Kepler's Scientific Problem Finding and the Abductive Reasoning in his Discovery of the Retinal Image Formation

Kepler의 망막 상 이론 형성 과정에서의 과학적 문제 발견과 귀추적 사고

  • Published : 2006.12.30

Abstract

The aims of this study are to investigate how Kepler found a scientific problem for the retinal image theory and how abductive reasoning was used in his theory development, and to find implications for teaching creativity in science class from his thinking processes in the scientific discovery. Through the analysis of the related literatures, it was found that Kepler's problem finding in his retinal image theory came from the critical analysis of contemporary theories of vision, based on his relevant knowledge of optics, as he formulated his own hypothesis to build a new theory in eye vision employing optical phenomenon in spherical lens, which is a kind of abductive reasoning. From the results, three suggestions are proposed, that: (a) in the development of creativity teaching material, the situations like Kepler's problem finding need to be included in the programs; (b) it should be taught that relevant scientific knowledge is important for problem finding and hypothesis formulating; and (c) the experience of successful problem solving by themselves could help them find new scientific problem(s).

이 연구의 목적은 시각에서의 망막 상 이론을 세우는 데 있어 Kepler가 어떻게 과학적 문제를 발견하고 그의 이론 형성 과정에서 어떻게 귀추적 사고를 하였는가를 조사하고, 그 분석 결과를 통해 과학에서의 창의성 교육을 위한 시사점을 얻는 것이었다. 관련 문헌들의 심층적인 분석을 통해, Kepler의 망막 상 이론에서의 과학적 문제 발견은 당시 시각 이론에 대한, 그의 정확하고 적절한 광학적 지식을 바탕으로 한 비판적 분석으로부터 이루어졌으며, 그는 새로운 이론을 세우는 과정에서 이미 알고 있는 구면 렌즈에서의 광학적 현상을 눈의 메카니즘 설명에 도입함으로써 귀추적 사고의 과정을 거쳤음이 밝혀졌다. 이러한 결과들로부터 과학 창의성 교육을 위한 시사점이 다음과 같이 도출되었다. 첫째는, 과학 창의성교수 자료의 개발에 있어서 프로그램 속에 Kepler의 과학적 문제 발견과 같은 상황이 제시될 필요가 있다는 것이며, 둘째로는, 적절하고 정확한 과학적 지식이 과학적 문제를 발견하고 가설을 형성하는 데 있어 필수적이라는 것이 지도되어야 하고, 마지막으로는, 학생 스스로 성공적인 문제 해결 경험을 가질 수 있도록 하고, 그것이 그들로 하여금 새로운 과학적 문제를 발견하는 데까지 이르도록 프로그램을 구성해야 한다는 것이다.

Keywords

References

  1. 권용주, 정진수, 박윤복, 강민정 (2003). 선언적 과학 지식의 생성 과정에 대한 과학철학적 연구. 한국과학교육학회지, 23(3), 215-228
  2. 박종원 (2003). 과학적 가설 검증을 위한 학생들의 실험 설계 내용 분석. 한국과학교육학회지, 23(2), 200-213
  3. 오필석, 김찬종 (2005). 지구과학의 한 탐구 방법으로서 귀추법에 대한 이론적 고찰. 한국과학교육학회지, 25(5), 610-623
  4. 정진수, 원희정, 권용주 (2005). 과학적 가설의 생성력 향상을 위한 삼원귀추모형의 적용. 한국과학교육학회지 25(5), 595-602
  5. Crombie, A. C. (1969). The history of science from Augustine to Galileo. New York: Dover Publications
  6. Crombie, A. C. (1990). Science, optics and music in medieval and early modern thoubgt. London: The Hambledon Press
  7. Dillon, J. T. (1982). Problem finding and solving. Journal of Creative Behavior 16, 97-111 https://doi.org/10.1002/j.2162-6057.1982.tb00326.x
  8. Einstein, A., & Infeld, L. (1938). The Evolution of physics. New York: Simon & Schuster
  9. Ferguson, K. (2002). Tycbo & Kepler. New York: Walker & Company
  10. Getzels, J. W. (1987). Problem finding and creative achievement. Gifted Students Institute Quaterly, 12(4), B1-B4
  11. Gross, C. G. (1999). The fire that comes from the eye. The Neuroscientist 5(1), 58-64 https://doi.org/10.1177/107385849900500108
  12. Hanson, N. R. (1958). Patterns of discovery. Cambridge: Cambridge University Press
  13. 송진웅, 조숙경 역(1995). 과학적 발견의 패턴
  14. Kepler, J. (1990). De Modo Visions, translated by A C. Crombie. London: The Hambledon Press
  15. Langley, P., Simon, H, Bradshaw, G., & Zytkow, J. (1987). Scientific discovery: computational explorations of the creative processes. Cambridge: MIT Press
  16. Lawson, A. E. (2000). How do humans acquire knowledge? and What does that imply about the nature of knowledge? Science & Education, 9, 577-598 https://doi.org/10.1023/A:1008756715517
  17. Lawson, A. E. (2002). What does Galileo's discovery of Jupiter's moons tell us about the process of scientific discovery? Science & Education, 11, 1-24 https://doi.org/10.1023/A:1013048828150
  18. Lindberg, D. C. (1976). Theories of vision from al-Kindi to Kepler. Chicago: University of Chicago Press
  19. McCormack, A. J., & Yager, R. E. (1989). A new taxonomy of science education. Science Teacher, 56 (2), 47-48
  20. Peirce, C. S. (1955). Abduction and induction. In J. Buchler (Ed), Philosophical writings of Peirce. New York: Dover Publishers
  21. Plato (1965). Timaeus and Critias, translated by D. Lee. London: Penguin Books
  22. Polya, G. (1962). Mathematical discovery: On understanding, learning, and teaching problem solving (Volume I, pp. 117-128). New York: John Wiley & Sons
  23. Starko, A. J. (2000). Finding the problem finders: Problem finders and the identification and development of talent. In R. C. Friedman, & B. M. Shore (Eds.), Talents unfolding: cognition and development. American Psychological Association
  24. Subotnik, R. F., & Steiner, C. L. (1994). Problem identification in academic reseach: A longitudinal case from adolescence to early adulthood. In M A Runco (Ed,), Problem finding, problem solving, and creativity, (pp. 188-200). Norwood: Ablex Publishing Corporation
  25. Szpiro, G. G. (2003), Kepler's conjecture. New York: John Wiley & Sons
  26. Wade, N. J. (1998). A natural history of Vision. Cambridge: The MIT Press