초 중고 과학 교육에서는 과학적 소양의 함양을 그 학습 목표로 하고 있으며 이를 위해서 학생들은 과학자들이 어떻게 과학적 지식을 정립해 가는지를 이해하는 과정이 필요하다고 주장하고 있다. 하지만 학교에서의 과학 탐구는 오로지 경험을 중시하는 실험 위주의 과학 탐구를 실행, 어떻게 자신들이 수집한 자료가 세운 이론에 합당한지를 밝히는 논증활동이 없다는 것이 문제점으로 지적되고 있다. 이 고찰 논문은 학교에서의 과학 탐구가 과학자들의 그것과 다르며, 실질적 과학 탐구의 실현을 위해서는 교사들이 탐구 자체의 정의, 목표 및 요소를 정확하게 이해하고, 과학적 논증기회를 부여하기 위한 적절한 교수 전략을 개발해야 함을 보여주고 있다.
The use of evidence is very important in scientific argumentation. This study investigated the types and levels of evidence in scientific argumentation in an elementary science class. 34 fourth graders in a class were selected as subjects, and argumentation was performed in seven lessons on 'Heat transfer and our lives' unit. Small group argumentation was recorded, transcribed and used as data for analyses. The analyses found the following results. First, in regard of the types of evidence, personal evidence dominated over authority-based evidence. Second, in the analysis of the levels of evidence, using inappropriate evidence was found to account for the highest percentage, followed by using appropriate evidence and just arguments without evidence. There were quite a lot of cases of arguments without evidence. It was found that the types and levels of evidence that students used could change depending on the relevance between experiments and argument tasks.
The purpose of this study was to investigate the effect of scientific argumentation on argument tasks with incorrect alternative ideas in elementary science classes. The subjects were 41 fourth graders of 2 classes in an elementary school. In the experimental group, argument tasks with pictures including incorrect alternative ideas were suggested in order to facilitate argumentation. Students were asked to perform argumentation with the component of claim, evidence, and reasoning. In the control group, textbook-based traditional instruction was used. The results showed that scientific argumentation activities on argument tasks with incorrect alternative ideas had positive effects on students' science achievement and science-related affective domains. The analyses of students' argumentation revealed that argument tasks with incorrect alternative ideas could facilitate students' participation and exposure of their preconceptions. It also led students to find and connect evidence to support their claims. In some cases, students had difficulty in making appropriate argumentation because of unclear experimental data and/or invalid reasoning. Educational implications were discussed.
이 연구는 과정중심평가에서 나타나는 교사 피드백 유형의 사례를 제시하는 데 그 목적이 있다. 과정중심평가의 실행을 위하여 과정을 시각화한 협력적 모델링-논의 활동을 실시하였고, B고등학교 교사 4명과 학생 353명이 연구에 참여하였다. 자료의 분석은 논의 수업을 촬영한 영상, 협력적 모델링-논의 활동지 및 교사의 인터뷰 내용을 대상으로 실시하였다. 피드백의 유형화는 과학적 개념에 대한 피드백과 논의 과정에 대한 피드백의 범주를 바탕으로 하였으며, 각 피드백의 유형에 해당하는 사례는 교사 4명을 중심으로 추출하여 수업의 맥락과 함께 구체적으로 제시하였다. 연구 결과, 과학적 개념에 대한 피드백 중 개념 준거 제시형, 사고 촉진형 피드백이 학생의 자기 점검을 유도하였으며, 논의 과정에 대한 피드백 중 맥락 강조형 피드백, 과정 준거 제시형 피드백, 롤모델형 피드백, 그리고 인식 탐색형 피드백이 학생의 자기 점검을 유도하였다. 연구 결과를 토대로 과정중심 평가를 성공적으로 실시하기 위한 피드백의 특성과 과정중심평가에서의 교사의 역할을 도출하였다. 이 연구의 결과는 과정중심평가에서의 교사 피드백에 대한 이해를 기반으로 과정중심평가를 실천하기 위한 구체적인 지침을 제공해 줄 것으로 기대된다.
