• 대한화학회지
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• 제66권1호
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• pp.50-60
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• 2022

이 연구는 과학교육에서 논의의 본성(the Nature of Argumentation in Science education, NAS)을 탐색하고자 하였다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 현재까지 국내·외 과학교육 분야에서 논의를 주제로 수행된 선행연구들을 수집한 후 이를 고찰하여 과학교육에서 논의의 특징을 추출하였다. 이후 전문가 검토를 실시하여 과학교육에서 논의의 본성을 '증거 기반', '언어적 상호작용', '맥락 의존성', '공적 의사결정', '잠정적 합의', '방법론적 다양성' 및 '과학 문화의 내면화'의 총 7가지 측면에서 제안하였다. 과학교육에서 논의의 본성에 대한 이해는 과학 학습에서 논의의 실천을 증진시킬 수 있다. 따라서 추후 연구에서는 과학 학습에서 논의의 효과적인 실천을 위하여 과학교육에서 논의의 본성을 확장하고 정교화하기 위한 연구가 이루어질 필요가 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권6호
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• pp.1019-1030
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• 2015

이 연구는 논변활동을 지도하는 교사의 수업실행 변화와 이 과정에서 드러나는 논변특이적 PCK의 요소를 확인하고 이것이 수업 실행에 미친 영향에 대해 탐색하였다. 연구에 참여한 교사는 과학교육 박사학위 소지자로 연구 당시 교육경력이 19년이었으며 연구에 참여하기 이전에 논변수업을 지도해 본 경험은 없었다. 논변활동 수업은 중학교 1학년 광합성 단원에 대한 9차시로 구성되었고 수업 이후 주 1회 약 30여분 총 5회에 걸쳐 연구자와 교사 간 협력적 성찰이 이루어졌다. 모든 수업과 협력적 성찰은 녹화, 녹음되었으며, 교사의 사전사후 논변검사지, 수업전사본, 관찰일지, 협력적 성찰 전사본이 분석 자료로 활용되었다. 교사의 발화를 분석한 결과 교사의 수업 실행은 1~3차시에 해당하는 초반부에는 학생들에게 말하기, 논변 정의하기, 정당화하기 등을 촉진하는 발화가 주로 나타났으나 4차시 이후부터는 교사가 학생들의 상호작용을 강조하며 상대방 이야기를 들어주기, 대안주장하기, 논변과정 반성해보기 등을 촉진시키는 발화도 함께 나타났다. 본 연구에서는 협력적 성찰과 논변 수업 실행으로부터 교사의 논변특이적 PCK 발달이 나타났으며, 논변특이적 PCK는 학생에 대한 이해, 논변의 본성에 대한 이해, 논변 과제전략에 대한 이해로 분석되었다. 이러한 참여 교사의 논변 특이적 PCK에 대한 이해는 협력적 성찰과 수업실행이 반복되면서 향상되었음을 확인할 수 있었다. 참여교사는 논변수업에서 학생이 갖는 어려움에 대한 이해가 깊어졌으며, 논변에 대한 이해를 개인적 측면으로부터 사회적 측면을 포함한 것으로 발달시켰다. 또한 논변과제를 자발적으로 변환시킴으로써 과제전략에 대한 깊은 이해를 드러냈다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권4호
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• pp.402-411
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• 2010

이 연구는 동일한 연구 방법으로 다른 결론을 내린 두 천문학자 집단 간의 논증과정을 분석하고 학교과학교육 현장에 적용을 위한 시사점을 얻는 데 목적이 있다. 이 연구를 위해, 동일한 관측 대상과 자료 처리 방법에도 불구하고 서로 다르게 해석한 두 논문을 선정하고 분석하였다. 이 두 논문의 쟁점은 결과의 해석과 설명, 그리고 관측된 자료의 신빙성에 관련되어 있다. 이 결과로부터, 과학적 설명의 정당화 과정과 실험 결과에 대한 신빙성 평가활동이 수반되는 과학적 논증활동이 전개될 필요가 있음을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.59-72
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• 2019

