• 한국과학교육학회지
• /
• 제41권3호
• /
• pp.203-220
• /
• 2021

이 연구는 과학적 논증 담화에 대한 자동 채점의 성능 개선 방향을 탐색하였으며, 자동 채점 모델을 활용하여 논증 담화의 양상과 패턴을 분석하였다. 이를 위해 과학적 논증 수업에서 발생한 학생 발화를 대상으로 논증 수준을 평가하는 자동 채점을 수행하였다. 이 자동 채점의 데이터셋은 4가지 단위의 논증 피처와 논증 수준 평가틀로 구성되었다. 특히, 자동 채점에 논증 패턴을 반영하기 위하여 논증 클러스터와 n-gram을 활용하였다. 자동 채점 모델은 3가지의 지도 학습 기법으로 구성되었으며, 그 결과 총 33개의 자동 채점 모델이 구성되었다. 자동 채점의 결과, 최대 85.37%, 평균 77.59%의 채점 정확도를 얻었다. 이 과정에서 논증 담화의 패턴이 자동 채점의 성능을 개선하는 주요한 피처임을 확인하였다. 또한, 의사결정 나무와 랜덤 포레스트의 모델을 통하여 과학적 논증 수준에 따른 논증의 양상과 패턴을 분석하였다. 이를 통하여 주장, 자료와 함께 정당화가 체계적으로 구성된 과학적 논증과 자료에 대한 활발한 상호작용이 이루어진 과학적 논증이 논증 수준의 발달을 이끈다는 점 등을 확인하였다. 이와 같은 자동 채점 모델의 해석은 논증 패턴을 분석하는 새로운 연구 방법을 제언하는 것이다.

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

• Educational Technology International
• /
• 제22권2호
• /
• pp.311-339
• /
• 2021

This study examined the effects of scaffolding types (Toulmin's Argument Pattern: TAP or Argumentation Vee Diagram: AVD) and individual metacognition levels (low or high) on students' learning achievement in online collaborative argumentation. A total of 191 Chinese undergraduates took part in this study. They were randomly assigned to either the TAP scaffolding, AVD scaffolding, or no scaffolding condition. They were teamed up in small groups of two or three students to argue with their peers using SNS as the online collaborative argumentation environment. The results revealed that students in the TAP and AVD scaffolding conditions did not gain significantly higher retention or transfer scores than students without scaffolding. However, students in the TAP scaffolding condition significantly outperformed those in the AVD scaffolding condition on transfer scores. Individual metacognition did not significantly affect learning achievement in online collaborative argumentation. Additionally, there was no significant interaction effect between scaffolding types and individual metacognition levels on retention or on transfer. The findings have implications for scaffolding design for online collaborative argumentation and also suggest that more attention should be paid to social metacognition rather than to individual metacognition when students work collaboratively.

• 대한수학교육학회지:학교수학
• /
• 제17권3호
• /
• pp.423-446
• /
• 2015

본 연구의 목적은 고등학교 확률 수업의 '몬티홀 문제' 과제 맥락에서 나타난 논증과 정의 특징을 알아보는 것이다. 고등학교 2학년 상 수준 한 학급의 학생을 대상으로 교사와 학생 사이의 논증과정에 관한 수업담화를 Toulmin의 논증패턴을 이용하여 분석한 결과, 논증 중심의 담화 공동체로 만들기 위한 과제 맥락과 학생들이 질문하고 반박할 수 있는 안전한 교실 문화의 중요성이 밝혀졌다. 또한 복잡한 문제를 함께 해결해 나가는 논증과정을 통해 학생들은 수업에 더 몰입하게 되었으며, 실제적인 경험적 맥락은 개념의 이해를 풍부하게 해 주었다. 그러나 논증과정에서 나타난 추론은 통계적 추론이 아니라 대부분 확률 문제 풀이 위주의 수학적 추론이 나타났다. 이러한 연구 결과는 맥락에 따라 결과를 해석하는 과정에서 학생들의 통계적 추론이 일어남을 교사가 이해할 필요가 있고, 과제 맥락과 질문을 통해 학생들이 논증과정에 적극적으로 참여하도록 해야 한다는 확률 통계 수업에 대한 시사점을 제공할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제32권5호
• /
• pp.1007-1026
• /
• 2012

