비대면 프로젝트 학습에서 Flow Chart 활용을 통한 초등영재학생들의 실험설계 표상

프로젝트 학습은 학생들이 문제를 발견하여 문제 해결에 참여하고, 그 결과물을 산출하는 과정을 경험하도록 하는 교수 학습 방법 중 하나이다. 프로젝트 학습에서 이뤄지는 실험설계는 현상에 대한 원인과 결과를 규명하기 위한 필수적인 활동이다. 영재학생들은 많은 변인을 찾아 탐구를 수행하는 경향이 있지만, 실험 설계에서 변인 설정을 혼동하는 경우가 많다. 또한 문제 인식, 가설 설정, 변인 통제에서 요구하는 형식적인 기능에 대해서는 잘 알고 있었으나, 연구 문제, 가설, 변인의 구체적 표현 능력은 부족한 편이다. 이에 본 연구에서는 과정적 표상에 해당되는 플로우 차트를 활용하여 학생들의 실험설계를 표현하도록 하였다. 플로우 차트는 탐구 문제 해결과 관련된 복잡한 인지 과정을 시각화하여 나타낼 수 있기 때문에 실험설계를 표상화할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에 참여한 초등영재학생은 G시 교육지원청 초등과학반 학생 4명이다. 학생들은 버려지는 물질 중 소음 차단에 적합한 물질을 찾아보는 주제로 프로젝트 학습을 진행하였다. 프로젝트 학습에서 학생들의 실험설계 활동은 모바일을 기반으로 진행되었다. 학생들은 자신이 표상화한 실험설계를 사진으로 촬영하여 모바일의 단체 채팅앱을 통해 공유하였다. 그 뒤, 각자가 작성한 플로우 차트에 포함된 독립변인, 종속변인, 통제변인 등을 서로 살펴보면서 실험설계를 수정, 보완하여 다시 플로우 차트 작성하고 논의하여 플로우 차트를 완성하였다. 학생들의 플로우 차트를 분석한 결과, 학생들의 실험설계 표상에서 독립변인, 조작변인, 종속변인 설정이 구체화되어 나타남을 확인할 수 있었다. 학생들의 플로우 차트에 포함된 변인은 주위 기저 소음이나 발생 소리의 크기, 소리 차단에 사용된 물질 등으로 나타났다. 학생들은 소리 측정 방법에서 주의해할 점을 플로우 차트에 포함하여 구성하였으며, 실험 수행에서 중요하게 확인해야 할 점과 이에 따른 반복 수행 등을 표현하였다. 또한 플로우 차트를 수정하면서 직선적인 형태에서 분기 및 반복형의 구조로 변화됨을 살펴볼 수 있었다. 이 연구를 통해 비대면 프로젝트 학습에서 학생들의 실험설계를 구체화하여 나타낼 수 있는 도구로서 플로우 차트의 적용 가능성을 확인하였다.