초등학교 교사의 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업 경험에 관한 현상학적 연구 :Phenomenological study on elementary school teachers’ experiences on system thinking-based scientific inquiry class

김형욱

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김형욱 (경북대학교, 경북대학교 교육대학원)

지도교수: 이효녕

발행연도: 2018

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

초등학교 교사의 시스템 사고를 적용한 과학 교수 경험에 대한 현상학적 연구

김형욱 , 이효녕 한국지구과학회지 2019.01 학술저널

2018

초등학교 교사의 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업 경험에 관한 현상학적 연구

김형욱 2018.01 학위논문

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4차 산업혁명 시대를 앞두고 있는 학생들은 복잡한 문제를 이해하고 해결하기 위해서 시스템 사고 능력이 필연적으로 요구되지만 현행 교육과정 상에서는 시스템 사고를 다루고 있지 않아 학생들이 시스템 사고를 접할 수 있는 기회가 부족하다. 더욱이 교사들도 생소한 경우가 많아 과학 탐구 수업에서 활용하기에 좋은 수업 방법임에도 불구하고 실제 교육현장에서 수업에 적용되는 경우는 드물다. 이 연구는 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행한 초등학교 교사들의 수업 경험을 현상학적 방법을 활용하여 이해해 보고자 하였으며, 공통적으로 의미 있게 선정된 주제인 교사의 역할, 교사의 어려움, 교사에 주는 의미를 분석하여 보았다. 이를 위해 교사 4명을 연구 대상자로 선정한 후, 심층면담을 진행하였는데, 사용한 질문은 Seidman(1998)과 Schuman(1982)이 제시한 3단계 면담법을 연구 주제에 맞게 재구성하였으며, Giorgi(1985)의 현상학적 체험연구 방법 4단계를 적용하였다.
이 연구의 결과를 정리하면 첫째, 교사들은 수업 중에 시스템 사고를 촉진시키는 확산적 발문을 의도적으로 많이 했다. 확산적 발문은 학생들의 사고 활동을 자극하게 되고 더 나아가 학생들의 시스템 사고를 자연스레 이끌어내는데 필수적인 방법 중 하나이다. 또, 학생들의 자기주도적인 과학 탐구 활동을 위해 학생 중심의 물리적, 심리적인 환경을 조성해야 하는데 교사의 수용적인 분위기 조성 및 상호작용적 환경은 시스템 사고에 긍정적 영향을 미치는 것으로 나타났다. 하지만 교사는 익숙하지 않은 시스템 사고 과학 탐구 수업의 원활한 적용을 위해서 학생들에게 수업시간과 별도로 사전 교육이 필요하다 했고, 교육과정 재구성을 통한 새로운 접근 방법을 찾았다.
둘째, 교사들은 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행하는 과정에서 교수·학습 예시 자료의 부족과 수업 주제 선정의 어려움을 언급하였다. 또한 보편적으로 사용되는 평가 도구와 방법이 없어 학생들의 학습 내용과 과정을 올바르게 평가하는 것이 어렵다고 지적하였다. 구체적 조작기에 머물러 있는 초등학생들의 탐구 활동 능력 부족으로 시스템 사고를 기반으로 한 과학 탐구 수업의 효과를 극대화 시키는데 한계가 있는 것으로 나타났다.
셋째, 교사들은 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행하고 준비하면서 통합적으로 과학을 바라 볼 수 있는 시각을 형성하게 되어 다양한 분야와의 통합을 수업시간 중에 실천할 수 있게 되었다. 그리고 학생들과의 원활한 상호작용으로 활기차고 즐거운 분위기를 만들었으며, 자연스레 교사 자기 효능감의 증가로 이어지기도 하였다. 마지막으로 구성주의에 입각한 수업 활용의 가능성을 보아 교사들에게 학생이 중심이 된 능동적인 수업의 의미를 되새겨보게 하였다.
이 연구를 통해 초등학교 교사들은 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행하는 과정에서 여러 역할을 하고 있었으며, 어려움을 겪으면서도 더 나은 수업 방향을 위해 많은 생각과 나름의 의미를 찾고 있었다. 이 연구를 통해 시스템 사고 수업에 관한 초등학교 교사들의 생각을 알아보았기에 앞으로 수업 현장에서 시스템 사고를 적용하는 데에 큰 도움이 되리라 생각된다.