이 연구에서는 초등학생들의 소집단 과학 논의 활동에서 나타나는 인식적 고려사항들을 동정하고 이러한 인식적 고려사항들이 논의 상황 속에서 어떻게 서로 관련되는지 탐색하였다. 학생들의 소집단 논의 활동에서 나타난 인식적 고려사항들은 Berland et al.(2016)이 제시한 틀을 사용하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학생들의 소집단 논의 활동에서 인식적 고려사항은 본성, 일반성, 정당화, 청중의 네 가지 측면에서 소집단 별, 차시 별로 다양하게 나타났다. 둘째, 소집단 별 논의 활동에서 나타난 인식적 고려사항들은 서로 상호 작용하며 복합적으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 소집단 논의 수업을 설계하고 평가하는 교사들에게 학생들이 논의 활동에 참여할 때 어떠한 생각을 가지고 참여하고 있으며 이러한 인식적 고려사항들이 학생들의 논의 활동에 어떤 영향을 줄 수 있는지에 대한 이해를 제공할 수 있다. 학생들의 학습접근방식보다는 성적 수준이 학생들이 사용하는 인식적 고려사항에 더 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 인식적 고려사항들은 상호 작용하는 과정에서 논의 상황에 따라 서로 관련이 되므로 인식적 고려사항들이 서로에게 긍정적으로 관련되어 과학 논의 활동이 과학적이고 논리적으로 전개될 수 있도록 소집단내 규범 형성 및 교수 전략을 고려하여야 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.565-575
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• 2017

이 연구에서는 초등 과학 영재 학생들을 대상으로 자연선택 핵심개념 논변 활동 담화에서 드러난 인식적 이해와 논변활동 수준을 분석하였다. 논변활동에 참여한 학생들은 광역시 소재 영재교육원 6학년 학생 20명이었는데, 그 중 적극적으로 논변활동에 참여한 소집단 중 담화에서 인식적 이해가 드러나며, 개념에 따라 소집단 구성원의 인식적 이해 수준이 서로 달랐던 세 명으로 구성된 소집단을 목적표집하여 그들의 담화를 분석하였다. 담화에서 드러난 인식적 이해의 요소는 본성, 일반성, 정당화, 청중의 범주로 나누어 분석하였으며 논변활동 수준은 논변의 구성과 비평을 중심으로 내재적 인지 부하에 따라 만들어진 논변활동 학습발달과정을 사용하였다. 연구 결과, 학생들의 논변활동에서 드러난 인식적 이해는 자연선택 하위 개념별로 다르게 나타났다. 자연 선택 하위 개념 모두 실천적 인식적 이해의 본성 측면에서는 모두 높게 나타났으나 일반성, 정당화, 청중 범주에서는 높거나 낮았으며, 그 수준이 담화에서 드러나지 않는 경우도 있었다. 지식의 일반성 측면에서 높게 드러난 변이의 유전개념에서 획득형질의 유전에 반대하는 다양한 현상과의 연결은 다양한 아이디어를 생성하여 논변활동 참여를 촉진하는 요소로 활용되어 세 학생 모두 논변활동 수준은 비판 제시 수준으로 나타났다. 하지만, 정당화와 청중 범주에서 실천적 인식적 이해 수준이 낮게 드러난 개념들의 학생의 논변 활동 수준은 그 보다 낮았다. 학생들이 최종 자연선택 핵심 개념인 종분화 개념 논변 시 모두 인식적 이해 수준이 높았던 개념들을 이용하여 종분화 과정을 설명하려 하였으며, 반대로 인식적 이해 수준이 낮았던 개념은 설명 요소로 포함시키지 않았다. 이 연구결과 학생들은 다양한 인식론적 자원을 통해 맥락에 따라 활용되는 인식론적 자원은 다르며 학생들이 왜, 어떻게 인식론적 결정을 하는지에 대한 구체적인 요인들을 분석할 필요성을 제안한다. 인식론적 결정에 영향을 미치는 다양한 요인 분석은 논변 활동의 질과 수준을 높일 수 있는 교수자의 중재 요소가 될 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권3호
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• pp.160-175
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• 2004

This study examined the knowledge and practices of scientific inquiry displayed by three student teachers and two beginning teachers at secondary levels. Observations using the instrument of OTOP designed by the research team of OCEPT (Oregon Collaborative for Excellent in the Preparation of Teachers) generalized similar teaching strategies of scientific inquiry between student and beginning teachers, such as using group work for students' first hand experience, using concrete materials for experimentation or visual tools for demonstration, using questions for factual knowledge mainly without opportunities to understand how scientific knowledge is constructed. Those scientific inquiry activities were very confirmative ones to follow the steps without opportunities of understanding nature of science or nature of scientific inquiry. However, all participants in this study hold knowledge of scientific inquiry envisioned by the National Science Education Standards [NSES] (NRC, 1996), where students identify their hypothesis, use critical and logical thinking, and consider alternative explanations through argumentation as well as experimentation. An inconsistent relationship between participating teachers knowledge and practices about scientific inquiry resulted from their lack of pedagogy skills of implementing it in the classroom. Providing opportunities for these teachers to reflect on their beliefs and practices about scientific inquiry was recommended for the future study. Furthermore, increasing college faculty interest in new teaching approaches for upgrading the content knowledge of student teachers and beginning teachers was recommended as a solution, since those teachers showed evidence of influence by college faculties at universities in their pedagogy skills.