The purpose of this study was to evaluate the level of elementary gifted students' argumentation and examine the special features of argumentation founded in scientific inquiry. 28 students were selected in the special education center for the gifted in K National University. They were organized 8 groups of 3~4 students and engaged in scientific inquiry activity. The researcher wasn't involved in students' inquiry activity and argumentation except for the guiding and introducing their activity. In the first session, each group carried out the experiment 'Putting a heated can in the water' and then, the students discussed to probe their experimental results and build their explanation. In the second session, each group presented their experiment results and evidence from their experiment justifying their claims, and had questions from other groups. The protocol data during 8 groups' argumentations were analyzed using 'Rubric for Scientific Argumentation Assessment' (Yang et al., 2009) in three domains- the form, content and attitude. As a result, in form domain, almost groups were rated 2 points due to their argument without rebuttal on the subcategory of 'composition', but they got a good grade above 3 points in subcategory such as 'claim', 'ground', and 'conclusion'. In content domain, almost groups got points above 3 points. In attitude domain, there were some striking contrast between each groups. Six groups got good score more than 4 points on the subcategory of openness, but two groups, they alleged and got score below 3 point. While the 6 groups of all got 4 points in the aspect of participation, 3 groups got 3 points lower than because they only just asserted and not interact with other groups. Throughout the argumentation, two features were found that; as time goes by, arguments were refined; Students tended to use their prior to knowledge rather than evidence such as experimental data in making claims and conclusions.
본 연구는 한 학기 동안 비과학 전공 대학생들의 사회 속 과학 쟁점에 대한 일련의 소집단 논변을 참여자 상호작용을 중심으로 설명하는 분석틀 마련을 위한 연구이다. 분석틀 마련을 위하여 소집단 논변이 진행되는 상황의 특성 및 논변과 사회적 상호작용 분석을 위한 방법들을 고찰하였다. 연구 상황과 관련하여 논변의 제재가 사회 속 과학 쟁점이며, 참여자들의 논변 경험이 제한되었음을 고려하였다. 따라서 소집단 논변을 통해 관련된 다양한 입장과 견해를 고려했는지, 그리고 참여자의 상호작용 역할 및 일련의 논변을 통한 변화와 발달을 제시할 수 있는 분석틀을 고안하고자 하였다. 기존 분석 방법들 중 과학교육에서 논변의 분석에 가장 빈번히 사용된 Toulmin이 제시한 논변의 구조를 고찰하고, 어떻게 변형되어 다른 연구에 이용되었는지 살펴보았다. 또한 상호작용의 기능과 전략을 설명한 연구들을 토대로 하여 각 발화의 기능을 구분하였다. 이러한 문헌 연구를 바탕으로 분석틀을 마련하였는데, 상호작용 역할과 절 내에서의 기능, 논변 수준에 기여하는 발화를 나타내는 것으로 각 발화를 15개 종류로 구분하여 제시하였다. 도입에 해당하는'시작', '사담', 응답에 해당하는 '단정지음', '응답', '반복', '약간부연', '다른면', '종합', '정교화', '반박정교화', 그리고 반응에 해당하는 '단순응대', '핀잔', '확인', '회의', '설명요청'으로 구분하고, 이전의 발화에 대한 이해를 바탕으로 분석하고 종합한 '향상발화'와 그렇지 않은 '단순발화'로 수준을 구분하였다. 고안한 분석틀로 '에이즈 치료약 개발비와 약소국의 특허권 불인정 주장' 쟁점에 대한 소집단 논변분석 사례를 제시하였다. 분석 결과 고안한 분석틀은 소집단 논변 동안 참여자들이 다양한 견해를 인식하고 관련 과학 지식을 고려했는지를 드러내는데 적절하였다. 또한 소집단 논변 동안 각 참여자의 역할 및 참여자들의 상호작용과 논변의 수준을 관련지어 나타낼 수 있었다. 고안한 분석틀은 정성적인 분석뿐만 아니라 정량적인 분석을 가능하게 함으로서 소집단 구성원들의 상호작용 양상 및 두 소집단의 논변 양상에 대한 비교를 가능하게 하였다.
The purpose of this study was to identify the aspects of elementary school students' interactions shown conceptual changes in collaborative scientific argumentation. Fifty sixth graders of an elementary school in Jeonju were selected for this study. Ten small groups consisting of five students each were organized evenly with considerations of their gender, science achievement, scientific discussion experience and degree of communication apprehension. 'Food web and Ecosystem' and 'Change of Moon shape' were selected as the proper topics of collaborative scientific argumentation in terms of difficulty to be understanded by the $6^{th}$ graders. The small group's dialogue was recorded. The students' activity sheets, field note and interviews of the participants were collected. Based on the collected data, we analyzed the aspect of small groups' interaction shown conceptual change of each student. The result of this study was as follows: The interaction aspects of the small group of students who showed conceptual changes in the collaborative scientific discussion have a tendency of showing their discussion responses, explanation-opposition discourse, the use of rigorous criteria, their collaborative attitude and participation.
