• 한국과학교육학회지
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• 제28권3호
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• pp.197-210
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• 2008

The purpose of this study is to explore the cases and features of the abductive inference used by young children when trying to explain natural phenomena in everyday life. From observing a 5-year-old's daily activities with his family, and analyzing the data according to the criterion extracted from the form of abductive inference described by C. S. Peirce, a few cases where the child used abductive inferences to explain natural phenomena were found. The abductive inferences in the cases were conducted: (a) based on figural resemblance and behavioral resemblance (b) under the influence by individual belief and communal belief, then (c) resulted in new categorization accompanied by over generalization. Such features of the abductive inference showed the 'double faces'; sometimes encourages and sometimes discourages children's generating better scientific hypotheses and explanations. These results suggest that even young children use abductive inference to explain doubtful natural phenomena in everyday life, although we need to consider carefully with the double aspects of the features of abductive inference for the practical applications to the fields of science education. Finally, several suggestions and following studies for science education are proposed.

• 수산해양교육연구
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• 제28권4호
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• pp.1133-1142
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• 2016

The purpose of this study was to verify the effects of science classes using abductive strategies on the scientific concept understanding and meta-cognition. The subjects included two classes of sixth graders from K Elementary School in B Metropolitan City and they divided into two groups. Research group was composed of 21 students(10 boys, 11 girls) and comparative group was composed of 21 students(11 boys, 10 girls). In order to achieve aims of this study, proper contents to apply abductive strategies were selected from the first semester science curriculum for sixth graders. Also five-steps study papers were designed to elicit abductive reasoning. While the research group received 20 times of reframed science lessons using abductive strategies, the comparative group received common science lessons according to the teachers' manual. The results of this study are as follows. First, science classes using abductive strategies were effective for the scientific concept understanding. Also there were statistically significant differences between the research group and the comparative group in overall science sub-domain. In the process of hypothesis formulating, students tried to find out scientific causes thoroughly to present the optimal explanation and they concentrated on the analysis of each scientific concept. It is thought that this process contributed to better understanding in scientific concepts. Second, science classes using abductive strategies were effective for improving meta-cognition. There were statistically significant differences between the two groups and especially in monitoring that is one of sub-factors of meta-cognition. It indicates that hypothesis formulating process gave positive effect on meta-cognition by stimulating critical thinking and manifesting elaboration.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제25권3호
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• pp.257-270
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• 2006

The purpose of this study was to develop elementary students' ability to generate hypothesis knowledge through knowledge generation learning in science. The learning program consisted of a series of 28 activities to generate hypotheses in science. Eighty 6th grade students participated in the study and were divided into experimental and control groups. The experimental group was administered a program geared towards hypothesis generation learning and the control group was administered a program aimed at hypothesis expository learning in elementary science. After using the respective programs, subjects in both groups were tested in terms of their abilities in abductive knowledge generation and administered a descriptive self-report regarding their generation of hypotheses. Two of the 28 activity program worksheets in the experimental group were analyzed in terms of the quality and process of students' hypothesis generation. The results were as follows: 1) The experimental group showed significantly higher scores in terms of scientific knowledge generation (i.e. abductive knowledge generation) than the control group. 2) The degree of hypothesis explanation in the experimental group was significantly higher than in the control group in terms of the quality of the generated hypotheses. In addition, students in the experimental group generated more varied and valid knowledge than the control group in terms of sub-knowledge of hypothesis generation. Therefore, it can be argued that this program for hypothesis knowledge generation in elementary science students was effective in the generation of hypothesis knowledge.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권1호
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• pp.109-126
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• 2023

이 연구는 초등 예비교사가 모의수업 시연에서 구성한 과학적 추론을 증거-설명의 연속선 관점에서 해석하여 그들의 과학적 추론이 갖는 인식론적 의미를 조사하였다. 연구를 위해 계절 변화에 관한 모의 수업을 시연한 예비교사 2명, 고기압과 저기압 및 바람에 관한 모의수업을 시연한 예비교사 2명이 연구 참여자로 선정되었다. 예비교사의 교수발화 중에서 귀납적, 연역적(가설-연역적) 추론, 또는 귀추적 추론의 사례가 드러난 에피소드에서 각 추론이 증거-설명의 연속선의 단계에서 어떤 역할을 하는지 비교하여 예비교사의 과학적 추론이 가진 인식론적 의미를 분석하였다. 계절 변화의 원인에 관한 모의수업을 시연했던 두 예비교사는 학생들이 수집한 데이터를 비교하여 증거를 인식하였고, 증거와 가설을 비교하여 가설을 검증하는 가설-연역적 추론을 활용하여 설명을 구성하였다. 고기압과 저기압 및 바람의 방향을 주제로 모의수업을 시연했던 두 예비교사는 모둠별 데이터를 종합하여 증거로 인식하는 귀납적 추론과 선형적 논리 구조를 가진 연역적 추론을 설명구성 전략으로 선택하여 최종 설명을 제시하였다. 연구에 참여한 예비교사들은 유사한 주제의 모의수업 시연에서 대체로 비슷한 흐름의 과학적 추론을 활용하여 과학지식을 구성하였으나, 증거-설명의 연속선에서 데이터, 증거, 모델, 설명으로 전개되는 인식론적 의미 측면에서 조금씩 다른 양상을 보였다. 또한, 일부 사례를 제외하면, 공통적으로 증거에서 모델을 탐색하는 과학적 추론은 부족하였으며, 가설이나 설명모델을 추리하기 위한 귀추적 추론이 부재하였다. 이 연구에서 분석틀로 적용했던 증거-설명의 연속선 접근은 과학적 추론의 인식론적 의미를 파악할 수 있게 하며 대안적인 과학적 추론 함양 지도 방법으로 사용될 수 있음을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권5호
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• pp.458-469
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• 2003