• 한국지구과학회지
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• 제31권1호
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• pp.106-117
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• 2010

이 연구의 목적은 학생들의 논증을 인식론적 (사고과정) 및 심리학적 (사고유형) 관점에서 탐색하여 어떠한 사고과정 및 유형으로 교사가 학생들의 논증 형성 능력을 향상시키는지 알아보는 것이다. 35년의 교사경력을 지니고 있는 교사 및 그의 26명 학생의 과학수업 60시간을 관찰하고, 전사하였으며, 전사한 학생들의 논증이 어떻게 표현되는지를 두 개의 도구, 즉 인식론적 및 심리학적 관점으로 분석하였다. 이 연구 참여자인 교사는 학생들의 논증의 질을 향상 시키기 위하여 특별한 목적으로 개발한 명시적인 교수법 "주장-근거 교수법"을 수업 시간에 활용하였다. 논증을 두 개의 다른 관점으로 분석해 본 결과, "보기" 또는 "예"를 이용한 사고과정에서는 "정교성" 사고유형이 가장 빈번하게 사용되었다. 모든 탐구의 시작인 가설을 세우기 위해 학생들은 "귀납" 사고과정으로 "일반화" 사고유형을 통해 탐구의 시작단계인 본인들의 "주장"을 형성하였다. 좀 더 높은 수준의 논증은 다른 지식이나 경험을 통한 개념의 "일관성" 사고 과정을 통해 교사의 도움에 힘입어 학생들이 "설명"을 형성하였다. 이러한 높은 수준의 논증 기회에서 확인된 교사의 역할은 학생들이 스스로 논증을 형성할 수 잇도록 도와주는 조력자, 그리고 학생들의 논증을 평가하는 것이 아닌 좀더 학생들의 사고과정을 확장시켜 주는 정교자 (elaborator), 그리고 학생들의 논증 수준이 높아질 수 있도록 논증을 추적하여 발전시켜주는 멘토로 확인되었다. 논증 본성에 대한 이해를 바탕으로 교사들은 학생들이 과학의 참 의미를 이해 할 수 있도록, 논증 기회를 제공하는 명시적인 교수전략을 개발하는 것이 필수적이라 할 수 있겠다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제6권1호
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• pp.1-12
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• 2013

20 preservice teachers at college level participated in this study and interacted with students at elementary and middle school levels during science camp offered by science center in Taiwan. Preservice teachers displayed moderate (above the average, 4 point out of 5) understandings about scientific literacy and scientific views in all aspects of the nature of science before the camp. Then, the researchers designed science camp programs which were expected to promote students' scientific literacy; scientific knowledge, inquiry skills for experimentation as well as for argumentation, affective domain such as the attitude toward science and the understandings about nature of science and the relationship among STS (Science-Technology-Society), all of which were embedded in the programs. Preservice teachers seemed to perceive scientific literacy pretty well (over 4 point) before the camp, however, preservice teachers' understandings about scientific literacy were not much scored (around 3 point, but still moderate scores of average) as expected after concrete inquiry activities. The reasons why this happened could be that preservice teachers were not trained to employ theory into the context to be more practical or the researchers did not develop camp program which included the aspect of scientific literacy successfully. The discussion and implication were made in teacher education in that preservice teachers must be prepared how to bridge theory into practice, and informal science education in that educators at science centers must be trained to be experts in providing the envisioned educational programs to meet the goal of science education, scientific literacy.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제13권3호
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• pp.238-252
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• 2020

