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ISSN : 1225-6692(Print)
ISSN : 2287-4518(Online)
Journal of the Korean earth science society Vol.41 No.2 pp.176-193
DOI : https://doi.org/10.5467/JKESS.2020.41.2.176

Using Smart Devices in a Future School to Explore the Effects of Science Classes on Positive Science Experiences and Science Learning Identity

Eun-Jeong Yu1*, Kyung Hwa Kim2
1Korea Institute for Curriculum and Evaluation, chungchengbuk-do 27873, Korea
2Changdeok girls’ Middle School, Seoul 04516, Korea
Corresponding author: geoscience@kice.re.kr Tel: +82-43-931-0313
February 19, 2020 April 8, 2020 April 12, 2020

Abstract


The purpose of this study was to explore the effects of science classes on positive science experiences and science learner identity, using smart devices in a future school: C middle school. We conducted a paired t test at the beginning and end of the first school year with first-grade students at the future school to investigate positive experiences with science (Shin et al., 2017). Additionally, first and second-grade students in future schools using smart devices wrote and drew their own depictions in science classes to explore science learner identity, based on a modified analytical framework (Luehmann, 2009). The results show that significant effects on science-related career aspirations, self-concepts, and academic emotions were produced by science classes using smart devices. Science classes using smart devices helped students improve their level of agency and activity, solve problems with immediate and sufficient feedback, and experience meaningful perceptions of the nature of science. On the other hand, if students were immature in terms of their use of smart devices, they felt pressured to participate in the classes. The results of this study can be used as a foundation for designing various classroom contexts for the use of smart devices.



미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학 수업이 과학긍정경험과 과학 학습자 정체성에 미치는 영향 탐색

유 은정1*, 김 경화2
1한국교육과정평가원, 27873, 충청북도 진천군 덕산읍 교학로 8
2창덕여자중학교, 04516, 서울특별시 중구 정동길 2

초록


본 연구의 목적은 미래학교 연구학교인 C 중학교의 스마트 기기를 활용한 과학 수업이 과학긍정경험과 과학 학 습자 정체성에 미치는 영향을 살펴보기 위함이다. 이를 위하여 미래학교 1학년 학생들을 대상으로 입학 당시와 1학년 을 마무리하는 시점에 과학긍정경험(Shin et al., 2017)을 탐색하기 위하여 대응표본 t 검증을 실시하였다. 또한 1학년과 2학년 학생들에게 과학 수업에서의 나의 이미지를 그림으로 그리고 간단히 그림에 대해 서술하도록 하여 수정·보완된 분석틀(Luehmann, 2009)에 의거하여 스마트 기기를 활용한 미래학교의 과학 수업에서 학습자 정체성을 살펴보았다. 연 구 결과 스마트 기기를 활용한 과학 수업을 통해 과학관련 진로포부, 과학관련 자아개념, 과학학습 정서에서 유의미한 효과가 나타났다. 스마트 기기를 활용한 과학 수업은 주체성과 능동성의 수준을 향상시키고, 즉각적이고 충분한 피드백 을 통해 궁금한 것을 해결하고, 과학의 본성에 대한 의미 있는 인식을 경험하는데 도움을 주는 것으로 나타났다. 반면, 스마트 기기를 사용하는데 미숙한 학생들은 수업 시간에 적지 않은 부담감을 느끼는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 향후 이루어질 스마트 기기를 활용한 다양한 수업 맥락을 구상하는데 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.



    서 론

    디지털 원어민(digital native) 세대인 10대는 어린 시절부터 디지털 환경에서 성장하여 디지털 기기를 모국어처럼 자연스럽게 배우며 온라인을 소통과 협업 의 공간으로 여기며(Prensky, 2001), 스마트 폰이라는 만능 도구를 이용하여 언제, 어디서나 학습할 수 있 는 모모(MOre MObile) 세대(Kim, 2014)이다. 이들 은 디지털 이민자(digital immigrant)인 교사 세대와는 달리 글보다는 영상을, 미래의 행복보다는 현재의 행 복을, 만들어진 규칙을 따르는 객체보다는 규칙을 만 드는 주체가 되려는 세대이다(Tamar, 2018).

    세계 여러 나라에서는 교육이 국가의 경쟁력과 선 도적 지위 유지를 위한 핵심 동력임을 인식하고 교 육경쟁력의 원동력을 테크놀로지에서 찾고 테크놀로 지 역량을 교육에 최대한 활용하고자 노력 중이다. 과학기술정보통신부가 2017년 발표한 자료에 의하면 ICT 발전지수i가 세계 2위인 우리나라는 세계적인 테 크놀로지 역량을 갖추고 있다. 그럼에도 불구하고 이 를 학교 교육에 효과적으로 활용하지 못하고 있는 실정이다. 2015년 OECD PISA (Programme for International Student Assessment)의 ICT 친숙도 설 문 결과에 의하면, 우리나라는 학교의 학습 과정에서 스마트 기기의 활용도를 나타내는 ICT 활용 지수는 하위권이며, 학교 내 컴퓨터 1대당 학생 수에 해당하 는 ICT 접근성 지수는 0.371로 OECD 평균 0.767의 절반 수준에 불과하다(Ku et al., 2015). 이러한 상황 에서 OECD의 ‘교육 2030: 미래 교육과 역량(The future of education and skills: the OECD Education 2030 Project)’ 사업은 인공지능 시대, 새로운 인재를 기르는 시대에 학습자에게 기대되는 미래의 핵심 역 량인 창의성, 의사소통 능력, 협업능력, 비판적 사고 력 등을 갖춘 미래학교에 대한 필요성을 부각시킨다.

    Kim et al. (2017)은 미래학교를 미래사회의 관점 에서 예측된 교육의 문제에 대응하고 미래사회에 준 비된 인재를 양성하고자 현재의 학교 환경 및 기술, 교육 및 조직의 변화를 추구하는 학교로 정의하고 있다. 또한 미래학교의 초점은 미래사회보다는 현재 사회이며, 현재 교육의 문제가 해결되는 결과적인 학 교의 모습으로 이해되어야 한다고 강조한다. 미래학 교는 첨단기술의 미래사회 변화에 대응하는 학습자를 육성하는 학교로 인구구조, 사회문화, 과학기술적 특 성의 변화를 반영한 미래형 교육, R&D 성격이 강한 학교로 2030년의 우리나라 학교가 갖추게 될 학습공 간 및 수업과 평가의 모델링 역할을 하게 될 것으로 기대되고 있다.

    이에 세종특별시자치교육청은 2010년부터, 서울특 별시교육청은 2014년부터 본격적으로 시도교육청 차 원의 미래학교 구상안이 마련되기 시작하였다. 2012 년에는 가상현실 체험관과 화상 수업 시스템 및 각 종 정보 통신 기술을 적용한 세종특별자치교육청 참 샘초등학교가 개교하였다(Park, 2016). 2016년에는 첨단 IT 및 디지털 기술을 활용한 교수·학습 방법의 혁신과 미래사회가 요구하는 핵심 역량을 가진 인재 육성을 목적으로 하는 서울특별시교육청 C 중학교를 미래학교로 지정하였고(Seoul Metropolitan Office of Education, 2015), 2020학년도부터는 혁신미래학교로 이름을 변경하고 확대해 시행할 예정이다. 이들 미래 학교는 단순히 정보 통신 기기 등을 활용한 수업이 아니라 첨단기술을 학습에 도입하여 학생들에게 질 높은 수업 및 교육을 하는데 그 목적이 있으며, 혁신 적인 학습 환경을 통해 학교를 학생들이 꿈과 끼를 펼칠 수 있는 공간으로 만들고자 스마트 기기를 활 용한 다양한 수업을 운영하고 있다.