이 연구는 과학적 가설 지식의 생성 과정을 귀납적으로 기술하구 분석하여 하나의 바탕이론을 제시하고자 하였다. 이것을 위해 과학적 현상의 원인을 설명하는 과제를 피험자들에게 제시하고, 피험자들이 과제를 해결하는 과정에서 표상한 지식과 사고 유형을 발성 사고법과 심층면접을 통해 프로토콜로 생성하게 한 후, 이것에서 규칙성을 찾아 귀납적으로 기술하는 연구 방법을 이용하였다. 이 연구의 결과는 가설 지식 생성 과정에서 의문상황, 가설적 설명자, 경험상황, 원인적 설명자, 최종가설지식 등 5가지의 중간적 지식들이 생성됨을 보여주었다. 또, 지식 탐색, 의문상황과 경험상황 비교, 설명자 차용, 설명자 조합, 설명자 선택, 설명자 확인 등 6가지 유형의 사고가 가설 지식 생성에 관여한다는 것도 보여주었다. 또한 과학적 가설 지식은 '의문상황${\righallow}$경험상황${\righallow}$원인적 설명자${\righallow}$가설적 설명자${\righallow}$가설' 순으로 중간적 지식들의 표상되는 과정을 통해 생성되며, 이러한 과정은 귀추적 추론 뿐만 아니라 귀납과 연역 추론도 함께 관여하는 복잡한 사고 과정임을 보여주었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권1호
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• pp.37-49
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• 2007

본 연구의 목적은 우리나라 중등학교 지구과학 수업에서 교사들이 제공하는 과학적 설명을 논리적 형식에 따라 분류하고, 서로 다른 형식의 과학적 설명이 지니는 특징과 과학적 설명을 위한 담화 행위에서 교사와 학생들의 역할을 분석하는 것이었다. 연구를 위한 자료는 2003년과 2004년에 해외 단기 연수 프로그램에 참여한 지구과학 교사들로부터 수집되었으며, 총18차시에 해당하는 지구과학 수업 녹화 자료와 전사본을 분석하였다. 분석된 지구과학 수업에서는 연역-법칙적 설명이 가장 빈번히 발생하였고, 연역-법칙적 모형은 과학적 설명을 구성하는 데 필요한 과학 법칙이나 상위의 원리가 잘 정립된 문제에 알맞은 것임을 알 수 있었다. 하지만, 지구과학의 후진적 추론 과제를 다루는 상황에서는 귀추적 설명이 제공되었고, 일기 속담이나 기상 이변과 같이 지구과학에 특징적인 대상을 설명할 때에는 각각 통계-확률적 모형과 통계-유관성 모형에 부합하는 설명이 활용되었다. 지구과학수업에서 과학적 설명은 주로 교사의 단독적인 발화를 통해 이루어졌으며, 학생들은 과학적 설명을 구성하기 위한 담화 행위에서 주로 소극적인 역할을 담당하였다. 이상과 같은 연구 결과가 과학 수업과 과학교육 연구에 시사하는 점들을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권4호
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• pp.667-679
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• 2000

과학적 가설의 생성은 과학적 탐구활동뿐 아니라, 개념변화과정에서 중요한 활동 중의 하나이다. 본 연구에서는 과학적 가설을 설명가설과 예측가설로 나누었고, 각각의 경우에 과학적 설명이나 과학적 예측과 어떻게 다른지를 분석 논의하였다. 또한 현상을 기술만 하고 있는 추측의 경우를 과학적 가설로 보지 않음으로서, 귀납적 일반화에 의한 보편법칙의 제안을 과학적 가설로 보지 않는다고 논의하였다. 과학적 가설의 제안에 필요한 과학적 사고로서 귀추적 사고의 특징을 논의하였으며, 그에 기초한 과학적 설명가설의 생성과정을 4단계로 제시하였다. 마지막으로 본 연구로부터 수행중인 후속 연구 방향을 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권1호
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• pp.29-42
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• 2000