이 연구의 목적은 학생들의 과학적 소양 향상을 위한 과학적 논증활동이 수반된 과학 탐구학습 지도방법을 탐색하는데 있다. 연구 목적 해결을 위해, 문헌 연구를 통해 학생들의 논증활동을 평가 틀이 포함된 지도 방법을 개발하였다. 그리고 이 지도방법을 7학년 학생과 9학년 학생들에게 시범적으로 적용하고 사전, 사후 설문지를 통해 학생들의 견해에 변화가 있는지 조사하였다. 교사들에게 참여한 학생들의 과학적 논증활동에서 태도 변화가 관찰되는지와 지도방법의 적용가능성에 대해 물어보았다. 그 결과, 학생들의 태도가 통계적으로 유의미하게 변화되었으며, 교사들로부터도 학생들의 태도 변화가 관찰되었다는 의견을 얻었다. 또한 교사들은 지도방법이 학교현장에서 적용가능하다는 의견을 제시하였다. 따라서 이 방법은 학생들의 과학적 논증활동을 수반한 과학 탐구학습 지도방법으로 적용가능하다는 것이 확인되었다.
이 연구에서는 중학교 과학 수업에서 논의과정 교수 학습 전략에 따라 과학적 상황에서의 논의과정 수업을 실시한 후, 학생들의 논의과정의 질에 있어서 향상이 있는지를 알아보고, 또한 논의상황에 따라 논의과정에 어떤 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 남녀공학 중학교 1학년 2개 반 학생을 3-4명이 한 조를 이루도록 8개조로 나누고 논의전략과 상황을 달리하여 논의과정 수업을 실시하였다. 그 결과 학생들의 논의과정의 질에 있어서 향상이 있음을 보여주었다. 논의과정의 구조와 설명적, 대화적 논의과정 요소의 사용 비율에 있어서는 논의상황에 따른 차이를 보이지 않았으나, 전체 논의과정 요소의 사용 빈도와 일부 논의과정 요소의 사용에 있어서는 논의상황에 따른 차이를 나타내었다. 즉, 전체 논의과정 요소의 사용 빈도는 사회과학적 상황에서 더 높은 것으로 나타났고, 반증과 근거반박의 경우는 사회과학적 상황에서 높은 비율을 보였으나 요청과 요청응답의 경우는 과학적 상황에서 높게 나타났다. 이상의 연구 결과로 볼 때, 학생들의 논의과정이 과학적 상황과 사회과학적 상황의 특성에 따라 차이를 나타내지만 계획된 논의과정 수업에 의해 질적으로 향상이 가능한 것으로 보인다.
본 연구에서는 논증 구조 교육을 실시한 후 학생의 과학 글쓰기에서 나타나는 논증 구조 변화와 과학 개념 및 지식이 어떻게 달라지는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 수도권에 위치한 고등학교 2학년 자연계열여학생 중 7명을 선정하여 한 달 동안 총 40시간에 걸쳐 논증 구조 교육을 실시하였다. 논증교육을 실시하기 전과 후 설명, 실험-상세묘사, 논증 등 각각의 과학 장르에 대해 학생들의 글쓰기에 어떠한 변화가 있는지를 분석하였다. 그 결과 세 가지 장르 모두에서 유의미한 변화를 발견 할 수 있었다. 설명과 실험-상세 묘사 장르에서는 논증 요소들이 더 다양하고 풍부해질 뿐만 아니라, 과학 개념 및 지식이 더 구체적이고 세부적으로 변하였다. 논쟁 장르에서도 글의 구조가 단순 논증 구조에서 벗어나 근거를 여러 가지 다양한 방법으로 제시하게 되는 다중 논증 구조나 종속 논증 구조의 형태로 바뀌었으며, 논증 요소들의 종류와 수도 많아짐을 확인할 수 있었다. 이는 학생들이 논증 구조를 세우는 과정을 통해 과학 개념들에 대한 이해를 확고히 하게 됨을 의미하며, 체계적인 논증 구조 교육의 필요성을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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