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발견학습 모형은 학문의 개념이나 원리를 발견 또는 재발견하는 과정을 학습3자에게 직접 체험시킴으로써, 과학의 성과와 탐구의 과정 및 기법을 종합적으로 학습시키려는 교수-학습법이다. 따라서 종이의 가운데를 오려낸 모양에 따라 햇빛이 나아가는 길을 생각해 보고, 향을 피운 어둠 상자 속에서 빛이 나아가는 길을 관찰하며, 뚫린 구멍과 비추어진 모양을 비교하여 빛이 곧게 나아가는 성질이 있음을 학습하므로 발견학습 모양의 적용이 효과적이며 용이하다. |
제 1 단계 : 탐색 및 문제 파악 단계
주어진 학습 자료를 탐색하고 학습 문제가 무엇인지를 파악하게 하는 단계이다. 교사는 주어진 학습 단계를 통하여 학생들이 문제를 파악할 수 있도록 도와준다. |
교사 : A4 종이, 칼, 셀로판 테이프 등 준비물을 살펴보고 오늘 공부할 문제가 무엇인지 알아봅시다.
민아 : 예! 종이를 칼로 오려내어서 셀로판 테이프를 붙이고, 그림자를 살펴보는 것입니다.
교사 : 바로 맞추었습니다. 오늘 이 시간에는 미아의 말대로 종이에 여러 가지 모양의 구멍을 뚫어서 빛이 나아가는 길과 비추어진 모양은 어떻게 되는지 알아보는 시간입니다.
제 2 단계 : 자료 제시 및 관찰 탐색 단계
교사가 문제 해결에 필요한 한두 가지 자료를 제시하여 학생들로 하여금 관찰 탐색하게 한다. |
교사 : 그러면 각 모둠의 앞에 종이를 각자 여러 가지 모양으로 오려 봅시다. 모양은 교과서의 모양을 그대로 하는 것보다 내가 좋아하는 모양을 꾸미는 것이 좋겠지요?
아동 : (각자 자기가 좋아하는 모양의 무늬를 그리고, 칼로 오려낸다.)
교사 : 다되었으면, 오랴낸 위치에 각자 좋아하는 색깔의 셀로판 테이프를 붙여 봅시다.
아동 : (노랑, 초록, 붉은 색, 파랑 등 다양하게 붙임. 오려 낸 종이를 그대로 셀로판 테이프로 옮겨 연필로 본떠서 붙이다가 실패한 어린이가 2명 있음)
교사: 자! 이제는 과학실 앞 계단으로 가서 햇볕에 비추어 볼까요? 자기가 만든 것만 하면 심심하니까, 각 모둠의 친구들과 바꾸어서도 해 봅시다.
아동 : (모둠별로 실행함. 다른 모둠의 친구들과도 바꾸어서 해 봄)
교사 : 구멍의 모양과 햇빛에 비추어진 모양은 어떤 관계가 있는지 관찰하여 봅시다. 그리고 빛의 나아가는 모양과 관련지어 봅시다.
햇빛에 비추어진 모양은 어떻습니까?
고은 : 종이의 모양이 그대로 땅위에 비췹니다.
경주 : 종이를 땅에서 멀리 떨어뜨리면 모양이 흐릿해지고, 가까이 하면 또렷해집지다.
혜수 : 빛이 나아가는 모양은 똑바로 갑니다.
(다시 교실로 들어옴)
제 3 단계 : 자료 추가 제시 및 관찰 탐색 단계
앞에서 제시한 자료 이외에 다른 자료들을 추가로 제시하여 학생들로 하여금 관찰 탐색하게 하고, 앞에서 관찰 탐색한 결과와 비교하게 한다. |
(어둠상자, 높이조절용 받침목, 향, 성냥 제공)
교사 : 이번에는 여러분들이 만든 여러 가지 모양을 어둠 상자 속에 비추어 보도록 하겠습니다. 어둠상자의 옆면 구멍 뚫린 부분을 빼내고 그곳에 여러분들이 만든 여러 가지 모양의 종이를 크게 붙이도록 하세요. 상자뚜껑보다 종이가 작으면 다른 종이로 덧붙입니다. 그리고 상자 안에 향을 피워서 연기가 차게 하여봅시다.