본 연구에서는 먼저 생물학 관련 내용인 생선같은 어류와 소고기나 돼지고기같은 육상동물 근육의 조직이 서로 차이가 나는 현상에 대한 원인적 가설을 창안하는 기능을 검사하는 도구를 개발하여, 예비 과학교사 23명에게 투입하였다. 그런 다음, 피험자들이 창안한 가설을 정성적 분석 방법으로 분석하여 공통점과 차이점을 분석한 뒤, 가설 및 가설창안과정에서 발견되어지는 경향성(들)을 분석하고자 하였다. 피험자들이 창안한 가설은 모두 총 52개였는데, 본 연구에서 이들을 내용적 속성 측면에서 분석해 본 결과 이들 가설은 크게 조작적 가설 또는 이론적 가설로 분류되었다. 이들이 창안한 52개의 가설 가운데 조작적 가설은 45개였고, 나머지 7개는 이론적 가설에 해당되었다. 또한 학생들의 가설창안 과정을 분석해 본 결과, 가설을 창안과정에 사용된 경험적 지식과 새로운 미지의 상황 사이의 유사성 정도에 근거한 외전의 논리적 추론을 중심으로 분석했을 때 4 단계로 분류되었다. 특히 피험자들의 가설창안과정의 분석 결과는 약 80%이상이 가설을 창안할 때 기지의 경험적 지식과 미지의 현재 상황과의 유사성 정도를 논리적으로 추론하는 것이 부적절한 모습을 나타내었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권1호
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• pp.77-87
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• 2020

과학 탐구는 과학에 대한 다양한 학습의 차원에서 그 중요성이 강조되고, 다양한 방법과 목적에 따라 운영되었다. 과학 학습에 대한 다양한 측면 중 과학적 사고력과 같은 과학과의 중요 역량 함양이 강조되고 있다. 따라서 과학적 추론이 적절하게 일어날 수 있도록 안내할 필요가 있다. 이 연구는 학습자들이 과학적 탐구를 진행하는 과정 중, 탐구 문제의 발견과 구성 과정에서 드러내는 과학적 추론을 살펴보고 그 의미를 탐색하고자 하였다. 또한 어떠한 요인이 이 복잡한 과정에 영향을 끼치는지 살펴보고자 하였다. 이러한 목적에 따라 '삼투 현상' 관련 탐구를 수행한 대학생 2개 모둠의 탐구 과정과 결과를 분석하였다. 연구 참여자들의 탐구 계획서 및 발표 자료, 모둠 별 면담을 분석하였다. 그 결과, 이들은 '삼투 현상'에 대한 자신들의 탐구 문제를 구성하고 진행하는 과정에서 연역, 귀납, 귀추의 추론방식을 다양하게 활용하는 것을 확인할 수 있었다. 탐구와 추론이 역동적으로 이루어지는 과정에서 규칙적인 변칙 사례와 실험 도구의 특징이 이들의 추론에 영향을 끼침을 살펴보았다. 다양한 추론들은 참여자들 스스로 관찰한 현상에 대해 최선의 설명을 구성하는 것을 목적으로 탐구를 지속하는 중에 이루어졌다. 끝으로 이 연구의 결과를 바탕으로 과학 탐구를 기반으로 삼는 프로그램들의 개발 맥락에 대해 제공하는 몇 가지 시사점을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권5호
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• pp.367-378
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• 2007

과학 교과서와 과학 연구 논문의 과학 언어적 특성을 조사하기 위하여 지구과학 교과서 2 종과 지구과학 논문 2 편을 선정하여 각 텍스트의 과학 용어 분류, 설명 텍스트의 구조 분석과 접속 관계를 통한 추론 분석, 접속어의 기능에 대한 분석 방법을 적용하여 분석하였다. 연구 결과, 지구과학 교과서에서 드러난 학교 과학의 언어는 명명어의 비중이 높으며, 정의/예시 구조와 기술 구조 중심의 설명 텍스트 구조를 보였다. 또한, 논리적 추론보다는 부가적인 나열 관계를 나타내는 내적 관계가 우세하였다. 이에 반해 지구과학 논문에서 볼 수 있는 과학자의 과학 언어는 명명어의 비중이 큰 가운데서도 과정어와 개념어의 비중이 과학 교과서의 과학 언어에 비해 높았으며, '도입 - 연관 계열 - 결론'에 이르는 설명 텍스트의 도식적 구조를 갖추고 있었다. 또한, 연관 계열을 이루는 각 문장의 텍스트 구조는 원인/결과 구조 또는 기술 구조에 뒤이은 문제/해결 구조를 보였으며, 각 문장틀 간에 부사형 어미나 동사를 이용한 내적 관계를 통해 인과적 추론 또는 귀추적 추론 관계를 표현하고 있었다. 학생들의 진정한 과학 언어 사용을 위해서는 두 언어 사이의 간극을 줄이는 것이 필요하다. 이를 위해 학교 과학의 언어와 과학자의 언어를 매개하는 지구과학 교사의 교수 언어로서 중간 언어를 제안하였다.