    미래학교에 관한 선행 연구는 주로 미래학교의 비 전, 특성, 발전 방향(Kim, 2011;Kwak et al., 2019) 을 제시하거나, 교사 전문성 및 교육과정, 교수학습 개발(Kim, 2018;Nam et al., 2018;Hong et al., 2019;Park, 2016;Kwak, 2015)에 주는 시사점을 탐 색하거나, 미래학교 개념 및 공간 설계 방향 탐색 (Lim et al., 2019;Kim et al., 2019;Lee and Jang, 2014) 등의 연구가 주를 이룬다. 국내 시도교육청에 서 지정 운영되고 있는 미래학교의 실제 사례를 바 탕으로 한 현장 연구로는 실천가이자 연구자로서의 교사(Lee et al., 2019)에 초점을 맞추거나, 교직원·학 생·학부모 등의 학교 공동체(Lee et al., 2018) 전체의 비전 도출 과정을 탐색하거나, 메이커 교육 프로그램 개발(Lee et al., 2019) 및 교육 공동체의 핵심 가치 역량(Kim et al., 2018) 측정 등 특정 교과 수업 사 례보다는 미래학교 공동체 전체를 대상으로 한 연구 가 주를 이룬다. 미래학교의 과학과 수업 사례를 바 탕으로 한 현장 연구(Yu and Kim, 2019)는 매우 부 족한 편이다.

    최근 2015 개정 교육과정에서 역량 중심 교육과정 을 표방하였으며, 특히 과학 교과에서는 과학적 사고 력, 과학적 탐구 능력, 과학적 문제해결력, 과학적 의 사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력의 다섯 가지 역량을 강조하고 있다. 더욱이 과학과 교육 목 표에서 정의적 영역인 과학에 대한 긍정적 태도를 강조하고 있으며, 국제 학업성취도 평가인 PISA나 TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study)에서 우리나라 학생들의 과학 관련 인 지적 성취와 정의적 성취 간의 커다란 불일치를 극 복하기 위한 노력이 진행 중이다. 이에 국가적 차원 에서 중점 과제로 과학긍정경험 프로젝트를 추진하고 있으며(MOE, 2016), 과학긍정경험 지표를 개발(Shin et al., 2017)하여 과학교육 선도학교를 중심으로 과 학긍정경험을 분석한 사례 연구(Kang et al., 2019;Kwak et al., 2019) 등이 이루어지고 있다. 그럼에도 불구하고 과학교육 선도학교의 또 다른 형태인 스마 트 기기를 활용한 미래학교의 과학수업이 학생의 정 의적 특성과 과학과 핵심역량 제고를 위한 교수학습 을 개선하는데 기여할 수 있는지를 가늠해 본 연구 는 부재한 실정이다.

    과학에 대한 흥미와 진로 관심 등의 과학긍정경험 은 학습자 스스로가 과학학습에 대해 긍정적 정서를 가지고 과학을 즐기며, 과학적으로 역량 있는 사람으 로 자신을 인식하는 과학 정체성(science identity)을 형성해 갈 때 가능하다. 스마트 기기를 활용한 과학 수업 환경이 과학 학습자에게 어떻게 참여와 소외 기제로 작동될 수 있으며, 어떤 과학 학습자를 포용 하고 배제하는지 탐색하기 위해서는 과학 학습자 정 체성을 살펴보는 연구가 필요하다.

    이에 본 연구에서는 수도권 소재 미래학교 연구학 교인 C 중학교의 스마트 기기를 활용한 과학 수업이 학생들의 과학긍정경험에 얼마나 효과적인지 사전·사 후 검사를 통해 거시적으로 분석하는 전통적인 방법 과 더불어, 과학 학습자로서 학생들이 과학 수업에서 어떠한 정체성을 형성하고 있는지 스스로 그린 이미 지를 통해 미시적으로 그 의미를 해석해 보고자 한 다. 이러한 혼합 연구 방법을 사용한 이유는 두 가지 요인에 대한 영향을 양적 분석과 질적 분석을 상호 보완적으로 활용하여 연구 방법의 삼각화(Greene et al., 1989)를 도모하기 위함이다.

    구체적인 연구 문제는 다음과 같다.

    첫째, 스마트 기기를 활용한 미래학교의 과학 수업 은 학생들의 과학긍정경험에 얼마나 효과적인가?

    둘째, 스마트 기기를 활용한 미래학교의 과학 수업 에서 학생들은 과학 학습자로서 어떠한 정체성을 형 성하고 있는가?

    연구 방법

    1. 연구의 맥락

    C 중학교는 2015년 수도권 소재 미래학교 연구학 교이다. 교육부와 미래창조과학부의 핵심정책과 연계 하여 초·중등교육법 제61조 및 동법 시행령 제105조 ‘학교 및 교육과정 운영의 특례’에 따라 자율학교로 인정받아 운영되고 있다. 미래학교는 현재의 학교 환 경 및 기술, 교육 및 조직의 변화 정도에 따라 점진 적 변화와 파괴적 변화 유형으로 나누는데, C 중학 교는 현재의 법과 제도하에서 학교 환경, 교육과정 및 수업, 교사의 역할, 기술 및 인프라를 학교장의 재량권 범위 내에서 변화를 시도하는 점진적 변화 유형에 해당한다(Kim et al., 2017). 학급당 최대 인 원이 20명으로 중학교 1, 2, 3학년 모두 각 4학급으 로 구성되어 있으며, 총 12학급의 전체 학생 수가 200명 이내의 소규모 여학교이다. 학습공간은 무선 네트워크를 자유롭게 활용할 수 있도록 전 교실에 AP 장비를 구축하고 있으며, 학생 1명당 1대의 태블 릿 PC가 구비되어 있을 뿐만 아니라 액션 캠, 3D 프린터, 짐벌, 화상회의 시스템, 컷팅 프린터, 360 o 카메라, 태블릿, VR, 비디오 게임기, 크로마키 장비 등 다양한 기자재를 보유하고 있다. 학습용 태블릿 PC 등을 관리·대여해 주는 테크센터는 정보화기기를 관리하기 위한 공간으로 전문 인력이 상주하고 있다 (Kim et al., 2017).

