• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.805-822
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• 2012

이 연구의 목적은 소집단 상호작용에 따른 심장 내 혈액 흐름에 대한 모델 발달 유형과 추론 과정을 탐색해보는 것이다. 서울 소재의 지역 구청 영재원 8학년 학생들 14명이 3명이나 4명으로 한 소집단을 이루어 함께 탐구 활동을 하였다. 이들은 비유 모델 활동을 하면서 석유 펌프 내에서의 한 방향 물의 흐름에 대한 공동 모델을 구성하고, 돼지 심장을 직접 해부하여 실제 심장 내에서의 혈액의 흐름에 대한 공동 모델을 구성하였다. 소집단 상호작용은 학생들이 공동 모델을 구성하는 데에 중요한 요인이 되었으며, 모델의 비판적 검토, 모델의 제시자, 리더의 유형이 상호작용에 영향을 미쳤으며, 모델 발달 유형은 정체형, 첨가형, 정교형이 나왔다. 정교형 모델 발달에서는 모델 제시자 뿐만 아니라 다른 학생들도 모델을 비판적으로 검토하였으며, 여러 학생들이 모델을 제시하고, 설득적이거나 포용적인 리더가 존재하여 다양한 학생들이 모델링에 참여함으로써 모델이 정교화 되거나 목표모델에 가까워지게 되었다. 소집단 모델링에서의 추론 과정을 분석한 결과 1단계 모델링에서 높은 수준의 논변이 나타났다. 탐구 활동의 속성상 비유 모델인 석유 펌프는 심장 구조보다 단순하고, 구조와 물의 흐름이 관찰 가능하여 학생들이 직접 경험에 의한 자발적 추론을 할 수 있어서 논변 활동이 활발하게 나타났다. 또한, 높은 수준의 추론 과정에서 내부 갈등 상황이 나타났는데, 이것으로 인해 학생들은 자신의 주장을 정교화 하였으며, 초기 설명 모델이 목표 모델에 가깝게 되면서 모델의 질이 향상되었다. 그러므로 석유 펌프와 같은 비유 모델 활동은 협력적인 모델링이 나타나게 해주는 좋은 학습 도구이므로 교수 학습 과정에서 적극적으로 활용해야 한다. 또한 공동으로 모델을 구성하는 과정에서 학생들의 생각이 정교화 되고, 설명 모델이 과학적으로 가까워지는 계기가 되므로 적절한 소집단 모델링 프로그램을 개발하고 현장에 적용해 보는 것이 필요할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권5호
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• pp.791-804
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• 2015

본 연구는 과학 관련 사회적 쟁점을 다룬 연구에 대한 문헌 조사를 통해 의사결정의 정의와 의사결정에 영향을 미치는 요인을 탐색하며, 의사결정의 질을 판별할 수 있는 기준을 수립하는 것을 목적으로 한다. 이에 본 연구는 SSCI급 학술지에 게재된 과학 관련 사회적 쟁점에서의 의사결정을 다룬 논문을 분석 대상으로 선정하였다. 최종적으로 147개의 연구 논문이 분석 대상으로 선정되었으며 분류 분석을 통해 논문에서 나타나는 의사결정의 정의, 의사결정에 영향을 미치는 요인, 의사결정을 판단하는 준거 등을 추출하였다. 연구 결과 대부분의 연구들이 의사결정을 명시적으로 정의하지 않고 있으며 의사결정 과정의 전반을 다루기보다는 대안 판단이나 준거 수립 등 일부 요소만 다루고 있었다. 선행 연구에서 다룬 의사결정에 영향을 미치는 요인들은 과학지식, 과학의 본성, 쟁점의 종류, 논의 형태, 개인의 신념과 가치관, 문화 등이었다. 이러한 요소들과 의사결정을 이루는 여러 요소들과의 관계를 분석한 결과, 24가지의 관계 중 오직 6개에 대해서만 유의미한 관련성을 가짐을 알 수 있었고 대부분 대안 판단과만 연결되었다. 선행연구에서 주로 다룬 의사결정의 준거로는 균형, 다양성, 정당화였으며 대체로 Toulmin이 제시한 논변틀을 따르고 있었다. 이에 본 연구에서는 의사결정의 핵심인 위험과 불확실성을 중심으로 한 의사결정의 준거를 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권6호
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• pp.1119-1138
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• 2013

국내 과학교육연구 문헌에서 argument와 argumentation이 소개되고 연구되어온 지 거의 10년이 되었고, 그 용어가 크게 세 가지 단어로 번역이 됨을 관찰할 수 있다. 이 연구의 목적은 국내 과학교육 문헌에서 두 용어가 어떻게 정의되고 있으며, 어떤 상황에서 사용하는지를 고찰하여 다양하게 번역된 용어들의 의미를 명료화하는 것이다. 이를 위해 번역의 다양성에 관한 철학적 관점에서 외국 과학교육 문헌에서 argument와 argumentation의 정의와 그 연구 맥락을 검토하고, 국내의 관련 문헌을 고찰하였다. 고찰된 문헌은 2000년 이후 제목에 argument와 argumentation을 포함하는 79개의 외국 주요 과학교육저널에 실린 논문과 그 두 용어의 번역어를 제목에 포함한 37개의 국내 과학교육 논문이다. 분석 결과 국내 연구자들은 연구 맥락에 따라 argument와 argumentation을 일반적인 상황에서의 정의 또는 탐구의 한 측면과 같은 구체적인 상황에 기인한 정의를 제시하는 것으로 드러났다. 대부분의 국내 과학교육 논문에서 번역 용어의 다양성에 관해 명시적으로 언급하지 않았으며, 언급한 경우에도 하나의 예외를 제외하고 선택한 번역용어를 사용한 이유를 제시하지 않았다. 또한 argument 또는 argumentation의 정의를 위해 여러 연구자들이 동일한 외국 문헌을 고찰하였음에도 불구하고 연구자마다 서로 다른 번역어를 사용하였다. 이는 그 용어의 정의와 특정 번역어의 사용은 연구자들에게는 관련이 없음을 보여주었다. 반면, 특정 연구 집단이 특정 번역어를 일관되게 사용하는 것으로부터 번역이 실천적 습관일 수 있다고 분석하였다. 연구결과로부터 번역 용어의 결정에 관한 입장을 연구 전문성과 연구집단 간의 의사소통의 측면에서 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권5호
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• pp.401-414
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• 2021

