• 한국과학교육학회지
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• 제19권1호
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• pp.117-127
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• 1999

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.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권3호
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• pp.427-441
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• 1998

청소년들의 과학적 추론이나 과학개념 변화에 영향을 미치는 변인들에 대한 교육학적 또는 심리학적 접근에서 수행 된 연구들은 많지만, 아직 두뇌기능의 성숙적 측면에서 이들 변인에 대한 접근은 국내외적으로 거의 이루어지질 않았다. 이 연구는 청소년들의 과학객 추론 능력과 개념획득 능력이 그들의 전두엽연합령(prefrontal lobes)의 인지적 기능, 예를 들면 설계기능(planning function) 또는 억제기능(inhibiting function)의 성숙에 의해서 주로 매개된다는 가설을 테스트하였다. 이 가설을 테스트하기 위하여 한국의 중등학생들의 과학척 추론 능력, 수업을 통한 개념 변화 능력, 추론능력과 개념변화에 영향을 미치는 것으로 알려져 온 탈잠입능력과 작동기억용량, 그리고 설계능력과 억제능력을 조사하여 그들 사이의 상관성과 회귀계수를 알아보았다. 이 연구의 결과는 전두엽연합령의 셜계능력과 억제능력이 과학적 추론 및 개념변화와 통계적으로 유의하게 관련되어 있음을 보여주었을 뿐만아니라, 더 나아가 과학적 추론과 개념변화에 이미 유의미한 인지변인으로 지지되어온 탈잡입능력과 작동기억용량보다 높은 지수로 관련되어 있음을 보여주었다. 이 연구는 또한 전두엽연합령의 인지적 기능들이 크게 활성과정(representing process)과 억제과정 (inhibiting process)으로 수행되어짐올 보여주었고, 이들 두 인지과정은 과학적 추론과 개념변화과정은 물론 다른 인지활동에도 적용되어질 수 있음을 본 연구는 제시하고 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권4호
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• pp.375-383
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• 2014

이 연구는 대중매체에서 보고되는 과학 관련 정보에 관한 중학생들의 평가 양상을 가설-연역적 추론의 측면에서 분석하여 과학적 소양 함양을 위한 과학 교육에 시사점을 얻고자 하였다. 중학생 66명을 대상으로 정보평가 능력 검사지를 사용한 지필 검사와 개인 면담을 통해 자료를 수집하였다. 정보평가능력 검사지는 6개의 주제에 관해 각 주제별 질문을 가설-연역적 추론 과정에 따라 제시하였다. 가설-연역적 추론 과정에 따라 정보에서 설명하는 내용이 예측하는 것을 확인하고, 실측한 자료를 식별하여, 정보에서 설명하는 내용의 타당성을 판단하는 각 단계에 나타난 학생들의 응답 유형과 가설-연역적 추론 과정에 따라 정보를 평가하는지 여부 및 정보의 타당성 판단에 사용하는 근거에 대한 신념을 조사 분석하였다. 연구결과 정보평가 과정에서 중학생들은 주어진 정보와 개인의 사전 경험 및 지식의 조합에 따른 여러가지 유형을 보였고, 가설-연역적 추론 과정에 따라 정보를 평가한 사례는 적게 나타났다. 가설-연역적 추론을 한 학생의 경우 정보 판단에서 과학적 증거를 우선하는 경향을 보인 반면 가설-연역적 추론을 하지 않은 학생은 개인적 경험을 우선하는 경향을 보였다. 연구 결과는 과학적 소양을 위한 과학 수업 및 교육과정에 시사점을 제공하며 추후 연구에서 자료의 타당성에 관한 판단을 포함한 학생들의 평가 능력 측정 및 가설-연역적 추론 외 다른 형태의 추론 능력 역시 측정할 필요성을 제시한다.

• 과학교육연구지
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• 제37권2호
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• pp.323-337
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• 2013

이 연구의 목적은 자유탐구 활동에서 나타난 중학교 2학년 과학 영재 학생들의 과학적 추론 능력을 알아보는 것이다. 과학영재들이 과학자가 지식을 얻는 과정과 유사한 자유탐구 활동을 실시할 때 어떠한 과학적 추론과정을 거쳐 탐구하고 있으며 과학적 추론 능력이 어느 정도인지를 확인하고 분석하는 것은, 학생 지도에 있어서 교육적 시사점을 줄 수 있다. 이를 위하여 정선희 등(2011)이 번역한 Dolan과 Grady(2010)의 CSRI Matrix를 이용하여 추론 복잡성을 분석하였으며, 추론 복잡성이 높을수록 과학자가 지식을 얻는 과학적 추론 과정과 비슷하다. 연구 결과, 자유탐구의 과정별로 추론 복잡성 단계는 다양하게 분포하였다. 특히 의문 생성 과정과 연구 의문과 자료 연결 과정은 5개 팀이 모두 비교적 높은 추론 복잡성 단계를 나타낸 반면, 예비가설 생성과정 변인 선택 실험의 한계나 결점 고려 등은 비교적 낮은 단계를 나타내었다. 그리고 의사소통 및 연구 결과 방어는 가장 다양한 추론 복잡성 단계 분포를 나타내었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권4호
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• pp.587-599
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• 2011