    본 연구는 2015 개정 교육과정이 중학교 1학년 학 생들에게 처음 적용된 2018년 3월부터 2019년 1월까 지 약 1년 동안 진행되었다. 1학년 1학기는 자유학기 제이며, 3월에는 신입생 대상의 기초역량프로그램이 운영된다. 기초역량프로그램은 미래학교 수업 방식과 테크놀로지 기반의 학습 환경에 적응할 수 있도록 디바이스, 애플리케이션, 운영체제 등을 실습으로 익 히고 미래학교의 물리적 환경을 이해하고 활용할 수 있도록 협업과 체험을 통해 미션을 해결하는 활동이 포함되어 있다. 자유학기제 동안 스마트 기기에 대한 일반적인 활용 방법인 태블릿 PC 사용법, 테크센터 이용법, 엑셀 그래프 제작법, office 365 사용법, 메일 보내는 방법 등 기본적인 디지털 소양 프로그램을 전 교과 시간에 배우며 연습하는 시간을 가진다. 과 학과는 1학년의 경우 주당 3차시, 2·3학년의 경우 주 당 4차시 수업이 이루어지는데, 90분 동안 진행되는 블록타임에 주로 스마트 기기를 활용한 과학 수업이 진행되며, 45분 1차시 수업에 이론 수업을 진행하거 나 수업 내용을 함께 정리하는 시간을 갖는다. 학생 들이 스마트 기기를 이용하여 개별 작업하는 모습은 U-class라는 양방향 솔루션 프로그램을 통해 교사가 바로 확인하고 평가할 수 있다.

    2. 자료 수집

    가. 과학긍정경험

    과학긍정경험(positive science experiences)이란 과 학 및 과학학습에 관련된 학생들의 정의적 영역에 긍정적인 영향을 미치는 경험으로 비인지적, 즉 정의 적 영역으로 구성되며, 이러한 정의적 영역의 긍정경 험은 인지적 성과의 중재 요인으로 작용한다(Shin et al., 2017).

    미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학 수업 전·후 에 학생들의 과학긍정경험 변화 정도를 살펴보기 위 하여 과학긍정경험 검사를 2018년 3월과 2018년 12 월에 1학년 전교생 66명을 대상으로 실시하였다. Table 1에서 보는 바와 같이 과학긍정경험 지표(Shin et al., 2017)는 과학학습 정서, 과학관련 자아개념, 과학학습 동기, 과학관련 진로포부, 과학관련 태도 등 총 5개 영역이며, 각 영역은 5~10개의 소문항, 총 35개의 문항으로 구성되어 있다.

    과학긍정경험 지표는 4단계 Likert 척도 평가이며, 자기 보고형으로 부정문장의 경우 역코딩하여 분석한 다. 정량적 분석을 위해 SPSS 23.0 for Windows를 사용하여 동일한 1학년 학생을 대상으로 대응표본 t 검증을 실시하였다. 사전-사후의 과학긍정경험에 대 한 평균값의 차이가 유의미한 것인지 확인하기 위하 여 유의확률 p 값과 더불어 효과크기 d 값 ( d =  m pre m post σ )을 계산하여 비교 분석하였다. 평균 비교에서 효과크기 d 값이 0이라는 의미는 비교하려 는 집단 사이의 평균이 동일하다는 뜻이다. 효과크기 의 값이 양수이면 비교 집단이 대조 집단보다 평균 값이 크다는 것을 의미하며, 음수이면 비교 집단이 대조 집단보다 평균값이 작다는 것을 의미한다. Cohen은 효과크기 d 값이 0.20이면 small, 0.50이면 medium, 0.80이면 large로 구분하여 설명하였다(Nam, 2015).

    나. 과학 학습자 정체성

    과학 학습자 정체성(science leaner identity)이란 과 학이라는 특정 맥락에서 자신이 누구인지, 무엇을 할 수 있고, 무엇을 하고 싶으며, 무엇이 되고 싶은지에 대한 자각으로(Brickhouse, 2001), 개인의 구성이라기 보다는 특정한 문화적, 역사적, 제도적, 상황 속에서 타인과의 관계에 의해서 형성된다(Enyedy et al., 2006;Gee, 2000).

    미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학 수업에서 과학 학습자로서 어떠한 정체성을 형성하고 있는지 살펴보기 위하여 스마트 기기를 활용한 과학 수업에 서 나의 이미지와 일반 강의식 과학 수업에서 나의 이미지를 자유롭게 그림으로 표현하게 하고, 그림에 대한 간단한 설명을 기술하도록 학생들에게 요청하였 다. 과학 학습자 정체성은 단기간에 고정되어 형성되 는 것이 아닌 오랫동안 역동적으로 구성되어 가는 개념이다. 따라서 과학 학습자 정체성 분석을 위한 그림 그리기는 지식자본으로서 스마트 기기의 사용 기간이나 익숙함 정도에 따라 학습자 정체성 형성 과정이 다른 경로에 있을 수 있다고 판단되었다. 이 에 질적 연구의 타당도를 높이기 위하여 미래학교에 서 스마트 기기를 충분히 활용하여 숙달의 시간을 보낸 2학년 전교생 53명의 학생과 자유학기제를 통 해 스마트 기기에 대한 기본적 양식을 습득한 후 미 래학교 과학 수업을 받은 1학년 전교생 66명, 총 119명을 대상으로 실시하였다.

    Table 2에서 보는 바와 같이 과학 학습자 정체성은 Luehmann (2009)의 과학 학습자 정체성 분석틀을 수 정·보완하여 주체성/능동성의 수준, 인정의 기회, 전 문성의 배분, 피드백의 양과 타이밍, 책임 수준 등으 로 범주화하여 분석하였다.

    이미지는 사람들이 특정 대상에 대해 가지는 지식, 호감, 태도, 감정, 신념, 아이디어 및 인상을 통해 느 껴진 감각적 심상으로(Reynolds and Gutman, 1984), 실제에 대한 주관적 기억이다. 이미지는 대상에 대한 반응을 결정하는 근원이며, 대상에 대한 평가 기준이 되기도 한다(Lee, 2002). 본 연구에서 이미지를 통해 과학 학습자 정체성을 분석한 이유는 설문이나 면담 등 언어적 형태의 조사를 통해 얻을 수 없는 특정 현상이나 사물에 대한 내적 이미지를 제공해 줄 수 있기 때문이다(Scherz and Orenm, 2006). 그림 이외 에도 면담과 e-mail을 활용하여 추가 자료를 수집하 였는데, 이는 학생들이 그린 그림을 더 상세히 파악 하기 위한 보충 자료로 활용되었다. 면담은 자발적으 로 참여 의사를 밝힌 6명의 2학년 학생들을 대상으 로 진행되었으며, 자유롭게 미래학교의 스마트 기기 를 활용한 과학 수업과 일반적인 강의식 과학 수업 에 대한 개인적 의견을 개진하는 시간을 가졌다. 면 담은 개별 혹은 2인 공동으로 30분~1시간 정도씩 1 회 진행되었고, 모든 면담은 동의를 구하여 녹음하여 전사하였다. 그 외에 학생들이 그린 그림과 설명이 모호한 경우에는 e-mail을 통해 학생이 그린 그림에 대한 보충 설명을 추가로 확보할 수 있었다. 학생들 의 과학 학습자 정체성을 분석함에 있어 신뢰도를 높이기 위하여 연구자 삼각화(Paccon, 2002)를 실시 하였다. 즉, 질적 자료를 범주화, 재범주화 하는 과정 에서 서로 다른 해석으로 새로운 의미가 생성되는 것을 방지하기 위해 동료 검토(peer examination)를 수행하였다. 과학교육 박사 2명이 모든 분석 과정에 독립적 혹은 협력적으로 참여하여 분석 과정에서 원 자료의 의미가 훼손되거나 임의적 해석을 하지 않도 록 교차 검토하였다. 1차적으로 학생들이 그린 그림 전체를 과학교육 박사 2인이 각자 검토하여 학생들 에게서 공통적 혹은 개별적으로 나타나는 특징적 요 소들을 추출하여 분석을 위한 초안을 마련하였다. 각 연구자가 추출한 특징적 요소를 2명의 연구자가 서 로 논의하는 과정에서 Luehmann (2009)의 과학 학 습자 정체성 분석틀과 상당히 유사함을 발견하였다. 이에 Luehmann (2009)의 분석틀 각 범주에 연구자 가 독립적으로 추출한 요소들이 어느 범주에 해당하 는지를 찾고 이를 공유하는 과정을 반복적으로 수행 하였다. 이 작업을 통해 분석틀이 수정·보완되었다. 수정·보완된 Luehmann (2009)의 과학 학습자 정체성 분석틀에 따라 각 연구자가 독립적으로 다시 전체 그림을 범주화하여 분석하고, 이를 2명의 연구자가 교차 검토하여, 서로 상이한 부분에 대해 논의 과정 을 거쳐 최종적으로 합의점을 도출해 낼 수 있었다.

