Effects of a Cognitive Acceleration Program on Secondary School Students

CASE 프로그램에 의한 중학생들의 인지가속 효과

  • Published : 2002.12.30

Abstract

In an attempt to accelerate the development of formal reasoning ability of students, 'Thinking Science' activities developed by the Cognitive Acceleration through Science Education(CASE) project were implemented to 841 students in 7th grade aged 12+ in six middle schools over a period of two years. Homogeneity between the CASE group and control group was tested with SRT II, while the improvement of formal reasoning ability of the students was tested with SRT VII. The results were analyzed by treatment, gender, and cognitive levels of the students. Statistically significant gains were shown in the CASE group compared with those in the control group. Cognitive level of girls in the CASE group significantly increased as compared with the control group, while there was moderate effect in boys. These results implied that the thinking science activities were effective in cognitive acceleration of girls aged 12+. It was shown that much more CASE students in pre or concrete operational level shifted to formal operational level as compared with the control group while there were significant effects in all levels (ES=0.31${\sim}$1.10) without showing any tendency.

학생들의 인지발달을 촉진시켜 학습효과를 높이려고 개발된 CASE 프로그램의 효과를 조사했다. 중학교 1학년(841명) 학생들이 연구에 참가하였으며, 같은 분량의 시간동안 실험반에서는 교육과정에 따른 과학 교과 수업과 '생각하는 과학' 활동을 병행하였고, 통제반에서는 과학교과 수업만을 수행하였다. 연구 초기에 논리적 사고력 검사(SRT II)를 이용하여 집단의 동질성을 비교하고, 2년 동안 실험반에 CASE 프로그램을 처치한 후 이질동형검사도구인 SRT VII을 이용하여 처치별, 성별, 인지수준별 인지가속에 대한 효과를 조사했다. CASE 프로그램에 의한 중학생들의 인지발달 가속 효과는 중간검사에서는 보이지 않았으나, 사후검사에서 상당히 큰 것으로 확인되었다. 성별에 따라 CASE 프로그램의 효과를 비교한 결과 남 여 중학생들 모두에게 유의미한 인지가속이 이루어진 것으로 나타났다. 남학생들 보다 여학생들의 인지수준이 더 발달된 것으로 밝혀졌으나, 처치와 성별간 상호작용 효과는 나타나지 않았다. 학생들의 사전 인지수준에 따라 CASE 프로그램의 효과를 분석한 결과, 모든 인지수준에서 처치효과가 뚜렷하게 있었으나 특별한 경향성은 나타나지 않아다. 특히 초기 구체적 조작기(ES=1.10)와 전조작기 (ES=1.07), 그리고 구체적조작 후기(ES=1.01) 학생들에게 상당히 큰 효과가 있었다. 이상과 같은 CASE 프로그램의 성공적인 결과는 현행 우리나라 과학교육과정 개정과 교육방법 개선에 시사하는 바가 많다.