With the advent of the Fourth Industrial Revolution era, the system thinking ability is necessarily required for students to understand and resolve complex problems, however, they have few opportunities to be exposed to such a system thinking, since the current curriculum does not deal with it. Moreover, even most of teachers are not good at it, so it is rarely applied to the actual education field, though it is a good instruction method enough to be used in the system thinking-based science inquiry class. This study attempted to understand class experiences of elementary school teachers who guided the system thinking-based science inquiry class, by using phenomenological methods, and analyze meaningful themes commonly selected, such as roles of teachers, difficulties suffered by them and implications for them. To this end, four teachers were selected as subjects and deep-interviews were conducted with them. The questions used in the interviews were developed by adjusting the three steps of interview suggested by Seidman(1998) and Schuman(1982) to the themes and applying the four step method of phenomenological experience research by Giorgi(1985) to the study.
First, teachers intentionally often tried divergent thinking questions which promoted the system thinking in the classes. The divergent thinking question stimulates students’ thinking activities and furthermore it is one of essential methods for naturally inducing the system thinking from students. In addition, an receptive mood created by teachers and interactive environments seem to have a positive effect on the system thinking, where students-centered physical and psychological environments should be established for students’self-initiated science inquiry activities. However, teachers instructed students that they should receive an extracurricular preparatory education, so that such an unacquainted system thinking-based science inquiry class could be effectively applied. Then, they found a new approach through the reorganization of curriculum.
Second, teachers remarked lack of teaching and learning examples and a difficulty in selecting themes of their classes, in the process of the system thinking-based science inquiry class. In addition, it is difficult to correctly evaluate contents and processes of students’learning, since there are no evaluative tools and methods that are generally used. It is found that there are some limits in maximizing effects of the system thinking-based science inquiry class, due to poor inquiry activities of elementary school students who remain in the concrete operational stage.
Third, teachers could practice the integration with various fields in their classes, by developing the lens with which they can comprehensively view the science, in advancing and preparing the system thinking-based science inquiry class. They also developed pleasant and vigorous mood through facilitated interaction with students, naturally leading to the increase of teacher-efficiency. Finally, such an interaction also reminded teachers of the implication of students-centered positive classes, by helping them see the usefulness of constructivism-based classes.
In this study, elementary school teachers played many roles in advancing the system thinking-based science inquiry class and found their own meanings and ideas for a direction of better classes, even in experiencing some difficulties. This study is thought to give a significant contribution to the application of the system thinking in the future class field, in that it examined elementary school teachers’thoughts about the system thinking class.

#시스템 사고 #과학 탐구 수업 #현상학적 연구 #초등학교 교사 #심층면담

Ⅰ. 서 론 1
1. 연구의 배경 및 필요성 1
2. 연구 목적 4
3. 연구의 제한점 5
4. 용어의 정의 6
가. 현상학적 연구 방법 6
나. 시스템 사고 6
다. 과학 탐구 수업 6
Ⅱ. 이론적 배경 8
1. 현상학의 의미 8
2. 질적 연구와 현상학 8
가. 질적 연구의 개념 8
나. 현상학적 질적 연구의 개념과 특징 10
다. 현상학적 질적 연구의 탐구절차와 자료 분석 방법 12
라. 과학 교육관련 현상학적 질적 연구의 연구 동향 15
3. 시스템 사고 17
가. 시스템 및 시스템 사고의 정의 17
나. 시스템 사고의 5가지 구성 요소 18
다. 시스템 사고의 측정 방법 20
라. 과학 교육 관련 시스템 사고의 연구 동향 22
4. 과학 탐구 수업 23
가. 과학 탐구의 의미 23
나. 과학 탐구 수업 24
다. 과학 탐구 수업 관련 연구 동향 25
Ⅲ. 연구 방법 28
1. 현상학적 연구 방법 28
2. 연구 대상자 및 연구기간 29
3. 현상학적 에포케(판단중지) 과정 32
4. 현상학적 자료 수집 과정 33
5. 현상학적 자료 분석 및 해석 과정 36
6. 연구자의 경험 및 관점 38
가. 연구자의 경험 개요 38
나. 연구자와 연구 대상자들의 시스템 사고 기반 물시계 만들기 프로그램 개발 경험 39
7. 연구 윤리에 대한 고려 사항 41
8. 연구 과정 및 결과의 평가 42
Ⅳ. 연구 결과 44
1. 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업에서 교사의 역할 45
가. 시스템 사고를 촉진시키는 교사의 확산적 발문 46
나. 학생 중심의 물리적, 심리적 환경 조성 48
다. 시스템 사고를 학생들이 이해할 수 있는 사전 교육 필요 51
라. 교육과정의 재구성을 통한 시스템 사고 적용의 원활화 55
2. 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업에서 겪는 어려움 62
가. 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업 교수학습 예시 자료 부재에 따른 어려움 62
나. 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업 주제 선정의 어려움 65
다. 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업 평가의 어려움 67
라. 학생들의 시스템 사고 관련 활동 탐구 능력 부족 70
3. 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업이 교사에 주는 의미 74
가. 통합적으로 과학을 바라볼 수 있는 시각 형성 74
나. 학생과의 원활한 상호작용으로 즐거운 분위기 형성 78
다. 교사 자기 효능감의 증가 81
라. 구성주의에 입각한 수업 활용 가능성 85
Ⅴ. 결론 및 제언 89
1. 결론 89
2. 제언 93
참고 문헌 96
영문 초록 109
부 록 111
1. 시스템 사고 기반 물시계 만들기 프로그램 112
2. 연구자와 연구 대상자들의 회의록 160
3. 연구 대상자용 설명문 및 동의서 173
4. 교사 B와 교사 C의 사전 교육 계획 자료 178
5. 교사 B의 영재반 교육자료 185

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