    연구 결과

    1. 과학긍정경험

    Table 3에서 보는 바와 같이 과학긍정경험 지표 검 사 점수에 대한 대응표본 t 검증을 실시한 결과 과학 관련 진로포부(Science-Related Career Aspiration)가 t = −3.037로 가장 높게 나타났고, 과학관련 자아개념 (Science-Related Self Concept)이 t = −2.879, 과학학 습 정서(Science Academic Emotion)가 t = −2.465로 총 5개 영역 중 3개 영역에서 미래학교의 스마트 기 기를 활용한 과학 수업의 효과가 통계적으로 유의미 하게 나타났다(p < .05). 이들 영역에서 효과크기 d 값도 모두 0.4 이상으로 미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학 수업이 과학관련 진로포부, 과학관련 자 아개념, 과학학습 정서에 뚜렷하게 교육적인 효과가 나타났음을 보여준다. 반면, 과학학습 동기(Science Learning Motivation)는 t = −0.741, 과학관련 태도 (Science-Related Attitude)는 t = −1.208로 미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학 수업의 효과에서 통계적 으로 유의미한 차이를 발견할 수 없었다(p > .05).

    대응표본 t 검증 결과 통계적으로 유의미한 효과가 나타난 과학긍정경험의 3가지 영역에 해당하는 과학 관련 진로포부, 과학관련 자아개념, 과학학습 정서에 대하여 각각의 소문항을 구체적으로 비교하여 살펴보 면 다음과 같다.

    첫째, 미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학수업 에 대해 유의미한 효과가 가장 높게 나타난 과학관 련 진로포부에 해당하는 5개의 소문항을 살펴보면 Table 4와 같다. 4-1. 과학관련 진로 및 직업에 대해 알게 됨의 경우 총 35문항으로 구성된 과학긍정경 험 지표 중에서 가장 높은 t = −4.307로 나타났으며 (p < .05), d = 0.761로 효과크기도 상당히 크게 나타 났다. 이는 미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학 수업이 과학관련 진로 및 직업에 대해 탐색하는 데 매우 효과적이었음을 시사한다. 이외에도 4-2. 과학관 련 진로 및 직업은 스스로 더 배우고 발전할 기회를 줌(t = −2.707, d = 0.479)과 4-3. 과학관련 진로 및 직 업은 사회적 영향력이 큼(t = −2.159, d = 0.382)도 그 효과가 통계적으로 유의미하게 나타났다(p < .05). 반 면 4-4. 과학관련 진로 및 직업에 흥미를 가지게 됨 (t = −0.885, d = 0.156)과 4-5. 미래에 과학과 관련된 직업을 가지고 싶음(t = −1.090, d = 0.192)은 통계적 으로 유의미한 효과를 발견할 수 없었다(p > .05). 이 는 스마트 기기를 활용한 과학 수업의 장점인 다양 한 정보 탐색, 실시간 과학 이슈 탐색 등을 통하여 과학 관련 진로 및 직업에 대한 이해도가 높아졌음 을 의미한다. 그러나 이러한 긍정적인 과학관련 진로 에 대한 이해도가 자신의 진로 탐색과 직접적으로 연결되지 못한 것으로 보인다.

    둘째, 미래학교의 스마트 기기를 활용한 수업에 대 해 두 번째로 유의미한 효과가 높게 나타난 과학관 련 자아개념에 해당하는 6개의 소문항을 살펴보면 Table 5와 같다. 2-1. 과학 수업 시간에 주어진 과제 및 활동을 잘 해결할 수 있음(t = −2.197, d = 0.387), 2-2. 과학 공부는 쉬운 일임(t = −2.682, d = 0.472), 2-3, 과학은 잘하는 과목 중 하나임(t = −2.401, d = 0.424), 2-4. 과학 수업 시간에 선생님과 친구들로부터 인정 받고 있음(t = −2.231, d = 0.393)의 경우 스마트 기기 를 활용한 미래학교의 과학수업의 효과가 통계적으로 유의미하게 나타났다(p < .05). 반면, 2-5. 과학 수업을 통해 스스로를 쓸모 있는 사람이라고 느낌(t = −1.640, d = 0.289)과 2-6. 과학 수업은 스스로에게 만족할 수 있게 해줌(t = −1.845, d = 0.325)의 경우는 통계적으 로 유의미한 효과를 발견할 수 없었다(p > .05). 이는 미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학수업이 학생들 에게 자신을 과학을 즐기는 또는 과학에 역량이 있 는 사람으로 인식할 수 있도록 의미 있는 인정의 기 회를 제공하고, 이로 인해 긍정적인 과학관련 자아개 념을 형성할 수 있었음을 시사한다. 그러나 자신을 쓸모 있는 사람으로 여기거나 수업이 스스로에게 만 족스럽게 다가오는데 한계점이 있었던 것으로 보인다. 이는 스마트 기기를 활용하면서 나타나는 기기의 오 작동이나 사용자의 미숙함으로 인해 스마트 기기와 의사소통하는데 좌절감이나 스트레스가 공존했을 수 도 있음을 반영하는 것으로 판단된다.

    셋째, 미래학교의 스마트 기기를 활용한 수업에 대 해 세 번째로 유의미한 효과가 높게 나타난 과학학습 정서에 해당하는 6개의 소문항을 살펴보면 Table 6과 같다. 1-3. 과학 수업이 재미있음(t = −3.504, d = 0.615) 은 전체 35개의 과학긍정경험 지표 문항 중 두 번째 로 효과가 높게 나타난 문항으로 미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학 수업에서 매우 효과적이었음을 알 수 있다. 그 외에도 1-1. 과학 수업이 즐거움(t = − 2.334, d = 0.410), 1-4. 과학 수업이 지루하지 않음 (t = −2.417, d = 0.426)의 경우 스마트 기기를 활용한 미래학교의 과학수업의 효과가 통계적으로 유의미하 게 나타났다(p < .05). 반면, 1-2. 과학수업이 만족스러 움(t = −1.139, d = 0.200), 1-5. 과학 수업이 짜증나거 나 귀찮지 않음(t = −1.637, d = 0.289), 1-6. 과학수업 시 간이 불안하거나 초조하지 않음(t = −0.977, d = 0.172)의 경우는 통계적으로 유의미한 효과를 발견할 수 없었 다(p > .05). 이는 미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학수업이 학생들에게 지루하지 않고 즐거운 경험이 될 수 있었지만, 스마트 기기를 활용하면서 나타나는 부가적인 수고스러움과 자신이 취득한 정보의 정확성 이나 깊이에 대한 불신임 등이 과학학습 정서에 부 정적인 영향을 준 것으로 생각된다.