Keywords

References

  1. 강순희, 박종윤, 우애자, 허은규(1996). 중학교 화학개념이 요구하는 과학적 사고력 수준과 학생들의 인지수준을 고려한 교수방안에 관한 연구(제1보). 화학교육, 23(4), 267-278
  2. 강순희, 박종윤, 정지영(1999). 학습자의 인지수준과 학습내용의 인지요구도를 고려한 중등화학 학습 전략 개발에 대한 연구. 화학교육, 43(5), 578-588
  3. 김영식(1999). 학생의 인지발달 수준에 따른 변인통제 능력의 형성과 특수 전이 효과에 대한 연구. 한국교원대학교 석사 학위 논문
  4. 김영준(2001). CASE 프로그램의 적용과정에서 아동의 인지수준과 아동-교사의 상호작용이 문제해결과 논리적 사고력에 미치는 영향. 한국교원대학교 박사 학위 논문
  5. 김현재, 장경례(1991). 인지가속자료 적용을 통한 논리적 사고의 지도 효과. 한국초등과학교육학회지, 10(2), 159-173
  6. 남정희, 김성희, 강순희, 박종윤, 최병순(2002). 변인통제 문제해결 활동에서 학생들의 인지수준에 따른 상호작용 분석. 한국과학교육학회지, 22(1), 110-121
  7. 문홍무, 최병순(1987). 고등학생들의 지적 발달 수준과 화학 교과 내용이 요구하는 조작 수준과의 관계 연구. 화학교육, 14(2), 116-127
  8. 박종윤, 강순희(1996). 고등학교 과학 II(하) 교과서 내용이 요구하는 논리적 사고력 수준과 학생들의 인지수준 비교 연구(제2보). 화학교육 23(5), 335-344
  9. 박종윤, 강순희, 김선영, 김성희, 김인주, 이자현(1993). 고등학교 화학 교과서 내용이 요구하는 과학적 사고력 수준과 학생들의 인지수준 비교 연구(제1보). 화학교육, 20(4), 285-294
  10. 이덕렬(2001). CASE의 비례논리 학습 프로그램이 중학교 1학년 학생들의 비례논리 신장에 미치는 영향. 한국교원대학교 석사학위 논문
  11. 조성남(2000). 비례논리 학습 프로그램에 의한 초등학교 6학년 학생의 비례논리 형성 및 지속 효과. 한국교원대학교 석사학위 논문
  12. 최병순(1987). 학생들의 인지수준과 구체적 및 형식적 과학 교과 내용과의 관계 분석. 화학교육학회지, 14(1), 30-42
  13. 최병순, 허명(1987). 중학생들의 인지수준과 과학 교과 내용과의 관계 분석. 한국과학교육학회지, 7(1), 19-32
  14. 최미화(2002). Thinking Science' 활동이 중학생의 인지가속에 미치는 효과 및 인지수준과 동기 유형에 따른 문제해결과정 분석. 한국교원대학교 박사 학위 논문
  15. 한윤덕(2001). CASE의 변인통제 논리 학습 프로그램이 중학교 1학년 학생들의 변인통제 논리 신장에 미치는 영향. 한국교원대학교 석사학위 논문
  16. 한종하, 최돈형, 김영민(1982). 중. 고등학교 학생의 과학적 사고발달에 관한 연구. 연구보고서, 한국교육개발원
  17. 한효순, 최병순, 박종윤, 강순민(2002). '생각하는 과학' 프로그램의 변인활동이 초등학생의 변인통제 능력에 미치는 효과. 한국과학교육학회지, 22(3), 571-585
  18. 홍현수(2001). 변인통제에 관한 과학 수업에서 학생들의 동기 수준에 따른 언어적 상호작용의 질적 분석. 이화여자대학교 석사 학위 논문
  19. Adey, P.(1987). Science Develops Logical Thinking-Doesn't It? Part I: Abstract Thinking and School Science. School Science Review, 68, 622
  20. Adey, P. & Shayer, M.(1992a). Accelerating the Development of Formal Thinking in Middle and High School Students II : Project Effects on Science Achievement. Journal of Research in Science Teaching, 29, 81 https://doi.org/10.1002/tea.3660290108
  21. Adey, P. & Shayer, M.(1993). Accelerating the Development of Formal Thinking in Middle and High School Students IV : Three Years after a Two-Year Intervention. Journal of Research in Science Teaching, 30, 351 https://doi.org/10.1002/tea.3660300404
  22. Adey, P. & Shayer, M.(1994a). Thinking Science INSET. London: Routledge
  23. Adey, P. & Shayer, M.(1994b). Really raising standards: Cognitive intervention and academic achievement. London: Routledge
  24. Adey, P., Shayer, M., & Yates, C.(1995). Thinking Science. 2nd ed. London: Nelson & Sons Ltd.
  25. Adey, P. & Shayer, M.(2002). Learning Intelligence. London: Routledge
  26. Adey, P., Robertson, A., & Venville G.(2002). Let's Think! London: NFER-Nelson Ltd.
  27. Adey, P., Robertson. A., & Venville G.(2002). Effects of a cognitive acceleration programme on year I pupils. British Journal of Educational Psychology, 72(1), 1-25 https://doi.org/10.1348/000709902158748
  28. Glass, G.V., McGaw, B., & Smith, M.L.(1981). Meta-analysis in social research. Beverly Hills, CA: Sage
  29. Cohen, J.(1988). Statistical power analysis for the behavioral sciences (2nd ed.). Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates
  30. Harnish, F., Fones, M. & Gott, R.(1998). Cognitive acceleration through science education: alternative perspectives, International Journal of Science Education. 20, 755 https://doi.org/10.1080/0950069980200701
  31. Kuusela, J. & Hautamaki, J.(2002). Proceeding from the 10th International Conference of Thinking. Harrogate, UK.
  32. Shayer, M.(1972). Piaget's work and science teaching. M.Ed., University of Leicester
  33. Shayer, M.(1996). The Long Term Effects of Cognitive Acceleration on Pupil's School Achievement. http://www. themerve2.com/ca/Newres.html.
  34. Shayer, M. & Wylam, H,(1978). The distribution of Piagetian stages of thinking in British middle and secondary school children. II - 14- to 16-year-olds and sex differentials. British Journal of Educational Psychology, 48, 62-70 https://doi.org/10.1111/j.2044-8279.1978.tb02370.x
  35. Shayer, M., Adey, P., & Wylam, H.(1981). Group tests of cognitive development-ideals and a realisation. Journal of Research in Science Teaching, 18(2), 157-168 https://doi.org/10.1002/tea.3660180208