과학 교습 및 학습 증진을 위한 도구

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본문내용
개념 지도 : 과학 교습 및 학습 증진을 위한 도구
개념 지도는 1972년에 12년 이상의 학교 교육을 받은 학생들을 대상으로 그들의 지식 체계 변화를 조사하는 연구에서부터 시작되었다. 이 연구는 학생들의 개념상의 이해 변화를 관찰하기 위하여 시작되었고, 학생들은 1학년부터 12학년까지 주기적으로 인터뷰를 갖게 된다. 하지만 학생들의 인터뷰가 진행될수록 보다 효율적인 지식 체계 변화를 측정할 수 있는 방법이 필요하게 되었다. 결과적으로 개념 지도가 개발되었으며 이는 학생들의 학습방식 개선을 포함한 여러 가지 면에서 상당히 유용하다는 것이 밝혀졌다.
개념 지도는 인간이 사건과 사물에 대해 특정한 의미를 부여한다고 가정하는 구성주의 인식론에 기반을 두고 있다. 우리는 개념이라는 것이 어떠한 사건과 사물에 대해 단어를 통해 표기하는 인식된 규칙이라고 정의한다. 개념 지도는 개념들 간의 연관성을 나타내는 지표 역할을 하며 개념들이 내포하는 의미들은 이러한 개념들 간의 연관성에서부터 비롯된다. 도표 3.1은 개념지도의 형식과 그 의미를 잘 나타내고 있다.
개념 지도는 지식체계를 나타내는 유용한 방법이기도 하지만, 의미 있는 학습의 용이화, 교구 디자인, 학생들이 오해하고 있는 부분 또는 대체 개념 등에 대한 분별, 학습의 평가, 협력 학습의 편리화와 지식 본질에 대한 교사와 학생들의 이해 증진 등 개념지도는 많은 여러 가지 면에서 상당히 유용하다는 것이 밝혀졌다. 이러한 모든 면에서 개념지도는 교사 및 학생 모두에게 효과적인 방법이다.
개념지도의 근본 목적은 경험의 이해와 경험에 대한 자신만의 의미를 만들어 가는 것을 돕는 것에 있다. 이 장의 목적은 과학 교습과 학습을 개선하기 위해 개념 지도 제작이 사용될 수 있는 다양한 방법들을 제시한다. 특히 개념 지도는 의미 있는 학습, 교구 디자인, 대체 개념, 학생 평가, 협력 학습, 구성주의 및 교사와 학생들의 능률 향상 등과 깊은 관계를 갖고 있다.
의미 있는 학습으로서의 전환
모든 아이들은 인식의 백지상태로 생명을 시작한다. 그리고 아이들은 주로 발견학습을 통해 자신들을 맞이하는 모든 경험으로부터 개념상의 골격을 만들어간다. 출생 후 즉시 유아들은 그들의 경험들을 체계화하기 시작하고 2살이 될 때까지 아이들은 이러한 경험들을 언어를 통해 인지하기 시작한다. 이것은 의미 형성의 놀라운 과정이다. 이러한 과정은 아무 문제없이 자동적으로 이루어지게 되며 3,4세 까지 아이들은 의미에 대한 전달 방식으로 언어를 사용하기 시작한다. 학교를 다니기 시작할 때 쯤 이면, 아이들은 이미 수천 개의 개념들에 대한 의미들을 표현할 수 있을 만큼의 상당한 어휘를 습득하게 된다. 짧게 말해서, 아이들은 학교 생활 전의 경험을 통해서 이미 성공적으로 의미 있는 학생이 되는 것이다. 안타깝게도, 대부분의 학교 수업들은 아이들에게 아무런 의미들을 전달할 수 없는 기계적인 학습방식과도 같은 단어의 정의 및 관계여부에 대한(빈칸 낱말 맞추기 같은) 암기위주 수업들을 하고 있다. 3, 4학년 때까지 많은 학생들은 의미 있는 학습방식으로부터, 개념들의 관계가 자신들로부터 직접 만들어 지지 않은 임의적인 기계적 학습 방식으로 바뀌어 진다. 모든 교과 과정의 기계적 학습 방법으로의 전환은 아이들의 학습능력을 저하시키며 이것은 특히 이해력을 바탕으로 하는 과학과 수학에서 크게 나타난다. 그림 3.2는 6살짜리 아이가 개념지도를 만드는 방법에 대한 20분의 설명을 듣고 난 후에 그린 개념지도의 한 예를 보여준다. 지도 위에 나타난 모든 단어들은 연관성을 갖고 있으며, 단어에 의해 표기된 개념들의 표현 또한 정확하다. "증기"라는 단어는 이 지도상에서 찾아볼 수가 없다. 왜냐하면 이 지도를 그린 아이에게 "증기" 라는 단어는 아무런 의미가 없기 때문이다. 이와 반대로, 제지공장 견학을 다녀온 4학년의 학생에 의해 그려진 지도에서는 견학과 관련된 단어들 간의 연관성을 전혀 찾아볼 수 없었다. 이 아이는 구술 면에서는 그녀의 학급 중 가장 뛰어난 학생이었지만 그녀는 자신이 읽었던 것에 대해 아무런 이해를 하지 못하고 있었다. 아이들이 틀에 박힌 교실 활동에서는 비록 우수할 지라도, 그것이 무슨 의미를 갖는지에 대해 이해하지 못하는 것은 드물지 않은 일이다. 그런 아이들은 전형적인 시험이나 숙제에서는 우수한 성적을 받을지 몰라도, 기본적인 개념과 원리에 대해서는 거의 이해하지 못하고 있는 것이다. 개념지도는 기계적인 학습으로 길들여진 학생들을 분별 할 수 있는 도구 역할을 한다.