아동 : (어둠상자 옆면 뚜껑을 벗겨내고 종이 모양을 붙임, 향을 피우고 연기를 가득 차게 함)
(과학실의 암막을 치고)
교사 : 그러면 종이에 있는 여러 가지 모양을 손전등으로 이리저리 비쳐 보도록 합시다.
아동 : (손전등을 돌아가며 이리저리 비추어 봄)
교사 : 비치는 모양이 어떻습니까?
다미 : 종이를 통과한 빛이 어둠상자에 그대로 비칩니다.
현국 : 손전등의 위치를 바꾸면 어둠상자 속의 그림자 위치도 바뀝니다.
은빛 : 예! 손전등을 아래에서 비추면 그림자 모양은 윗부분에 생기고, 위에서 비추면 아랫부분에 그림자가 생깁니다.
교사 : 그러면 어둠상자 속 중간에 다른 종이나 책받침으로 칸막이를 해볼까요? 그리고 다시 실험하여 봅시다.
류희 : 책받침으로 칸막이를 하면 그림자가 책침에 생기고, 종이로 막으면 종이 위에 생깁니다.
선일 : 칸막이를 하기 전에는 어둠상자 벽에 그림자가 생겼는데. 칸막이를 하면 어둠상자 벽에는 그림자가 생기지 않습니다.
제 4 단계 : 규칙성 발견 및 개념 정리 단계
앞에서 관찰 탐색한 결과에 대한 토의를 통하여 일반화하고 규칙성을 발견하는 단계이다. 이 단계에서 학생들이 규칙성을 발견하지 못하면 피드백과정을 통하여 자료를 더 제시한 다음 일반화하도록 한다. |
교사 : 두 가지 실험을 통하여 여러분이 알 수 있었던 사실은 무엇입니까?
정섭 : 예, 햇빛에 비친 종이의 그림자를 보면 빛은 곧게 나아간다는 것을 알 수 있습니다.
예슬 : 어둠상자 속의 칸막이를 보면 빛이 곧게 나아가다가 칸막이가 있으면 멈춘다는 것을 알 수 있습니다.
효근 : 그리고 빛은 연기 속에서 더 잘 나갑니다.
교사 : 오늘 공부를 아주 자세히 관찰하면서 여러 가지 모습을 세밀하게 발견하였군요. 여러분들이 알아낸 것처럼 빛은 공기 중에서 곧게 나아가는 것이랍니다.
제 5단계 : 적용 및 응용단계
앞에서 발견한 규칙성을 다른 경우에 적용 또는 응용해 보게 함으로써 발견한 규칙성이나 개념을 보충 심화시키는 단계 |
교사 : 그러면 빛이 곧게 나아간다는 사실을 이용하여 여러분들 스스로 재미있는 놀이를 해보도록 하세요.
명승, 경운 : (손전등으로 과학실 안에서 서로 찾아 비치는 놀이를 함)
소라 : (암막 앞에서 턱밑에 손전등을 대고 귀신 흉내를 냄) 등.
1. 이론적 배경
발견학습 모형은 학문의 개념이나 원리를 발견 또는 재발견하는 과정을 학습자에게 직접 체험시킴으로써, 과학의 성과와 탐구의 과정 및 기법을 종합적으로 학습시키려는 교수·학습법이다.