    한편, 대응표본 t 검증 결과 통계적으로 유의미한 효과가 나타나지 않은 과학긍정경험의 2가지 영역에 해당하는 과학학습 동기, 과학관련 태도에 대하여 각 각의 소문항을 구체적으로 비교하여 살펴보면 다음과 같다.

    첫째, 미래학교의 스마트 기기를 활용한 수업에 대 해 통계적으로 유의미한 효과가 나타나지 않은 과학 학습 동기에 해당하는 10개의 소문항을 살펴보면 Table 7과 같다. 소문항 10개 항목이 모두 유의확률 p > .05로 통계적으로 유의미한 효과를 발견할 수 없 었으며, 효과크기 d 값도 0.023~0.263으로 낮게 나타 났다. 이는 미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학수 업이 외재적인 동기 유발에서 머물지 않고 내재적인 동기 유발까지 이어지기 위해서는 보다 세심한 교수· 학습 전략과 설계가 필요함을 시사한다.

    둘째, 미래학교의 스마트 기기를 활용한 수업에 대 해 통계적으로 유의미한 효과가 나타나지 않은 과학 관련 태도에 해당하는 8개의 소문항을 구체적으로 살펴보면 Table 8과 같다. 비록 과학관련 태도 전체 영역에 대해서는 통계적으로 유의미한 효과가 없었지 만, 예외적으로 5-5. 과학수업 시간이 늘어나는 것은 바람직함(t = −2.474, d = 0.436)의 경우 스마트 기기 를 활용한 미래학교의 과학수업의 효과가 통계적으로 유의미하게 나타났다(p < .05). 그러나 나머지 7개 항 목은 모두 유의확률 p > .05, 효과크기 d 값도 0.001~0.224로 통계적으로 유의미한 효과를 발견할 수 없었다. 특히 5-1. 과학은 이 세상을 더욱 살기 좋은 곳으로 만드는 데 도움이 됨의 경우(t = 0.004, p > .05) 전체 35개의 과학긍정경험 지표 문항 중 d = 0.001로 효과크기가 가장 낮게 나타난 문항이었다. 미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학수업이 학생들 에게 과학 수업 시간이 늘어나길 바라는 긍정적인 측면이 있다는 점은 스마트 기기를 활용하는 수업 시간에 대한 학생들의 긍정적인 선호도를 보여준다. 그러나 이러한 선호도가 궁극적으로 과학에 대한 태 도 변화까지 이어지지는 못하고 있음을 알 수 있다.

    2. 과학 학습자 정체성

    스마트 기기를 활용한 과학 수업에서의 나와 일반 강의식 과학 수업에서의 나에 대한 이미지를 1·2학년 학생들에게 자유롭게 그림으로 표현하게 하고 간단히 설명을 기술하도록 하였다. 총 119명(1학년 66명, 2 학년 53명)을 연구 대상으로 그림 그리기를 요청한 결과, 일부 학생들이 그림 없이 글로만 서술하거나 학기말 체험학습 등으로 부재하여 결과적으로 1학년 은 48명, 2학년은 40명으로 총 88명의 학생 그림을 확보할 수 있었다. 이에 88명의 학생이 제출한 그림을 분석 대상으로 하여 수정·보완된 Luehmann (2009)의 과학 학습자 정체성 분석틀에 의거하여 분석하였다. 그 결과 다음과 같이 스마트 기기를 활용한 과학 수 업의 나의 이미지에서 몇 가지 주목할 점이 나타났 다. 일반 강의식 과학 수업에서의 나의 이미지와는 다르게 주체성/능동성의 수준, 인정의 기회, 전문성의 배분, 피드백의 양과 타이밍, 책임의 수준 등이 스마 트 기기를 활용한 과학 수업에서 긍정적으로 묘사되 어 있었다. 학생의 그림에서 나타난 특징을 분석틀에 의거하여 각각의 범주에 해당되는 것을 중복 표기한 결과 Table 9와 같았다.

    Table 9에서 보는 바와 같이 스마트 기기를 활용한 과학 수업에서의 나를 묘사하는 데 과학 학습자 정 체성 범주 중 1학년과 2학년이 모두 동일하게 주체 성/능동성의 수준(level of agency & activity) >피드 백의 양과 타이밍(amount and timing of feedback) > 의 미 있는 인정/인식의 기회(opportunities for meaningful recognition) >전문성의 배분(distribution of expertise) >책 임의 수준(level of accountability)의 순으로 일반 강의식 과학 수업에서와는 달라진 자신의 이미지를 표현하는 경향이 나타냈다. 다만 스마트 기기를 더 익숙하게 사용할 수 있는 2학년의 경우 1학년보다 모든 범주 에서 더 높은 비율을 보여주었다. 특히, 스마트 기기 를 활용한 과학 수업에서 과학 학습자로서 주체성과 능동성의 수준이 향상된 것을 묘사한 학생들이 1·2학 년 모두 50%가 넘는 것으로 보아 스마트 기기를 활 용한 과학 수업에서 학습자들은 일반 강의식 과학 수업에서보다 더 적극적이고 능동적으로 수업에 임하 고 있음을 알 수 있다. 또한 1학년 41.7%와 2학년 62.5%의 학생들이 스마트 기기를 활용하여 궁금한 것을 바로 검색하여 즉각적으로 찾아볼 수 있다고 하였다. 이는 일반 강의식 수업에서 선생님께 질문하 지 못하여 모르는 것을 해소하는 데 어려움이 있거 나 아예 질문 자체를 포기해 버렸던 자신의 이미지 와는 다른 점으로 인식하고 있음을 알 수 있다. 특히 2학년의 경우 1학년에 비해 높은 비율로 일반 강의 식 수업에서보다 스마트 기기를 활용한 과학 수업에 서 의미 있는 인식/인정의 기회를 경험하고 있음을 알 수 있다(1학년 14.6%, 2학년 45.0%). 이는 의미 있는 인식/인정의 기회는 스마트 기기라는 도구의 사 용이 충분히 익숙해진 이후에 주로 나타나는 과학 학습자 정체성 범주인 것으로 판단된다. 전문성의 배 분과 책임감의 수준도 2학년이 1학년보다 스마트 기 기를 활용한 과학 수업에서 더 자주 느끼는 과학 학 습자 정체성 범주인 것으로 나타났다. 다만, 다른 범 주와 비교하면 상대적으로 낮은 비율인 1학년은 2.1~8.3%, 2학년은 12.5~27.5%를 보여주었다. 한편, 학생의 그림을 살펴보면 1학년은 종이로 출력된 설 문지에 직접 손으로 그린 그림을 제출하는 경우가 일반적이었으나, 2학년은 능숙하게 다양한 방법으로 스마트 기기를 활용하여 디지털화된 그림을 그려서 자신의 의사를 표현하는 경우가 대부분이었다. 이는 2학년의 경우 2년에 걸쳐 다양한 교과의 수업활동을 통하여 웹툰 그리기, 카드 뉴스 만들기, 인포그래픽 만들기 등의 경험으로 그림을 자유자재로 그리는 디 지털 역량이 높아졌음을 보여주는 사례이다.