학생들은 단순한 안내에 따라 개념 지도를 그리는 연습을 통해, 기계적 학습방법의 틀에서 벗어나 의미 있는 학습 방식으로 전환 할 수 있게 되는 것이다. 비록 이러한 초기 연습이 학생들에게 매우 괴로운 일로 다가설 수 있지만, 계층적인 구조의 개념 지도를 통해 공부한 학생들이 의미 있는 학습 방식을 습득하지 못한 경우는 단 한 건도 없었다. 이것은 코넬 대학(Donn, 1990)의 학생들뿐만 아니라 초등학교 학생들에게도 나타난 사실이었다."배우는 방법" 이라는 나의 수업에서, 대다수의 학생들은 주로 기계적 학습 태도로 시작 했지만,몇 주 동안의 개념 지도 제작과 효과적인 학습 방법에 대한 수업을 통해, 그들의 학습 방식은 성공적으로 바뀌게 되었다. 일반적으로, 수업에 참여했던 학생들은 효과적이지 못한 기계적 학습 방법에 대한 비효율성과 이런 학습방식의 교육 시스템에 대해 상당한 불만을 나타냈다. 그러나 학생들은 대부분의 다른 수업 시험에서 높은 점수를 받는 것이 그들이 12-14년 동안 해왔던 기계적 방법의 학습으로도 별 문제가 없다고 말했다. 암기위주의 학습 방식에서 의미 있는 학습 방식으로 전환하기를 원하는 학생들에게는 정서적인 면에서도 큰 변화가 필요하다.
교육 방식의 도안
개념 지도의 사용은 일부 강의 및 전 교과 과정을 체계화 하는 데에 있어서 매우 유용한 방법이라는 것이 밝혀졌다. 우리는 환경 보호국의 도움을 통해 오수처리 대안인 지면 폐수 처리를 담당하는 전문가들의 교과 과정 도안에서도 개념지도를 사용했다. 실제로 우리들은 일관성이 있는 교육 프로그램을 계획하려고1년 동안이나 노력을 계속 해 왔다. 정보 체계 조직을 위해 개념 지도를 사용하기 시작했고, 하나의 전체 프로그램 및 하위 부 프로그램들의 제작을 위해 우리는 22개의 교육 내용에 대한 준비를 계속해왔다. (22개의 교육 내용 중 몇은 아직까지도 이 분야에서 사용되고 있는 출판물 이었다. (Leohr, Jewll, Novak, Clakrson, $ Friedman, 1979).
근래에, 많은 사람들이 강의, 논문 및 교과과정을 위해 개념지도를 상당히 유용하게 사용하고 있다. 많은 과학 교재들 또한 학생들의 이해를 돕기 위해 개념지도를 포함하고 있다. 비록 소수의 교사들만이 교육을 위한 목적으로 주기적으로 개념지도를 사용하고 있지만, 이 방법이 교육 자료나 논문을 쓰는데 있어서 상당히 유용하다는 것은 분명한 사실이다. 개념 지도는 현재 코넬 약학대의 주요한 교과 과정 개정에 있어서도 중요한 역할을 담당하고 있다. 개념지도는 도표 3.3과 같은 사례 연구의 개념 구조를 분석하는데 사용된다.
현직의 교사 세미나에서, 과학 수업을 해 본 경험이 있는 교사들은 수업방식을 체계화 하는데 있어서 어려움을 겪고 있는 것으로 나타났다. 개념지도를 사용함으로써 교사들은 수업방식에 대한 효과 뿐 아니라 자신들이 가르치고 있는 수업내용에 대해서도 더 자세히 이해할 수 있게 되었다. 특히 교사들이 친숙하지 않은 분야를 가르칠 때나 서로 다른 과학 분야에서의 연관성을 짓는 부분에서 큰 효과가 있는 것으로 드러났다. 하지만 실질적으로 교사들이 개념 지도를 수업에 적용할 수 있는가에 대해서는 기계적인 수업방식체계와 학교 외의 시험에 대한 부담 때문에 제약이 가해지고 있는 실정이다. 학교에서의 많은 요인들이 의미 있는 학습에 대해 지지적인 환경을 조성해 주지 못하고 있다. 아마도 효과적인 교육을 가로막고 있는 가장 큰 문제는 충분한 시간의 부족이다. 교사들은 수업 자료준비, 평가 자료 구상, 실험 실습 계획 및 학생 평가를 하기 위한 적절한 시간이 부족하다. 비록 개념지도가 모든 문제의 해결책은 아니지만, 수업 계획과 평가를 수월하게 할 수 있고, 이를 통해서 의미 있는 학습 체계를 만드는데 큰 도움이 되고 있는 것은 사실이다.
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