이러한 발견법의 원천은 Socrates의 대화법까지 거슬러 올라갈 수 있으나 Rousseau의 아동중심 교육사상, Dewey의 문제해결에 의한 학습 등이 직접적으로 영향을 끼친 것으로 알려져 있으며, 비교적 최근에 발견학습 모형을 체계화하여 명명한 사람은 Bruner라고 할 수 있다. Bruner는 발견학습 모형을 학습자에게 제공해야 할 내용을 최종 결과 형태로 제시하는 것이 아니라, 학습자 스스로 조직하도록 요구되는 상황에서 일어나는 학습이라고 말하고 있다. 즉, 어떤 교과의 내용을 가르칠 때, 기본 원리나 핵심 개념을 교사가 찾아내어 이것을 학생들에게 제시하고 주입하는 것이 아니라 해당 분야의 과학자가 한 것과 동일한 방식으로 이를 발견하도록 요구하였던 것이다.
1) 강의법과 발견법의 차이
발견 학습 활동을 전통적인 강의법과 대조하여 살펴보면 다음과 같다.
<표 1> 강의법과 발견법의 차이
강 의 법 |
발 견 법 |
· 교사가 주로 이야기하며, 학생들은 거의 질문이 없다. · 먼저, 개념이나 법칙을 정의하고, 그 다음에 예를 들어 설명한다. · 교사가 추상적 개념을 정의한다. |
· 교사의 말은 주로 질문이다. 학생들은 수업에 적극적으로 참여한다. · 먼저, 예들을 소개한다. 학생들은 이를 분석하여 개념이나 법칙을 결정한다. · 학생들이 추상적 개념을 정의한다. |
2) 발견 학습 모형의 특징
발견학습 모형은 대체적으로 다음과 같은 특징을 지니고 있다.
· 교재의 기본 구조에 대한 철저한 학습을 강조한다.
· 학습 효과의 전이를 중요시한다.
· 학습의 결과보다 과정과 방법을 중요시한다.
· 학습자의 주체적인 학습을 강조한다.
2. 발견학습 모형의 수업 단계
Kauchak과 Eggen은 발견 학습의 단계를 7단계로 제시하고 있으나(최돈형 역, 1989), 단계가 너무 복잡하면 실제 수업 현장에서의 적용 가능성이 줄어들기 때문에 최근에는 이를 간략화하여 5단계 정도로 수업 단계를 제시하고 있다(교육부, 1996). <표 2>는 7단계 모형과 5단계 모형의 절차를 비교한 것이다. 앞으로의 논의는 현장에서의 적용 가능성을 높이기 위하여 5단계 모형에 국한하기로 한다.
<표 2> 발견학습 모형의 수업 단계
5단계 모형 |
7단계 모형 |
· 탐색 및 문제 파악 단계 · 자료 제시 및 관찰 탐색 단계 · 자료 추가 제시 및 관찰 탐색 단계 · 규칙성 발견 및 개념 정리 단계 · 적용 및 응용 단계 |
· 자료 제시 · 자료 관찰 · 추가 자료 제시 · 추가 관찰 · 일반화 추리 · 정리 · 발전 |
1) 탐색 및 문제 파악 단계: 주어진 학습 자료를 탐색하고 학습 문제가 무엇인지를 파악하게 하는 단계이다. 교사는 주어진 학습 단계를 통하여 학생들이 문제를 파악할 수 있도록 도와준다. 이러한 학습 문제는 교실 안이 아닌 실제 자연 현상을 접하게 하여 파악하게 할 수도 있다.
2) 자료 제시 및 관찰 탐색 단계: 교사가 문제 해결에 필요한 한두 가지 자료를 제시하여 학생들로 하여금 관찰 탐색하게 한다. 자료를 제시하는 것은 다음과 같은 역할을 한다. 첫째, 아동들에게 현실의 한 부분을 제공해준다. 아동들과 친숙한 실물들을 사용함으로써 교사는 실세계의 한 부분을 교실로 들여올 수 있다. 둘째, 아동들이 실제적으로 실제적이며 구체적인 실례들을 관찰함으로써 그들에게 탐구 기능을 발달시킬 실습의 기회를 제공한다는 것이다. 이러한 관찰 과정을 통하여 아동들은 보다 훌륭한 관찰자, 추리자가 될 뿐 아니라 과학의 전과정에서 이들 기능의 역할을 알게 된다. 얼마 동안의 관찰이 끝나면 교사는 관찰 결과를 발표시킨다. 여기에서 교사는 다양한 관찰 결과를 발표시키고 의미있는 관찰이든 아니든 모두 받아들이는 태도를 지녀야 한다.
