과학교육에서 개념학습이 중요한 위치를 차지히는 만큼, 개념변화에서 인지갈등의 역할은 크다. 그러나 과학교육 연구에서 인지갈등을 유발하는 방법이 과연 얼마나 효과적인지 다수의 인원으로 검증한 연구가 많지 많으며, 같은 상황임에도 학생에 따라 인지갈등과 개념변화의 정도가 다른 원인에 대한 연구도 찾아보기 어렵다. 본 연구는 이러한 의문을 해결하여 인지갈등을 올바로 이해하고, 앞으로의 개념변화 학습에 보다 효과적으로 활용하고자 인지갈등과 개념변화에 미치는 학습자 특성에 따른 차이를 알아보았다. 연구 대상은 대도시, 중소도시, 읍지역의 777명 남녀 중학생이며, 학습자 특성이란 과학 개념학습과 인지갈등 관련 문헌의 고찰과 과학교육 전문가 대상의 설문 조사를 통하여 대표적인 6가지 학습 변인으로서 지능, 인지수준, 성적, 인지양식, 성격, 과학에 관련된 태도등이다. 연구 결과, 인지갈등 전략에 의한 개념변화에서, 인지갈등의 정도는 성격과 태도 등 정의적 영역과 관계 있으며, 과학적 개념으로의 변화는 지능, 성적 등 지적 영역과 관계 있었다.
과학교과 내용이 요구하는 인지수준과 학생들의 인지수준이 맞지 않아 생기는 문제점을 극복하는 적극적인 대처 방안으로 학생들의 인지발달을 촉진시켜 과학교과 내용의 이해를 도모하기 위해 구안된CASE 프로그램의 효과를 조사했다. 초등학교 5학년(11세) 420명의 학생들이 연구에 참가하였으며, 같은 분량의 시간동안 실험반에서는 교육과정에 따른 과학교과 수업과 '생각하는 과학' 활동을 병행하였고, 통제반에서는 과학교과 수업만을 수행하였다. 연구 초기에 논리적 사고력 검사(SRT ll)를 이용하여 집단의 동질성을 비교하고, 2년 동안 실험반에 CASE 프로그램을 처치한 후 처치별, 성별, 인지수준별 인지가속 효과를 조사했다 2년간 지도한 결과 CASE 프로그램이 인지가속에 매우 효과적인 것(MS=16.883, F=10.360, p=.001; ES=0.40)으로 확인되었다. 특히 초기 1년 동안 인지가속에 매우 효과적인 것(MS=10.491, F=9.302, p=.002; ES=0.41)으로 나타났다 학생들의 성별에 따라 CASE 프로그램의 효과를 비교한 결과 남학생들 보다 여학생들이(ES 남:여=0.27:0.59) 좀 더 나은 효과를 보였다. 학생들의 사전 인지수준에 따른 CASE 프로그램의 효과를 분석한 결과, 전기 구체적 조작기(2A) 학생들은 중간검사에서 인지발달이 있는 것(ES=0.23)으로 나타났으며, 이러한 효과가 꾸준히 증가하여 사후검사에서는 인지발달이 아주 현저하게(ES=0.70) 나타났다 중기 구체적 조작기(2A/2B)와 후기 구체적 조작기(2B) 학생들에게서도 인지가속 효과가(ES=0.30,0.23) 나타났으나, 과도기(2B/3A)와 전조작기((2A) 학생들에게는 CASE 프로그램의 효과가 없는 것으로 나타났다. 학생들의 사후 인지수준이 형식적 조작기(3A 이상)로 상향 변화된 비율이 실험반(21.8%)이 통제반(8.6%)보다 2.5배나 높았다. 이와 같은 인지가속은 초기, 중기, 그리고 후기 구체적 조작기 학생들에게서 명백하게 나타났다. 우리나라 과학 교과내용이 요구하는 인지수준과 생들의 실제 인지수준과의 격차로 인해 생기는 과학교육의 문제점을 좀 더 적극적으로 대처하는데 CASE 프로그램과 관련된 여러 가지 자료가 활용될 수 있을 것이다.
인지과학의 지각심리학적 기초를 모색하기 위해 지각심리학 고유의 연구주제,주요개념 및 방법론 등을 개관하고, 지각심리학에서 인지과학적 물음이 어떻게 제기될 수 있는 지를 검토하였다.지각심리학이 인지과학의 다른 분야들에 제공할 수 있는 기본개념,방법론,현상 등을 정리하고,인지과학적 시각을 받아 들일때,지각심리학자들이 어떤 태도를 취해야 할 지를 논의 하였다.