본 연구의 목적은 PISA 2015 결과와 비교하여 PISA 2018 과학 영역에서 성취수준 집단별로 과학적 소양 성취 특성을 알아보고, PISA 2018에서 PISA 2015보다 정답률이 특히 상승한 '인식론적' 지식에 대해 PISA 참여 학생들이 경험한 교육과정을 중심으로 비교 분석하는 것이다. PISA 2015와 PISA 2018 평균 정답률을 PISA 과학 영역 평가틀 차원별 하위영역별로 분석하였다. 특히, '역량' 차원에서 중집단과 하집단에서 '과학 탐구의 평가 및 설계' 정답률이 가장 낮았지만, PISA 2015과 비교하여 모든 성취집단에서 정답률이 상승하였다는 점에서 고무적이다. '지식' 차원에서 '생물계' 지식과 '인식론적' 지식에서 정답률이 낮았지만, PISA 2015와 비교하면 '인식론적' 지식에서 상집단과 중집단의 정답률이 상승하였다. PISA 2015에 비해 PISA 2018에서 정답률이 상승한 '인식론적' 지식과 관련하여 PISA에 참여한 학생들이 경험한 교육과정의 변화를 살펴보았다. 과학에 대한 이해 측면에서 2009 개정 교육과정에서는 '과학이란?' 단원과 과학 탐구 활동에서 모형에 대한 이해를 향상시킬 수 있도록 하였다. 과학 지식을 정당화하는 과정에 대한 이해 측면에서 2009 개정 교육 과정에서는 탐구 활동의 수는 증가하고 실험 결과에 기반한 과학적 설명을 강화하였으며 '과학과 인류 문명' 단원을 도입하여 학생들이 STS를 이해하는 것과 동시에 논변활동을 할 수 있도록 하였다. 본 연구를 통해 PISA 2015와 비교한 PISA 2018의 성취수준별 인지적 성취 결과를 알아보았고 우리나라의 과학과 교육과정 개정이 탐구 수업을 통한 인식론적 지식 함양 교육 측면에서 긍정적인 방향으로 나타났다는 것을 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권4호
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• pp.541-553
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• 2018

본 연구는 자유탐구 활동에서 나타난 과학고등학교 학생들의 인식적 목표와 인식적 이해가 추론 복잡성과 어떠한 관련이 있는지 알아보고, 자유탐구가 참과학 탐구의 성격을 띠게 하는 맥락을 탐색하였다. 1명의 교사와 12명의 2학년 학생이 연구에 참여하였으며, 연구에 참여한 6팀 중 인식적 측면과 추론의 복잡성이 뚜렷하게 구분되는 2팀을 초점 집단으로 선정하여 사례연구를 실시하였다. 학생의 활동과 면담을 녹화, 녹음한 후 전사한 자료, 참여관찰 자료, 학생이 작성한 인공물 등을 분석하여 다음과 같은 연구 결과를 얻었다. 첫째, 학생들의 인식적 목표와 이해는 인식 대상의 특성과 맥락에 따라 차이가 있었다. '현상 이해에 대한 가치 공유, 연구 가치에 대한 성찰 기회, 협업과 합의를 요구한 과제 특성, 팀원 간의 충분한 소통 기회'와 같은 맥락은 학생들의 인식적 목표와 이해의 향상을 촉진했다. 반면, '연구 관련 문헌에 대한 비판적 검토 기회의 부재, 환경적 제약'과 같은 맥락은 학생들의 인식적 목표와 이해의 하락을 촉진했다. 둘째, 학생들의 인식적 목표와 이해는 추론의 복잡성에 영향을 미쳤다. '과학적 의미 형성'의 목표는 학생이 생성한 의문을 바탕으로 검증 가능한 가설을 설정하는 높은 수준의 추론에 영향을 미쳤다. 정당화에 대한 높은 이해는 대조군 설정에 의도적으로 주목하고 독창적인 실험 노하우를 개발하는 높은 수준의 추론으로 이어졌다. 청중에 대한 높은 이해는 논변을 들어 자신들의 연구를 방어하고, 후속 연구를 제안하는 높은 수준의 추론으로 이어졌다. 반면, '정답 찾기'의 목표와 정당화에 대한 낮은 이해는 자료의 의미를 해석하지 않고, 실험의 한계점을 조절하지 않는 낮은 수준의 추론으로 이어졌다. 청중에 대한 낮은 이해는 연구를 적극적으로 방어하지 않고, 후속 연구를 고려하지 않는 낮은 수준의 추론으로 이어졌다. 본 연구는 자유탐구 지도와 관련하여 활동의 가치를 공유하고, 학생의 인식적 권위를 확인할 수 있는 소통 기회와 비판적 검토 기회를 제공할 것을 시사한다.