해 학업에 대한 흥미를 잃 지 않도록 대학 교육과정을 수정하고 운영을 보완하 는 것이 필요할 것이다.

    사범 대학에서는 지구과학 교사 양성을 위해 천문 학, 지질학, 기상학 등의 교과 내용과 지구과학교육 론, 지구과학 논리 및 논술 등을 필수 교과로 이수하 고 있다. 사범 대학의 예비 지구과학 교사들은 교사 자격증을 취득한 후에 중학교 교사가 될 경우는 지 구과학 이외에 다른 과학 교과를 가르치게 된다. 그 러므로 본인의 전공 이외의 일반지구과학 같은 교과 내용학은 과학 교사의 전문성 개발에서 핵심적인 부 분이다(Kim and Lee, 2006). 대학에서는 고등학교 과학과 교육과정의 개정 내용과 변화의 흐름을 정확 하게 파악하고 과학 또는 지구과학 교사양성 교육과 정에 반영시키는 것이 중요하다. 특히 사범대를 졸업 한 현직 교사들의 의견을 반영하여 고등학교와 대학 교육과정의 간극을 메우기 위한 개선의 노력이 병행 되어야 할 것이다(Han, 2012; Jo, 2013; Kim and Lee, 2006).

    이 연구의 결과를 토대로 사범 대학의 역할과 그 교육과정의 운영에 대한 시사점을 도출할 수 있다. 미래의 학교 현장에서 과학을 담당할 예비 교사의 정체성을 확립하고 그 학습 태도를 향상하기 위해 고등학교 수준에서의 과학 교과목에 대한 교육의 강 화와 과학을 필수적으로 이수하도록 교육과정의 개선 이 필요할 것이다(Han, 2012). 또한 국가 수준의 과 학과 교육과정의 개발 시에 대학의 교육과정과의 연 계성과 위계성을 분석하고 반영할 필요가 있다. 다시 말하면 사범 대학이 그 설립 목적에 부합하는 역할 을 수행하기 위해 중고등학교의 과학과 교육과정과 연계하여 재검토하고 분석하여 교사 양성 교육과정을 수정보완해야 할 것이다. 또한 장기적으로 미래의 교 육을 책임질 사범 대학의 교육과정에 대한 로드맵의 개발과 적용이 요구되어 진다.

    다음으로 과학 교사를 양성하는 사범 대학에서 개 설되는 가장 기초적인 일반지구과학, 일반물리학, 일 반화학, 일반생명과학 등의 강의에서는 학생들의 사 전 이수 여부, 요구, 지식 수준 등을 반영한 교수학 습적 접근이 필요하다. 과학 교사로서 필요한 교과 지식을 사범 대학의 교육을 통해 효과적으로 학습시 킨다는 목표를 달성하기 위해 체계적이고 장기적인 개선점을 도출해야할 것이다. 사범 대학의 교사 양성 교육과정의 개선은 우리나라 전체 과학 교육의 정책 과 교육과정의 틀 속에서 원칙과 기준을 마련하는 것이 선행되어야 할 것이다(Kim and Lee, 2006).

    사 사

    이 논문은 2013학년도 경북대학교 학술연구비에 의하여 연구되었음.

    Figure

    JKESS-38-239_F1.gif

    Example problem questions for the students’ academic assessment.

    Table

    Undergraduate students’ major and selection of earth science I, II in their high school

    Effect of students’ selection of earth science in high school and their major in university on their self-perceived attitude toward general earth science class

    *p< .05

    Post hoc about effect of students’ selection of earth science in high school and their major in university on their self-perceived attitude toward general earth science class

    *: p< .05

    Effect of students’ selection of earth science in high school and their major in university on their examination difficulty in general earth science class

    Effect of students’ selection of earth science in high school and their major in university on their achievement in general earth science class

    *:p< .05

    Post hoc about effect of students’ selection of earth science in high school and their major in university on their achievement in general earth science class

    *: p< .05

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