• 대한지구과학교육학회지
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• 제7권1호
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• pp.11-23
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• 2014

The purpose of this study is to analyze the degree of argumentation structure development and factors of development of preservice teachers through SSI related argumentative writings. The study was conducted with 16 preservice teachers that students taking elementary science education theory class in K university located in Chungbuk. The testees wrote six SSI related argumentative writings (once a week), and we examined the degree of argumentation structure development and the change in the recognition of SSI of the preservice teachers by comparing the writings before and after the experiments. The experimental results showed that argumentation structure of the preservice teachers'writings improved and argument level (argument capability) of them also increased as the number of writing was increased. Factors that affect the argumentation structure improvement are mainly argumentation structure education, a number of writings, feedbacks, and subjects related to SSI. In this aspect, the argumentative writing on SSI has the effect of developing scientific sophistication and enhancing the decision-making power of students, and it has positive impacts in science education.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제33권1호
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• pp.115-128
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• 2014

Students' argumentation during science inquiry should be regarded important as it could help students to make meaningful connections between theories and experiments and to make scientific claims based on evidences. In this study, elementary science-gifted students' argumentation during small group inquiry was analyzed according to inquiry process. There were three stages of argumentation during students' inquiry. The first argumentation was to predict what would happen(Prediction stage). In this stage, the scientific problem was presented by concept cartoon as a way to start and to facilitate students' argumentation. The second argumentation was to design an experiment to solve the problem(Planning stage) and the third was to interpret the result of experiment(Interpretation stage). The discourse move, level of grounds and their relationship were analyzed to find the characteristics of argumentation during science inquiry. In terms of discourse move, 'Asking for opinion' was the most frequent whereas 'Claim' or 'Rebuttal' were rare. Students tended to listen to or ask others' opinion rather than provide their own claims or critics on others' opinion. 'Rebuttal' was shown a few times only during prediction and planning stage. There was no single 'Rebuttal' during interpretation stage. Students tended to easily accept or agree other student's interpretation of data instead of arguing their own ideas. In terms of level of grounds, students mostly provided their ideas without any attempt to justify their position. Especially during planning stage, students tended to suggest or decide ways of measuring or controlling variables without any grounds. They used evidences only a few times during prediction stage. In terms of relation between discourse move and level of grounds, students provided grounds most frequently when they dispute others' claims. The level of grounds were higher when they advocate or clarify their own or others' ideas than when they claim their ideas. The result of this study showed that the quality of elementary science-gifted students' argumentation during science inquiry was undesirable in many ways. Implications for scaffolding and facilitating argumentation during science inquiry were discussed.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권3호
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• pp.321-336
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• 2020

본 연구는 실제 교실에서 이루어진 학생의 과학 논증과정을 기계학습을 활용한 자동 채점에 적용함으로써, 논증 자동 채점의 가능성 및 개선 방향을 탐색한다. 분자 구조에 대한 고등학생의 과학 논증수업 중 발생한 2,605개의 모든 발화를 대상으로 연구를 진행하였다. 지도 학습을 위해 5가지의 논증 요소로 발화를 분류하였고, 분류된 발화를 대상으로 텍스트 전처리를 수행하였다. 전처리된 학생 발화를 활용하여 서포트 벡터 머신, 의사결정나무, 랜덤 포레스트, 인공신경망의 기계 학습 방법으로 자동 채점 모델을 구성하였다. 불용어 처리가 되지 않은 학생 발화를 활용한 자동 채점의 결과 랜덤 포레스트의 정확도는 65.96%, kappa는 0.5298의 유미한 결과를 얻었다. 불용어 처리를 수행한 학생 발화를 활용한 새로운 채점 모델의 결과 채점의 정확도가 크게 변화하지 않음에도 논증 발화 중 과학 용어 및 논증 요소의 담화표지가 채점 모델의 분류 기준이 되는 결과를 얻었다. 또한 인간 전문가의 논증 채점 과정을 분석하여 얻어진 전문가 형태소를 자동 채점 모델에 생성 규칙 알고리즘으로 적용하였다. 그 결과 의사결정나무에서 반박에 대한 재현율(recall)이 21.74% 증가하였다. 이에 본 연구 결과는 과학 교육 연구에서 기계 학습 및 논증에 대한 자동 채점의 활용 가능성과 연구 방향성을 제안하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제31권1호
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• pp.13-24
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• 2012