    이상에서 살펴본 1·2 학년 학생들의 과학 학습자 정체성에 긍정적인 영향을 준 범주의 경향성을 바탕 으로 스마트 기기를 활용한 과학 수업에서의 나의 모습을 묘사한 그림 사례를 통해 보다 구체적으로 학습자 정체성의 현 상태를 살펴보면 다음과 같다.

    첫째, 학생들이 스스로 과학 학습자로서 정체성을 형성해 가는 작업(Identity work)에 속하는 주체성/능동 성의 수준(Level of agency & activity)과 의미 있는 인 식의 기회(Opportunities for meaningful recognition)에 해당하는 그림 사례를 보면 Table 10과 같다.

    우선, 주제성/능동성의 수준과 관련된 그림과 서술 을 살펴보면, ‘활발한 수업 분위기’, ‘스스로 학습하 는 느낌이 든다’, ‘스마트 기기로 수업하면 하나의 역할을 가지게 된다’, ‘졸지 않는다’, ‘재미있고, 흥미 가 생긴다’, ‘집중이 잘되고 호기심 있게 바라본다’, ‘열심히 한다’ 등과 같은 표현이 자주 등장하는 것 을 발견할 수 있었다. Table 10에서 보는 바와 같이 일반 강의식 수업과는 달리 스마트 기기를 활용한 과학 수업에서 수업에 임하는 자세와 표정이 밝아진 것을 확인할 수 있다. 일반 강의식 수업에서 학생들 은 꾸벅꾸벅 졸고 있는 자신의 모습이나 한 귀로 듣 고 한 귀로 흘려버리는 수동적이거나 무기력한 모습 을 묘사한 반면, 스마트 기기를 활용한 수업에서는 바른 자세로 눈을 반짝이면서 집중해서 자신이 무언 가를 하는 능동적인 모습을 묘사하고 있다.

    다음은 주체성과 능동성 수준에서 달라진 자신의 이미지를 서술한 학생 글의 일부를 나타낸 것이다. 주목할 점은 학생의 글에서 언급된 바와 같이 스마 트 기기 활용으로 인한 주체성과 능동성이 자칫 학 생들에게 스마트 기기를 활용하여 학습 이외의 다른 것(셀카, 게임, SNS 등)을 할 수 있는 유혹의 소지가 될 수 있음을 유의할 필요가 있다.

    스마트 기기로 수업을 하면 수업이 더 재미있어지고, 학생들이 수업에 임하는 자세가 좋아져 지금 배우는 개념들에 대해서 더 깊이 파고들어 검색을 할 수 있는 것이다. 그러나 단점은 스마 트 기기를 이용해 다른 행동을 하는 학생들이 많다는 것이다.

    - 1학년 35번 학생의 글 -

    수업을 스마트 기기로 이어나가며 과학의 묘한 재미를 느끼는 모습입니다. 또한 얼굴의 입꼬리가 하늘로 솟아오르는 것을 보 면 굉장히 즐거워하며 즐기는 모습을 포착할 수 있습니다. 학 생들에게 스마트 기기를 많이 활용할 수 있는 기회를 주셨으 면 좋겠습니다. 왜냐하면 C 중학교 학생들 모두는 스마트 기 기의 사용에 즐거움과 재미를 이미 느끼고 있기 때문입니다. 지금의 수업 방식. 너무 좋은 것 같습니다. 과학과 스마트 기 기의 콜라보레이션 너무 완벽 그 자체인 것 같습니다. 재미없 게 여겼던 과학에 어느 날 살며시 들어온 스마트 기기란 존재. 너무 저희들에겐 동아줄과 같은 존재인 것 같기도 합니다.

    - 2학년 28번 학생의 글 -

    다음으로 의미 있는 인정/인식의 기회와 관련된 그 림과 서술을 살펴보면, ‘놀라움’, ‘신기함’, ‘내 자신 이 멋져 보임’ 등과 같은 표현이 등장하는 것을 발견 할 수 있었다. Table 10에서 보는 바와 같이 일반 강 의식 수업과는 달리 스마트 기기를 활용한 수업에서 학생들의 표정이 더 살아있으며, 수동적으로 교사의 설명을 듣거나 개인적으로 이해하는 차원에서 넘어가 는 것이 아니라 다른 학생들과 상호작용하면서 보다 자신의 생각을 자신 있게 표현하고 있다. 이는 스마 트 기기를 활용한 수업에서 의미 있는 의사소통의 기회가 확대될 가능성에 주목해야 할 것이다. 또한 교과서에 언급된 과학 지식이 절대 불변의 진리라기 보다는 현재도 계속 연구가 진행 중인 잠정적 개념 이라는 과학의 본성에 대해 자연스럽게 깨닫게 되는 기회가 되었던 점은 매우 의미 있는 인식의 기회라 고 보여진다.

    스마트 기기를 활용한 수업의 가장 큰 장점은 자유로운 조사 를 통해 수많은 정보를 얻을 수 있다는 것이다. 교과서와 교 실에 갇혀 있는 수업이 아닌 세상으로 나아갈 수 있는 길을 스마트 기기가 마련해 준다는 것이 스마트 기기를 활용한 과 학수업의 가장 큰 장점 같다. 스마트 기기를 활용하여 그 정 보가 세상에서 어떻게 쓰이는지 알게 되면 세상에 대한 지식, 흥미 같은 감정을 얻어 공부를 계속할 수 있도록 동기부여가 될 것 같기 때문이다. 나는 우리가 배우는 과학 지식들이 많 은 곳에서 쓰이고 만약 ‘설’이라면 그와 관련된 연구가 계속되 고 있다는 사실들을 스마트 기기를 통해서 알 수 있었던 점이 가장 도움이 되었다. 가장 큰 단점은 컴퓨터를 잘 못 다루는 학생들이 처음에 조금 힘들 것 같다는 점이다. 지금은 이런 식의 수업을 2년 동안 들었기 때문에 많이 배우고 적응하였지 만 C 중학교에 갓 입학했을 때에는 컴퓨터를 잘 다루지 못해 서 헤맸던 기억이 있다.

    - 2학년 18번 학생의 글 -

    둘째, 주변의 지지나 자원에 의해 학생들이 과학 학습자로서 정체성을 형성할 수 있도록 도와주는 조 력(Identity support)의 범주에 속하는 전문성의 배분 (Distribution of expertise), 피드백의 양과 타이밍 (Amount and timing of feedback)에 해당하는 그림 사례를 보면 Table 11과 같다.