이 연구는 대화적인 논의과정의 상호작용적인 측면을 가시화하여 논의상황과 흐름을 나타내고 질적인 측면의 논의수준을 구체적으로 제시할 수 있는 논의과정 분석틀 개발을 목적으로 한다. 이를 위하여 단순하면서도 요소들 사이의 상호관련과 흐름을 구조적인 형태로 가시화할 수 있는 다이어그램의 특성을 이용한 논의과정 다이어그램의 분석방법을 만들고, 이를 기반으로 논의과정의 질을 구체적인 논의수준 점수로 정량화하였다. 롤러코스터의 운동을 주제로 논의과정 학습 자료를 개발하고 물리교육 전공의 대학생을 대상으로 적용하여 모둠별 전사본을 확보하였고, 이를 분석틀 개발에 이용하였다. 전사본으로부터 논의과정에 해당되는 진술들만을 추출하여 TAP 논의요소로 기호화하였고, 이 기호들을 효율적으로 배열하고 연결하여 논의과정 다이어그램의 분석 방법을 만들었다. 논의과정 다이어그램을 이용한 분석 결과는 상호작용적인 논의상황과 흐름의 파악에 유용하였고, 논의요소 빈도와 조합, 정성적인 논의수준에 이르기까지 다양한 정보들을 함께 제시해주었다. 질적인 측면의 논의수준을 정량화하기 위하여 논의요소의 다양성, 정당화, 반박의 유무 등 질적인 면에서의 논의과정에 대한 지표를 반영하여 논의과정 다이어그램 내의 서로 다른 연결선들에 차등적인 점수를 부여하였다. 논의수준 정량화를 이용하여 논의수준을 확인하는 과정은 매우 간편하였고, 질적인 논의수준은 구체적인 점수로 표현되어 다양하면서 구체적인 논의수준을 제시할 수 있었다. 개발된 논의과정 분석틀은 대화적 논의과정 결과를 효과적으로 제시할 수 있어서 논의과정 연구 분야에 도움을 제공하며, 논의과정 학습 자료의 문항별 논의과정 특징과 구체적인 진술들은 효과적인 논의과정 수업 및 원운동 학습의 설계에 도움을 줄 것이다.

• 대한화학회지
• /
• 제50권1호
• /
• pp.79-88
• /
• 2006

연구는 중학교 과학 수업에서 이루어지는 학생들의 상호작용적 논증의 유형 및 특징을 살펴본 것이다. 자료수집은 중학교 과학 수업의 토론 과정을 관찰 하고 녹취하여 이루어졌으며, 전사된 자료는 Toulmin의 논증틀을 이용하여 분석되었다. 연구 결과로서, 토론 과정에서 이견과 이유의 조합에 따라 나타나는 논증 유형을 세 가지로 제시하였다. 첫째 유형은 이견이 거론되지 않은 채 이유와 주장의 제시로 이루어지는 논증 유형으로, 학생들의 주장에 서로 갈등이 일어나지 않는 경우이다. 둘째 유형은 이견이 제기되지만 합당한 이유가 뒷받침되지 못하여 주장에 영향을 주지 못하는 경우이다. 마지막 유형은 이견이 제시되고 그에 대한 이유를 찾아감으로써 협력적 논증을 통해 주장이 명료화되는 경우이다. 이 연구결과를 토대로 학생들 간의 토론의 현황을 이해하고 질적 개선을 위한 논의와 시사점이 탐색되었다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제35권5호
• /
• pp.919-929
• /
• 2015