본 연구에서는 지구과학 예비교사들이 수업 설계과정에서 구성한 학습 내용 논증구조에서 반박의 대상이 되는 요소에 따라 반박유형을 분석하였다. 또한, 반박을 해결하기 위한 예비교사의 대응 방법에 따라 사례를 분류하고 탐색하였다. 5주간 총 20시간의 강의 및 모둠 토론 과정에서 수집한 예비교사들의 수업 결과물과 토론 및 면담 내용 등을 분석한 결과, Verheij (2005)가 이론적으로 도출한 5가지 반박유형이 모두 확인되었다. 분석을 통해 추출한 총 18건의 반박 사례를 질적으로 해석하였고, 예비교사들이 반박을 수업에서 해결하는 방식에 따라 반박 사례를 3가지로 분류할 수 있었다. 연구 결과를 토대로 얻은 결론과 시사점은 다음과 같다. 첫째, 본 연구는 예비교사들이 논증구조를 활용하여 수업을 설계하는 동안 논증의 핵심 요소와 논증 과정의 과학적 타당성을 검증하는 사고 과정을 활발히 진행한다는 경험적 자료를 제공하였으며, 과학교육 연구에서 논증활동의 적용 범위를 확장하였다. 둘째, (예비)교사가 학생들의 궁금증을 유발하여 수업에 몰입(참여)시키기 위한 전략을 마련하는 데 있어 수업내용 논증구조의 활용 가능성을 제시하였다. 셋째, 반박을 생성하고 해결 방안을 도출하는 과정을 통해 예비교사는 과학지식의 가변성이나 불확정성을 비롯하여 과학의 본성에 대하여 생각해 볼 기회를 얻을 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.1-12
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• 2019

본 연구는 소집단 논변활동에서 나타난 학생들의 인식적 실행을 토대로 하여 학생들이 지닌 인식적 고려를 파악하고, 수업 실행 중에 나타난 학생들의 인식적 고려 수준의 변화에 협력적 성찰이 어떻게 영향을 미쳤는지를 탐색하고자 하였다. 이를 위해 중학교 1학년을 대상으로 소집단 논변 활동과 수업 후 소집단 구성원과의 협력적 성찰을 진행하였다. 협력적 성찰을 진행한 소집단 중에 수업 실행으로 부터 인식적 측면의 변화가 명확히 드러나며, 이 변화에 협력적 성찰이 기여한 바가 분명하게 드러난 소집단을 초점집단으로 선정하였다. 논변 활동에서의 소집단 논의 및 협력적 성찰을 녹화, 녹음하였고, 그 전사본과 협력적 성찰시 활용된 체크리스트를 바탕으로 학생들의 인식적 고려를 지식 산물의 본성, 지식 산물 구성의 정당화, 청중에 대한 인식 측면에서 분석하였다. 그리고 인식적 고려와 실행의 변화에 있어 협력적 성찰이 어떻게 역할을 하였는지 분석하였다. 연구결과, 소집단 학생들이 보인 인식적 고려 수준은 제각각 차이가 있었으며, 협력적 성찰이 기여한 변화는 5차시 수업 이후에 나타났다. 학생의 인식적 고려 수준의 변화를 촉진하는 요인은 크게 네 가지로 구분되었다. 첫째, 협력적 성찰에서 연구자가 수업 실행에 대한 성찰을 유도하는 과정에서 구성원을 협력자로 인식하는 기회를 제공했고, 이는 '청중에 대한 인식' 측면에서 인식적 고려 수준의 발달을 지원하였다. 둘째, 협력적 성찰이 기존과는 다른 방식의 동료와의 상호작용이 나타나게 하는 맥락 조성에 기여하였다. 구성원을 협력자로 인식하고 논변을 발전시키는 과정에 참여하도록 유도하는 상호작용이 '정당화' 측면에서 다른 구성원의 인식적 고려 수준 발달을 지원한 것으로 확인되었다. 셋째, 협력적 성찰에서 제공된 체크리스트가 활동에서 기대하는 바를 명시화함으로써 생산적인 인식적 실행을 촉구하였고, 이 또한 학생의 인식적 고려 수준의 발달을 지원하였다. 마지막으로 협력적 성찰에서 연구자가 사용한 발화 패턴을 모방한 학생의 인식적 실행은 학생이 인과적 설명 구성을 할 수 있게 촉진하였고, 이는 '본성' 측면에서 인식적 고려 수준의 발달을 지원하였다. 본 연구는 학생의 인식적 고려 수준을 발달시킬 수 있는 지원 방안을 마련하고, 발달된 인식적 고려를 바탕으로 생산적인 인식적 실행을 촉진하는 데에 기여할 것이다.