    우선, 전문성의 배분과 관련된 그림과 서술을 살펴 보면, ‘교과서에 나와 있지 않은 정보’, ‘더 많은 예 시와 자세한 설명’, ‘새로운 것을 직접 보고, 듣고, 체험해 보니까 더 깊이 알 수 있다’와 같은 표현이 주로 등장하는 것을 발견할 수 있었다. Table 11에서 보는 바와 같이 일반 강의식 수업과는 달리 스마트 기기를 활용한 수업에서 학생들은 교과서에 없는 새 로운 정보를 확인할 수 있는 점이 가장 큰 장점인 것으로 서술하고 있었다. 일반 강의식 수업에서는 정 보의 양이 교과서로 한정되어 있어 수렴적인 학습을 해야 한다면, 스마트 기기를 활용한 수업의 경우 정 보의 바다에서 발산적인 학습이 가능하다는 점을 장 점으로 묘사하고 있었다. 그러나 아래 학생의 글에서 언급된 바와 같이 다양한 정보로부터 내용의 정확성 과 깊이를 보장받기 위해서는 교사의 안내와 지도가 필요할 것이다. 신뢰할 수 있는 정보를 취사선택 할 수 있는 학생들의 정보 검색 소양이 필요할 것으로 보인다.

    스마트 기기를 사용하면 꽉 막힌 교과서만을 주구장창 보는 게 아니라 우리가 다양한 정보들을 찾아보니까 새로운 것들을 서로 나눠서 배울 수도 있고 몰랐던 정보들을 알아가는 시간 이 된다. 지루한 강의식 수업만 듣는게 아니고 자신이 배운 것을 스스로 그림도 그리며 정리도 하고 실험도 스마트 기기 를 사용하여서 더 다양한 실험을 할 수 있어서 수업을 더 재 미있게 들은 것 같다.

    - 2학년 13번 학생의 글 -

    가장 도움이 되었던 점은 과학 교과서로만 공부해서는 기억이 나지 않는 데 여러 가지 활동들을 해보고 실생활에서도 사용할 수 있는 것들도 배울 수 있어서 내 상식을 더 쌓을 수 있는 점 이 좋다고 생각한다. 그래서 친구들이 어떤 말을 할 때에도 ‘이 거 과학에서 배운 건데’라고 기억을 하는 친구들이 많다. 아쉬운 점은 교과서 사용이 다른 과목보다는 많지만, 혹시나 다른 학교 에서는 보고 넘어가는 부분을 놓치고 있나 불안하다.

    - 1학년 15번 학생의 글 -

    다음으로 피드백의 양과 타이밍에 관련된 그림과 서술을 살펴보면, ‘선생님에게 질문하기 어려운 질문 을 인터넷에 물어보면 나와 있기 때문에 도움이 된 다’, ‘모르는 단어를 검색하여 알 수 있다’, ‘부끄럼을 많이 타는 스타일이어서 강의식 수업에서는 질문을 못 할 때도 있는데 스마트 기기를 활용하면 도움이 많이 된다’, 등과 같은 표현이 등장하는 것을 발견할 수 있었다. Table 11에서 보는 바와 같이 일반 강의 식 수업과는 달리 스마트 기기를 활용한 수업에서 학생들은 모르는 단어를 바로 찾고, 이해되지 않는 부분에 대해 인터넷에 물어보거나 필요한 정보를 즉 각적으로 찾아볼 수 있는 점에 대해 스마트 기기의 도움을 상당히 많이 받고 있음을 알 수 있었다. 다음 은 피드백의 양과 타이밍 측면에서 달라진 자신의 이미지를 서술한 학생 글의 일부를 나타낸 것이다.

    그냥 이론만 공부하면 내가 상상할 수 없을 것 같은데 인터넷 으로 찾아보고 그림도 그려보고 하니까 이런 거구나 하고 알 수 있었다. 교과서만 보면 금방 까먹을 수 있는데 영상이나 그림은 더 오래 기억에 남는다. 그래서 더 좋았던 것 같다. 가 장 큰 장점은 ‘미래를 대비할 수 있다.’라는 것이고 가장 큰 단점은 ‘컴퓨터가 익숙하지 않은 친구들에게는 좀 힘들 수도 있다.’라는 것입니다.

    - 2학년 17번 학생의 글 -

    가장 큰 장점은 이해되지 않았던 부분을 검색해서 찾아볼 수 있다는 점이고 또한 가상으로 체험도 할 수 있다는 점에서는 가장 큰 장점일 거라고 생각한다. 스마트 기기를 이용해서 다 른 학교 아이들보다 더욱 풍성한 과학 지식과 과학에 대한 이 해가 더더욱 풍성해진 것 같다. 또한 스마트 기기를 사용하지 않았을 때에는 지루하고 무슨 내용인지 잘 이해도 안 갔는데 스마트 기기를 사용해 찾아보고 체험해 보니까 지루하지도 않 고 이해도 훨씬 잘 간 것 같다.

    - 1학년 31번 학생의 글 -

    셋째, 학생들이 과학 학습자로서 정체성을 형성해 가는데 학습 공동체로부터 받는 기대(Identity expectation) 의 범주에 속하는 책임감의 수준(Level of accountability)에 해당하는 그림 사례를 보면 Table 12와 같다.

    책임감의 수준과 관련된 그림과 서술을 살펴보면, ‘스마트 기기 사용을 잘하지 못하니까 더 열심히 한 다’, ‘하나를 놓치면 다음 단계로 넘어가지 못하니까 집중한다’ 등과 같은 표현이 등장하는 것을 발견할 수 있었다. Table 12에서 보는 바와 같이 일반 강의 식 수업과는 달리 스마트 기기를 활용한 수업에서 학생들은 주어진 것을 그냥 따라가는 것이 아니라 교사는 촉진자일 뿐이고 자신의 역할에 따라 상당히 다른 결과가 나타날 수 있다는 점을 인식하고 수업 의 주체로서 책임을 다하는 모습을 묘사하고 있었다. 그러나 다음 학생의 글과 같이 이러한 책임 의식이 디지털 소양이 부족한 경우에는 스트레스나 불안감으 로 작용할 수도 있음을 주목할 필요가 있다.

    선생님은 내가 찾은 정보에 더 말해주는 역할로 바뀌었고 더 즐겁게 과학수업을 할 수 있었다. 학생들이 활동할 수 있는 활동범위가 더 넓어짐에 따라 학생들 또한 수동적(강의식) 수 업에 물들어 배우고 싶은 열정이 사라지는 것이 아니라 보다 능동적인 수업으로 많은 정보를 찾아볼 수 있는 태블릿으로 더 찾아보고 싶은 열정이 생긴다. 그리고 직접 해보고 공부하 는 수업이 강의식 수업보다 학습 목표나 수업의 중점적인 부 분들을 파악하기는 쉽지 않지만, 오히려 더 탐구하는 능력을 기르며 수업의 본질적인 목표 중 하나인 탐구측면에서 효율적 인 수업이 이뤄지고 있는 것 같다.

    - 2학년 8번 학생의 글 -

    기계를 그렇게 잘 다루는 편도 아니어서 기를 쓰면서 하고 그 래서 눈이 충혈되고 목이 구부정한 모습이 된다. 태블릿을 사 용할 때는 처음 시작부터 기가 소진된 느낌이 든다.