This purpose of this study was to analyze the characteristics of elementary students' argumentation in science problem solving process. For this study, the two argumentation topics were developed on the basis of Williams and Colomb's argumentation model. The topics of argumentation were the weight of the air and the change of volume according to state of water. The participants of this study were 6th grade students (n=51). Data were analyzed by Williams and Colomb's argumentation model and Kienpointner's argumentation style. The results of this study were as follows: In the argumentation model, most of students had the factors of claim, reason, evidence/data in their statements. But low-achievement students had difficulty in warrant and acknowledge & response. In argumentation style, the frequency of the cause-effect and explanation of example style were higher than other argumentation styles. Some implications were suggested, such as understanding the characteristics of elementary students' argumentation activities and need of educational programs including scientific argumentation.

• 한국지구과학회지
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• 제41권4호
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• pp.405-414
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• 2020

In this study, we analyzed the development of high school students' argumentation through their writings on socio-scientific Issues (SSI) related to the Climate Change Unit in the Earth Science I curriculum. Pre- and post-writing assignments on the two main causes of global warming were analyzed and compared. In addition, an in-depth interview of the focus group was conducted with 7 students who showed a distinct change in the level of argumentation. According to the results, 16 of 52 students remained at the same argumentation level in pre- and post-writing assignments, and students remaining at Level 2 among five levels had difficulty in understanding the Toulmin's argument pattern (TAP) structure. Using the TAP structure, 29 of 52 students demonstrated increased argumentation levels in the post-writing assignments. The conclusions include that writing lessons on SSI using the TAP in Earth science classes can improve the level of high school students' argumentative writing, and that the level of students' argumentation can develop with the elaboration of their level of falsification. Also, it is suggested that the science curriculum should increase students' science writing competencies by specifying science writing as one of the goals.

• 과학교육연구지
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• 제37권3호
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• pp.492-512
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• 2013

이 연구의 목적은 논의활동 전 후에 작성한 초등학생들의 과학글쓰기에서 나타나는 과학글쓰기 능력의 변화 모습과 논의활동이 과학글쓰기 능력에 미친 영향을 알아보는데 두었다. 이를 위하여 과학적 상황과 사회과학적 상황으로 구성된 9가지 논의 및 과학글쓰기 주제를 개발하고 이를 초등학교 5학년 학생 8명을 대상으로 적용하였다. 논의활동 전 후에 작성한 과학글쓰기의 서술 내용을 과학글쓰기 4가지 목표영역 분석틀에 따라 비교하여 과학글쓰기 능력의 변화를 정량 및 정성적으로 분석하였다. 이번 연구에서 얻어진 결론은 다음과 같다. 첫째, 논의활동 후 과학글쓰기는 논의 전 과학글쓰기에 비하여 과학글쓰기 능력인 4가지 목표영역(과학성, 논리성, 창의성, 표현력)에서 모두 긍정적인 변화가 관찰되었다. 둘째, 과학적 상황 및 사회과학적 상황의 주제에서 모두 긍정적인 변화가 관찰되었다. 특히 논의 및 글쓰기 주제가 친숙할 경우 과학글쓰기 목표영역의 변화가 많았다. 셋째, 학생들의 수준에 따라 변화하는 정도는 다르지만 모든 참여 학생들의 과학글쓰기 능력의 향상되었다. 성취도 수준이 높은 학생일수록 과학글쓰기 능력의 향상이 높았지만 성취도 수준이 낮은 학생에서도 긍정적인 변화가 관찰되었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제24권2호
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• pp.183-191
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• 2005

The purpose of this study is to examine the efffcts of science instruction using argumentation, with Tolumin's structure of argument, on students' learning motivation and scientific attitude. In the instruction, well-structured problems selected to be argument, in which interactions among students are stressed. The subjects were classified into two groups: One group is composed of sixty-seven students (experimental group) who were participated in solving processes of the scientific argument tasks, and the other is composed of sixty-nine students (comparative group) who were participated in the traditional teaching method. The results of this study implied that experimental group has a positive effect on students' learning motivation and scientific attitude.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권3호
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• pp.419-429
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• 2015