이 연구에서는 '생각하는 과학' 활동을 경험한 중학생들이 이를 경험하지 못한 통제집단과 비교하여 변인 통제 전략의 적용과 변인의 효과를 추론하는 능력에 대해 분석하였다. 연구 결과 변인 통제 전략 유형은 조작변인의 인식과 변인 통제의 여부에 따라 변인 통제전략 성공형, 변인 통제전략 미완성형, 부분통제형, 통제 불가능형, 변인 통제전략 실패형으로 구분하였다. 실험집단이 통제집단에 비해 변인 통제 전략을 보다 정화하고 효과적으로 사용하였다. 직관적으로 알 수 있는 변인의 효과 추론 능력을 분석한 결과 가역적 사고가 가능한지의 여부와 변인의 효과를 추론할 수 있는지에 따라 변인효과 추론 가능형, 변인효과 추론 불가능형, 가역적 사고 불가능형으로 구분하여 유형화하였다. 실험집단 학생들이 변인효과 추론 가능형에서 통제집단보다 두 배 이상 많았다. 보상논리 조작을 포함하는 가역적 사고가 가능한 학생들은 형식적 조작기 이상의 학생들에게서 가능하였다. 직관적으로 얻기 힘든 변인의 효과를 추론하는 능력은 두 집단 모두 형식적 조작기 후기에 도달한 인지 수준의 비율과 비슷하였으며, 추론에 성공한 학생들의 비율은 실험집단이 통제집단 학생들 보다 1.5배 정도 더 많았다. 따라서 변인 통제능력과 변인을 추론하는 능력을 향상시키기 위해서는 '생각하는 과학' 활동 프로그램이 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권3호
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• pp.390-406
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• 2021

이 연구는 화산과 지진 단원의 수업에 GeoMapApp을 활용한 학습 자료를 적용하고, 공간 능력이 서로 다른 초등학생들이 인지한 공간 개념, 표현한 공간적 표상의 도구, 지형 구조를 표현하는 데 적용한 공간적 추론을 추출하여 공간적 사고의 과정을 분석하였다. 공간 능력 상위 집단 학생들은 인지한 공간 개념 정보를 수평 거리에 따라 구간을 나누어 화산과 지진의 지형 구조에 관한 심리적 이미지를 형성하는 내적 공간 표상을 활용하거나, 인식한 공간 개념을 그대로 연결하는 공간적 추론의 사례를 보였다. 또한, 지진 자료를 보고 공간 개념을 변형하여 공간적 추론을 수행하는 예도 있었다. 공간 능력 하위 집단 학생들은 공간 개념을 직접 지형 구조로 연결하는 공간적 추론을 보이거나, 공간 개념을 부분적으로 인식하여 지형을 파악하는 공간적 추론 사례를 보였다. 연구 결과를 근거로 초등학생들이 GeoMapApp 자료에서 거리, 높이, 깊이와 같은 공간 개념을 정확히 인식해야 더 나은 공간적 사고를 구현할 수 있음을 밝혔다.

• 대한화학회지
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• 제67권5호
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• pp.362-377
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• 2023

이 연구는 과학 텍스트 읽기 전략으로 의미지도가 고등학생의 추론적 이해에 미치는 영향을 알아보는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 고등학교 3학년 과학중점반 2개 학급 학생 46명을 대상으로 한 학기 동안 의미지도 읽기 전략을 활용하여 8개 주제의 과학 텍스트 읽기 수업을 실시하였다. 의미지도 읽기 전략이 과학 텍스트의 추론적 이해에 미치는 영향을 알아보기 위해 학생들이 작성한 사전·사후 읽기 능력 검사지를 비교 분석하였다. 추론적 이해 변화를 알아보기 위해 추론적 이해 분석틀을 개발하여 추론적 이해 수준을 분석하였다. 추론적 이해 변화를 분류하기 위해 추론적 이해 분석틀의 세부 항목인 3개 항목의 수준을 점수로 환산하였다. 학생들의 추론적 이해 변화 분석 결과는 의미지도 읽기 전략 수업이 고등학생의 추론적 이해 변화에 영향을 미쳤으며, 특히 추론적 이해의 하위 유형 중 교량 추론과 정교화 추론에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국지구과학회지
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• 제24권6호
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• pp.524-532
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• 2003