    - 1학년 2번 학생의 글 -

    결론 및 제언

    본 연구의 목적은 수도권 소재 미래학교 연구학교 인 C 중학교의 스마트 기기를 활용한 과학 수업이 과학긍정경험과 과학 학습자 정체성에 미치는 영향을 살펴보기 위함이다. 이를 위하여 미래학교 1학년 학 생들을 대상으로 입학 당시인 2018년 3월과 1학년을 마무리하는 시점인 2018년 12월에 과학긍정경험 지 표 검사(Shin et al., 2017)를 실시하였다. 또한 과학 학습자 정체성 분석틀(Luehmann, 2009)을 수정·보완 하여 스마트 기기를 활용한 미래학교의 과학 학습자 로서 어떠한 정체성을 형성해 가는지 살펴보았다. 이 를 위해 스마트 기기 활용 기간에 차이가 있는 1학 년과 2학년 학생들을 대상으로 스마트 기기를 활용 한 과학 수업과 일반적인 과학 수업에서의 나의 이 미지를 그림으로 그리고 그림에 대해 간단히 서술하 도록 하였다. 학생들이 가진 지식자본인 스마트 기기 를 활용하여 미래학교의 과학 수업이 과학긍정경험과 과학 학습자 정체성 형성에 미치는 영향을 살펴본 결과 다음과 같았다.

    첫째, 스마트 기기를 활용한 미래학교의 과학 수업 에서 유의미한 효과가 가장 높게 나타난 영역은 과 학긍정경험 측면 중에서 과학관련 진로포부였고, 과 학관련 자아개념과 과학학습 정서에서도 교육적인 효 과가 유의미하게 나타났음을 보여주었다. 그러나 과 학관련 진로포부의 경우, 스마트 기기를 활용한 수업 을 통해 다양한 정보 탐색, 실시간 과학 이슈 탐색 등을 통하여 과학 관련 진로 및 직업에 대한 이해도 가 자신의 과학 진로 선호도와 직접적으로 연결되지 않는 한계점이 노출되었다. 과학관련 자아개념의 경 우, 스마트 기기를 사용하면서 자신을 과학에 역량 있는 사람으로 인식할 수 있는 의미 있는 인정의 기 회를 통해 긍정적인 자아개념을 형성할 수 있었다. 동시에 스마트 기기의 사용 미숙이나 기계적 오작동 으로 인해 느끼는 좌절감이나 스트레스가 공존할 가 능성을 엿볼 수 있었다. 과학학습 정서의 경우, 스마 트 기기를 활용한 과학 수업에서 수업의 즐거움과 재미를 느껴 상당히 몰입할 수 있는 긍정적인 측면 도 있었지만, 스마트 기기 사용으로 인한 수고스러움 이나 자신이 취득한 정보의 정확성이나 깊이에 대한 불신임 등이 나타나는 것을 발견할 수 있었다. 한편, 과학학습 동기와 과학관련 태도 영역에서는 미래학교 의 스마트 기기를 활용한 수업의 유의미한 효과를 발견할 수 없었다. 이러한 결과는 스마트 기기의 활 용이 외재적인 동기 유발에 머무르지 않고 내재적인 동기 유발로 이어져 궁극적으로는 과학관련 태도 변 화까지 가능하도록 보다 세심한 교수·학습 전략이 필 요함을 시사한다.

    둘째, 스마트 기기를 활용한 미래학교의 과학 수업 은 과학 학습자 정체성 중에서 주체성과 능동성 수 준에 가장 긍정적인 변화를 보여주었다. 스마트 기기 를 활용하여 즉각적이고 충분한 피드백을 통해 궁금 한 것을 바로 해결하였다. 또한, 수업에 더 적극적으 로 참여할 기회를 얻고, 일반적인 과학 수업보다 적 극적으로 의사소통하면서 자신이 유의미한 존재로 인 정받는 느낌을 경험하는 것으로 나타났다. 교과서에 나와 있지 않은 다양하고 실용적인 과학 정보를 접 하면서 과학이 삶에 가까이 있고, 과학 개념이 절대 불변의 것이 아니라 계속 연구·발전하는 잠정적이라 는 과학의 본성을 깨달을 기회를 얻었다. 무엇보다 교사를 촉진자로서 여기며 본인의 역할과 책임에 따 라 수업의 결과가 달라진다는 점을 인식하는 등 긍 정적인 과학 학습자로서의 정체성을 형성해 가고 있 었다. 한편, 일부 학생들은 스마트 기기를 활용하다 보면 수업 이외의 것이 하고 싶어지는 욕구가 일반 적인 과학 수업보다 크고, 다양한 정보의 출처 및 정 확성과 깊이 등에 의문을 제시하는 경우도 있었다. 이러한 결과는 스마트 기기를 활용한 수업에서 교사 의 안내와 지도가 더 전문적으로 이루어져야 하며, 학생들의 정보 탐색 소양을 높이는 방안이 필요함을 시사한다.

    본 연구 결과는 미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학 수업은 교수·학습의 방법론적 도구로서 과학 수 업을 보다 자기 주도적으로 개인의 필요를 충족시키 며, 의미 있는 학습을 가능하게 만들어 줌과 동시에 미래를 준비할 가능성을 보여주었다. 이는 앞으로 교 육 현장에 도입될 스마트 기기를 활용한 다양한 수 업 맥락을 의미 있게 구성하는데 기초 자료로 활용 될 수 있을 것이다.

    이상의 연구 결과를 토대로 함의 및 후속 연구를 제안하면 다음과 같다.

    첫째, 스마트 기기라는 청소년의 지식자본을 활용 한 과학 수업에서 물리적으로 유사한 환경에 놓여 있는 것처럼 보이는 학생들에게 스마트 기기 활용 수업이 강점 혹은 결핍으로 작용할 수 있음을 확인 할 수 있었다. Hwang (2018)이 언급한 것처럼 과학 교실의 다양한 학습 맥락에서 학생들이 주체성을 획 득하거나 반대로 소외되는 문화적 기제와 관련된 연 구가 더욱 이루어져야 할 것이다.

    둘째, 미래학교의 스마트 기기를 활용한 과학 수업 에서 Basu and Barton (2007)이 언급한 혼성 공간 창출의 가능성을 물리적, 정치적, 교수법적 측면에서 확인할 수 있었다. 스마트 기기라는 물리적 도구가 학생들에게 공동 학습자로서 위치성(positioning)을 부여해 주어 교사를 촉진자로서 기대하는 상황을 확 인할 수 있었다. 스마트 기기를 활용한 과학 수업에 서 학생들은 인정의 기회를 경험하면서 수업에 적극 적으로 참여하는 경향을 보여주었다. 이처럼 과학학 습 맥락에서 학생 참여가 가치 있는 방식으로 수용될 수 있는 혼성적 의미 창출의 공간(Yu et al., 2008)이 마련되어야 할 것이다.

    Figure

    Table

    Positive Science Experiences (from Shin et al., 2017, p. 346.)

    Science learner identity (modified from Luehmann, 2009)

    Pre-Post test results of positive science experiences

    Pre-Post test results of science-related career aspiration

    Pre-Post test results of science-related self concept

    Pre-Post test results of science academic emotion

    Pre-Post test results of science learning motivation

    Pre-Post test results of science-related attitude

    Analysis of Science learner identity unit: person (%)

    Examples of pictures related to identity work

    Examples of pictures related to identity support

    Examples of pictures related to Identity expectations

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