이 연구의 목적은 생각하는 과학 프로그램이 초등학교 학생들의 인지발달 가속과 인지과정 기능의 발달에 미치는 효과를 알아보는 것이었다. 이 연구에는 초등학교 5학년 305명이 참여하였으며, 연구 대상을 실험 집단과 통제집단으로 나눈 후 실험집단에게는 2년동안 생각하는 과학 프로그램을 처치하였다. 연구 결과, 생각하는 과학 프로그램에 의한 초등학생의 인지발달 가속 효과는 있었다. 그리고 성별에 따른 인지발달 가속 효과를 살펴본 결과 여학생에게만 효과가 있었다. 또한 생각하는 과학 프로그램은 초등학생의 인지과정 기능의 발달에도 효과가 있었고, 인지과정 기능 영역별로 살펴본 결과 주의와 동시적 정보처리 영역에서 효과가 있었다. 이러한 결과는 생각하는 과학 프로그램이 인지과정 기능에 대해 원전이 효과가 있음을 보여주는 것이다.
본 연구의 목적은 우리나라 학생들의 인지적 속성의 특징을 인지진단이론에 근거하여 국제적인 수준에서 비교 분석하고 우리나라 교육에 주는 시사점을 찾는 것이다. TIMSS 2011의 평가틀에 근거하여 9개의 인지 속성을 추출하였고 TIMSS 2011의 과학 문항 216개에 대해 각 문항이 어떠한 인지 속성들을 요구하는지 판단하여 Q행렬을 작성하였다. 총 5차례의 검토와 수정을 반복하여 타당도를 점검하고 최종적인 Q행렬을 작성한 후, 다층 IRT 분석을 실시하여 인지 속성에 따른 국가별 특성을 파악하였다. 분석을 통해 나타난 우리나라의 인지적 속성을 TIMSS 2011의 과학성취도 상위 15개국과 비교한 결과 우리나라 학생들에게 모형사용하기, 자료분석하기, 결론도출하기, 평가 및 정당화하기는 쉬운 속성에 해당하였고 회상/인식하기, 설명하기, 분류하기, 통합하기, 가설설정 및 실험설계하기는 어려운 속성에 해당하였다. 우리나라 학생들이 가장 쉬워하는 인지 속성은 자료해석하기였고 가장 어려워하는 인지 속성은 설명하기였다. 우리나라의 경우 쉬운 인지 속성의 대부분은 비교국 중에서 가장 쉽게 여기고 어려운 인지 속성은 가장 어렵게 여기는 것으로 나타나 극단적인 특성을 보였다. 따라서 특정한 인지 속성이 많이 활용되도록 하기 보다는 여러가지 인지 속성이 골고루 활용되도록 과학 교육과정과 과학 교과서를 구성할 필요가 있겠다.
과학 문제를 대면했을 때 학생들이 인지하는 과제난이도에 따른 학생이 느끼는 상태불안 수준에 대한 실증적인 연구는 부족하다. 본 연구의 목적은 학생들이 과학 문제를 대면했을 때 학생이 인지한 과제 난이도가 과학불안과 상태불안의 관계를 조절하는지 검증하는 것이다. 이를 위하여 초등학생 5~6학년 410명(5학년 186명; 여학생 194명)을 대상으로 2개의 과학 문제를 제시하였다. 그리고 PROCESS macro 1번 모델을 활용하여 과학 문제 대면 상황에서 과학불안과 상태불안 유발 사이의 관계에서 학생이 인지한 과제난이도의 조절 효과를 검증하였다. 분석 결과, 학생의 과학불안 수준과 학생이 인지한 과제난이도는 상태불안을 정적으로 유의하게 예측하였다. 그리고 학생이 인지한 과제난이도는 학생이 문제를 대면했을 때 유발되는 상태불안 수준을 부적으로 유의하게 조절하였다. 즉, 학생이 문제를 어렵다고 생각할수록 상태불안 유발에 대한 과학불안의 영향력이 낮아졌으며, 학생이 문제를 쉽다고 생각하면 상태불안 유발에 대한 과학불안의 영향력이 높아졌다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 과학교육 및 향후 연구 방향에 대한 시사점을 논의하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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