이 연구에서는 과학적 논변활동에서 드러나는 학생들의 인식론적 프레이밍을 확인하고, 소집단 구성원들의 프레이밍 사이의 상호작용이 논변활동에 어떠한 영향을 미치는지를 탐구하였다. 21명의 과학영재 학생들이 세 명 혹은 네 명이 한 집단을 이루어 연구에 참여하였고 학생들이 광합성 속도에 대한 탐구 데이터를 해석하는 논의 과정이 분석되었다. 학생들의 활동은 소집단별로 녹화되었고 학생들의 담화 전사본과 행동이 분석 자료로 활용되었다. 탐구 과정에서 변칙 사례에 반응하는 학생들의 발화 및 행동을 분석하여 그들의 인식론적 프레이밍을 확인하였고 주장에 대한 정당화의 근거와 소집단 논변활동 수준이 분석되었다. 연구 결과, 학생들은 탐구에 대해 '현상 이해'와 '교실 게임'이라는 두 가지 방식의 프레이밍을 보였다. 구성원들이 '현상 이해'의 프레이밍을 보인 경우에는 다른 구성원들에게 데이터의 신뢰성과 타당성 점검을 통해 변칙 사례의 원인을 정당화할 것을 요구하였으며, 이는 높은 수준의 논변활동으로 나타났다. 반대로 구성원들이 '교실 게임'에 해당하는 프레이밍을 보인 경우에는 변칙 사례를 설명할 필요성을 인식하지 않았고, 단순한 경험적 근거만 고려함으로써 낮은 수준의 논변활동을 보였다. 논의 전반에 걸쳐 구성원들의 프레이밍이 일치하지 않는 경우에는 집단 내의 감정적 갈등이 유발되어 깊은 논의가 이루어지지 않았다. 한편, 이러한 논의 과정에서 학생들의 프레이밍 전환이 관찰되었는데, 여기에는 집단의 리더가 큰 영향을 끼친 것으로 나타났다. 본 연구는 과학 교실에서 과학적 논변에 요구되는 생산적인 프레이밍 형성을 위한 기초 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제8권1호
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• pp.66-75
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• 2015

This study is to investigate an argumentation level for elementary school students after analysing an argumentation structure about a socio scientific issue(SSI), and inquire a change of the decision-making according to the refutation materials and empathic situation. This data was collected from the semi-structured interview with the 14 students, grade 6th. For this, the first stage is to present the reading materials about the SSI to the students, let them decision-making and make them argue pro and con about the SSI during the interview. After that, facing with the refutation materials against the existing contention and the empathic situation, the change of the decision-making of the students was conducted. After the research, the level of the argumentation of the students was low, and the students who didn't have the background knowledge about the theme made the decisions according to the values, emotions or intuitions of their own. And the decision-making of the students changed more when presented with the refutation materials and the empathic situation, they were difficult to make the decision because of new information and various stances. Besides, they lacked in the ability that recognize the situation related with their own life, just used the fragmentary knowledge associated with value of life respect. Through these result, it is necessary to produce the refutation materials and empathic materials about the SSI to the students for improving the level of argumentation.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권3호
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• pp.193-202
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• 2021

본 연구에서는 과학 논변 활동에 참여하는 학생들이 비생산적, 생산적 논변 실행에서 각각 어떠한 인식론적 자원들을 활성화시키는지 탐색하고, 논변 실행 변화에 어떤 맥락이 기여하는지를 알아보고자 하였다. 이를 위해 과학 논변 활동에 참여한 소집단 학생들의 수업 실행과 면담을 녹화 및 녹음하여 전사했으며, 학생 활동지와 연구자의 필드노트를 수집하여 본 연구의 분석 자료로 활용하였다. 분석 결과, 초점 집단은 비생산적 실행에서 전파, 신뢰, 축적 자원을 활성화시키다가 생산적 실행에서 구성, 이해, 축적, 형성, 반박 자원을 활성화시키는 것으로 나타났다. 이러한 인식론적 자원 변화에 따른 실행 변화에 기여한 맥락은 친숙하지 않은 형태의 논변 과제가 제공된 것과 더불어 소집단 내 인식적 권위자의 정서적, 인식적, 개념적 지원이 작용한 것으로 분석되었다. 본 연구는 학습자의 맥락 의존적인 인식론에 따른 실행 변화를 분석하는 연구들에 추가적인 사례 연구로 제공될 수 있으며, 추후 학생들의 진정한 과학 참여를 위해 생산적인 인식론의 형성 및 안정화에 대한 논의에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.