A Comparative Study on Scientific Reasoning Skills in Korean and the US College Students

한국과 미국 대학생들의 과학적 추론 능력에 대한 비교 연구

The present study investigated Korean and the US college students' scientific reasoning skills involving hypothesis-testing skills and tested the hypothesis that hypothesis-testing skills are more advanced ones than other scientific reasoning skills investigated in this study. Seven hundred and seventy-four(774) Korean and five hundred and sixty-eight(568) the US students were sampled in university level. The Test of Scientific Reasoning was used as a scientific reasoning test. The test is consisted of two conservational reasoning, two proportional reasoning, one pendulum, two probability reasoning, two controlling variable, one correlational reasoning, and two hypothesis-testing reasoning tasks. Korean students showed a significant higher score in proportional and probability reasoning tasks than the US students. However, the Korean showed a significant lower score in conservation and correlation reasoning tasks than their American counterparts. Further, Korean and the US college students showed a notably poor performance in hypothesis-testing skills comparing with other scientific reasoning skills, which supported the hypothesis that hypothesis-testing skills are more advanced ones than other scientific reasoning skills. In addition, the Korean showed a severe deficiency in candle-burning task which required the skill that students have to design a scientific test-procedure to test theoretical hypotheses. This study also discussed on the educational implications of the results of the present study.

최근의 보고에 따르면 우리 나라 학생들은 학년이 높아질수록 과학적 수준은 반대로 떨어지는 경향을 보이고 있지만 고등학교 이후 집단의 과학적 추론능력에 대한 연구는 체계적으로 이루어지지 않고 있다. 특히 가설검정능력과 관련된 과학적 추론은 가장 고등한 인지기능의 하나로 여겨지고 있고, 또 창의적이고 비판적인 사고에 매우 중요하다고 보고되어 왔다. 따라서 본 연구는 우리나라 대학생들의 과학적 추론 능력을 조사하고, 이를 미국 대학생들의 과학적 추론 능력과 비교하여 분석하였다. 아울러 본 연구는 가설 검정능력이 과학적 추론능력의 다른 하위요소에 비해 고등한 추론기능이라는 가설도 검정하였다. 고등학교 이후의 과학적 추론에 대한 경향을 조사하기 위하여 본 연구는 한국의 대학생 774명과 미국의 대학생 568명에게 과학적 추론 검사를 실시하여서 비교 분석하였고, 이 자료를 토대로 가설검정능력이 과학적 추론의 다른 하위요소에 비해 고등한 추론이라는 가설도 검정하였다. 본 연구에 사용된 과학적 추론 검사는 보존논리, 비례논리, 변인통제, 확률논리, 상관논리, 그리고 가설검정기능에 관련된 127개의 과제로 구성되어 있다. 본 연구의 결과는 한국 대학생들이 비례 및 확률논리를 평가하는 과제에 대해서는 미국 학생들보다 월등하게 높은 접수를 기록하였고, 보존이나 변인통제, 그리고 상관논리를 평가하는 과제에 대해서는 반대의 경향을 나타내었다. 또한 가설검정 능력을 평가하는 문항에서는 양국 모두 다른 과학적 추론 과제에 비해서 뚜렷하게 낮은 점수를 보여주었다. 본 연구는 이들 결과에 대해서 본 연구의 목적과 관련해서 논의하였고 이의 교육적 적용에 대해서도 논의하였다.