본 연구에서는 지질구조에 대한 모델링기반 학습 프로그램을 개발하고 모델링기반 학습에서 나타나는 논증패턴과 학생들의 정신모형 수준과의 관계를 밝히고자 하였다. 고등학교 2학년 126명을 대상으로 대륙이동설, 해령, 변환단층, 단층의 특징에 대하여 4회의 모델링기반 학습을 실시하였다. 연구대상 중에서 2개 학급은 실험집단으로 모델링기반 학습을 실시하였고 나머지 2개 학급은 비교집단으로 교사중심 설명식 수업을 실시하였다. 모델링기반 학습 후 실험집단과 비교집단의 사후 성취도와 학생들의 정신모형 분포를 정량적으로 비교하였다. 실험집단 중 5개 조의 논증활동을 녹음 전사한 자료에 대하여 본 연구에서 설정한 분석틀을 근거로 정성적으로 분석하였다. 본 연구의 분석틀은 TAP의 5가지 요소와 학생들의 대안개념이 포함되는 요소 5가지 등 총 10가지의 코딩 요소로 구성하였다. 정신모형 유형을 조사한 결과, 실험집단에서 단면 인과모형과 입체형 모형의 비율이 높게 나타난 반면, 비교집단에서는 2차원 모형과 단면 단순모형의 비중이 높게 나타났다. 논증유형을 분석한 결과, 주장의 빈도가 높을수록 논증활동이 성공적으로 이루어졌고 정신모형의 수준이 높게 나타났다. 반박이 제기된 경우, 만든 모형을 다시 관찰하여 자료를 수정하고, 이에 따라 주장을 다시 전개하였다. 이로써 모델링기반 학습에서 모형이 학생들의 논증 과정에 긍정적으로 작용함을 확인할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제32권4호
• /
• pp.604-624
• /
• 2012

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.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.739-751
• /
• 2010

이 연구는 예비교사들이 과학탐구에 대한 비판적 토론을 분석하는 것에 초점을 두고 있다. 약 3개월 동안 24명의 예비교사들은 7개의 그룹으로 나뉘어 개방적 탐구를 수행하였고, 이후 10회의 비판적 토론을 실시하였다. 모든 토론과정은 녹화하여 전사하여 분석되었다. 툴민의 논증분석틀과 인지적 논증분석틀을 이용하여 예비교사들의 탐구토론에 나타난 논증의 특징을 살펴보았다. 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 의미단위별 논증요소 분석에서 주장, 정당한 이유, 자료, 반박, 지원의 순서로 많이 제시되었다. 둘째, 대화 단위별 논증 구조에서 CW, CD, CDW, CWR, CR의 순서로 많이 제시되었다. 셋째, 비판적 탐구토론에서는 다른 토론활동보다 반론의 비율이 많이 제시되었다. 넷째, 두 번째 논증활동이 첫 번째 논증활동보다 질적 수준이 향상되었다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.79-92
• /
• 2014

본 연구의 목적은 과학교사의 논변 수업 전문성 증진을 위해 실질적인 논변활동의 경험을 제공할 수 있는 탐구기반 논변과제를 개발하는데 있다. 이를 위해 샤를의 법칙과 관련된 탐구 실험을 활용하여 논변과제를 개발하였고, 3차에 걸쳐 총 8명의 참여자들을 대상으로 논변활동을 적용하였다. 적용과정에서 드러난 쟁점들을 분석하여 논변활동이 촉진될 수 있는 방향으로 문항을 수정하였고, 이러한 수정의 효과는 참여자 논변 양상의 변화를 통해 확인하였다. 본 연구의 교사 전문성 신장을 위한 논변 과제 개발에서 나타난 세 가지 쟁점은 논변 주제의 구조화, 인지 갈등 유발과 의견 수렴의 연계, 다양한 증거의 활용과 활용 방법 결정이다. 논변 주제를 과학적인 접근을 할 수 있는 형태의 문항으로 구성하고, 의견 수렴을 위한 전략을 사용한 결과 논변 구조가 질적, 양적으로 발전했으며, 논변 양상도 복잡하게 나타났다. 실험 활동의 사용 여부는 논변 양상에는 큰 영향이 없었으나, 문항의 특성에 따라 실험 결과의 관찰이 논의의 가장 핵심적 근거로 사용됨을 확인하였다. 앞으로 과학교사에게 논변 활동의 경험을 갖게 하는 보다 다양한 프로그램이 개발될 필요가 있으며, 본 연구의 결과는 이러한 프로그램 개발에 실질적인 시사점을 줄 수 있다.