이 연구의 목적은 진자 과제에서 학생들의 가설 생성에 있어서 귀추적 추론 능력이 중요한 역할을 한다는 가설을 검증하고자 하는 것이다. 가설을 검증하기 위하여 5학년 학생들을 대상으로 하여 진자 운동에 대한 가설 생성 검사와 진자의 길이에 대한 선지식 검사를 실시하였다. 진자의 길이에 대해 선지식을 가지고 있는 많은 학생들이 그네 과제에 대한 가설 생성에 선지식을 적용하지 못하였다. 이러한 결과는 학생들이 가설 생성에 실패한 이유가 단지 선지식이 없어서가 아니라 오히려 귀추적 추론 능력이 부족한 것과 관련된다. 학생들이 성공적으로 가설 생성을 하기 위해서는 선지식 뿐만 아니라 귀추적 추론능력도 요구된다. 그러므로 이 연구는 가설 생성 과정에 있어서 선지식 이외에도 귀추적 추론 능력이 중요한 역할을 한다는 주장을 지지한다. 이 연구는 학생들의 가설 생성 능력을 계발하기 위해서는 과학 교육에서 과학적 선언적 지식 뿐만 아니라 귀추적 추론 능력에 대한 교육도 함께 제공되어야 함을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.818-831
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• 2007

지구과학 탐구에서 귀추적 탐구의 중요성을 인식하고, 이를 모델로 한 지구과학 수업에 대한 이론적인 접근이 진행되어 왔다. 또한, 구체적인 지구과학 탐구의 장으로서 야외 지질 학습 현장에 대한 귀추적 탐구의 연구 사례는 매우 중요하다. 이 연구에서는 귀추적 학습 모형을 바탕으로 구성된 야외 지질 학습 프로그램을 중학교 과학 영재 학생들에게 적용하여 학생들의 귀추적 추론 사례와 그 과정에 사용된 사고 전략 및 교사의 교수법적 중재가 학생들의 귀추적 추론에 미치는 영향을 알아보았다. 연구 결과, 학생들은 야외 지질 학습을 진행하는 동안 암석의 구별,함께 나타나는 서로 다른 암석의 생성 과정 설명,변성암의 절리 형성 과정 설명,답사 지역 지형의 형성 과정 설명 등의 사례를 귀추적으로 추론하였다. 또한,학생들은 노두에서 관찰한 사실들을 설명할 수 있는 적절한 규칙을 찾아내는데 다양한 사고 전략들을 사용하였다. 이를 통해 야외 지질 학습 과정에서 학생들에게 과학자들이 수행하는것과 유사한 탐구 및 추론 과정을 경험하게 함으로써 학생들의 귀추적 추론 능력을 함양시킬 수 있음을 보여주었다. 한편, 야외 지질 학습 과정에서 교사의 교수법적 중재는 학생들의 귀추적 추론 과정을 지원하였으며, 특정한 사고 전략을 유도하기도 했지만, 추론의 내용까지 보장해 주지는 못하였다. 학생들은 관찰한 사실들을 설명하기 위한 규직을 추리할 때,그들이 기존에 가지고 있던 잘못된 배경 지식에 근거하고 있었다. 따라서 학생들이 야외 지질 학습 과정에서 올바른 가설을 수립하여 답사 지역의 지질을 해석하고,설득력 있는 귀추적 추론을 위한 규칙을 추리하도록 하기 위해서 교사는 학생들의 귀추적 추론 능력을 길러 주는 것뿐만 아니라,학생들에게 정확한 배경 지식과 정보를 제공해 줄 수 있어야 한다.

• 산업융합연구
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• 제21권10호
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• pp.111-120
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• 2023

본 연구는 PBL-SIM 교육을 이수한 간호대학생의 메타인지와 회복탄력성이 임상추론능력에 미치는 영향을 살펴보기 위한 서술적 조사연구이다. PBL-SIM 교육을 경험한 간호학과 4학년 141명을 연구 대상으로 하였으며, 2021년 9월부터 12월까지 설문지를 적용하여 자료수집 하였다. 수집된 자료는 SPSS 21.0 프로그램을 사용하여 기술통계, 상관분석 및 위계적 회귀분석을 진행하였다. 연구 결과, 메타인지(r=.78, p<.001)와 회복탄력성(r=.81, p<.001)은 임상추론능력과 유의한 양의 상관관계를 보였다. 간호대학생의 임상추론능력에 영향을 주는 요인으로는 교육 참여의 자신감, 메타인지 및 회복탄력성이었으며, 이들은 임상추론능력을 75%의 높은 수준으로 설명하였다(F=32.74, p<.001). 간호대학생의 임상추론능력을 향상하기 위해서는 자신감, 메타인지 및 회복탄력성과 같은 내적 요인을 시뮬레이션 교육과정에 반영할 것을 제언한다.