3) 자료 추가 제시 및 관찰 탐색 단계: 앞에서 제시한 자료 이외에 다른 자료들을 추가로 제시하여 학생들로 하여금 관찰 탐색하게 하고, 앞에서 관찰 탐색한 결과와 비교하게 한다. 이 단계에서 제공되는 보충 자료에는 형성하고자 하는 개념과 일치하는 자료도 있고 때로는 이와 반대되는 자료도 포함되어 있어야 한다. 이러한 관찰은 직접적인 지시보다는 질문을 통하여 유도하는 것이 바람직하다.
4) 규칙성 발견 및 개념 정리 단계: 앞에서 관찰 탐색한 결과에 대한 토의를 통하여 일반화하고 규칙성을 발견하는 단계이다. 이 단계에서 교사는 학생들이 여러 관찰된 사실에서 규칙성을 이끌어 내고 기술하도록 유도한다. 여기에서 교사의 질문 기술은 유용한 개념을 형성하는데 중요한 역할을 한다. 이 단계에서 학생들이 규칙성을 발견하지 못하면 피드백 과정을 통하여 자료를 더 제시한 다음 일반화하도록 한다.
5) 적용 및 응용 단계: 앞에서 발견한 규칙성을 다른 경우에 적용 또는 응용해 보게 함으로써 발견한 규칙성이나 개념을 보충 심화시키는 단계이다. 이를 위해서 교사는 학생이 이제까지 배운 것을 얼마나 잘 이해하고 있는지를 파악할 수 있다.
3. 발견학습 모형 적용시 유의점
발견학습 모형을 적용할 때의 유의점에 대하여 정완호 등(1997)은 다음과 같이 제시하고 있다.
1) 발견학습 모형은 학습자의 능동적 학습 과정을 중요시한 나머지 방만한 수업이 될 위험이 있다. 이러한 문제를 회피하기 위하여 계통학습이나 프로그램 학습이 갖는 질서 정연한 단계와 순서를 다소 원용할 수도 있다.
2) 발견학습 모형은 집단 사고나 개인 사고의 다양한 조화에 의하여 진행되기 때문에 집단 학습이나 개별 학습이 갖는 장점을 각각 적절하게 받아들여야 한다.
3) 시청각 매체가 갖는 여러 가지 이점을 충분히 살려 이용하는 전략도 필요하다. 시청각 매체는 학습자로 하여금 직접적 경험이나 간접적 경험의 기회를 제공하여 개념 형성에 도움을 준다.
4. 발견학습 모형의 적용 효과
초등학교 6학년 학생들에게 발견학습 모형을 적용한 수업을 실시한 결과 과학 지식·개념과 과학과 관련된 태도 영역에 있어서 통제 집단과 실험 집단이 통계적으로 유의미한 차이가 있음을 발견하였으나, 탐구 능력 영역의 경우에는 의미있는 차이를 발견하지 못하였다(김기영, 1994).
참고 문헌
정완호, 권재술, 정진우, 김효남, 최병순, 허명(1997). 과학과 수업 모형. 교육과학사.
최돈형 역(1989). 과학과 수업모형의 이론과 실제. 교육과학사.
김기영 (1994). 초등학교 자연과 수업에서 발견학습 모형의 적절성 분석. 한국교원대학교 대학원 석사학위논문.
교육부 (1996). 교사용 지도서 자연. 국정교과서주식회사.