• 한국과학교육학회지
• /
• 제28권7호
• /
• pp.759-767
• /
• 2008

This article arose from the previous studies, which suggested a synthetic list for the nature of science (NOS), discussed the relationship between the NOS and scientific inquiry and the development of the NOS in the context of scientific inquiry. In this article, for teaching scientific inquiry through the NOS, I proposed three teaching models - reflection, interaction, and the direct model -. Within these teaching models, understanding the NOS is viewed as a prerequisite condition for the improved performance of scientific inquiry. In the reflection model, the NOS is embedded and reflected in scientific inquiry without explicit introduction or direct explanation of the NOS. In the interaction model, concrete interaction between scientific inquiry and the NOS is encouraged during the process of scientific inquiry. In the direct model, subsequent to directly comprehending the NOS at the first stage of activity, students conduct scientific inquiry based on their understanding of the NOS. The intention of this present article is to facilitate the use of these models to develop teaching materials for more authentic scientific inquiry.

• 한국지구과학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.401-415
• /
• 2006

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.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제28권7호
• /
• pp.749-758
• /
• 2008

Even though the importance of the nature of science (NOS) and scientific inquiry in science learning have been emphasized by many science educators and science curriculums, the link between the NOS and scientific inquiry has not been discussed sufficiently. In this article, I discussed that various aspects of NOS are already embedded in defining and characterizing the authentic scientific inquiry and that we need to have special concern about how the NOS should be treated and interpreted when introducing it into scientific inquiry. And I summarized two approaches to teach the NOS and scientific inquiry; teaching the NOS through scientific inquiry and teaching scientific inquiry through the NOS. Finally, some next studies based on this article are introduced.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제27권9호
• /
• pp.930-943
• /
• 2007

이 연구에서는 과학자들의 연구 수행에서 나타나는 인식론적 특성을 반영한 개방적 참탐구 활동을 수행하도록 하고,이 과정에서 학생들이 실제로 과학의 인지과정을 경험하면서 참탐구 인식론을 반영한 추론 특성을 보이는지를 알아보고자 하였다. 서울시 소재 과학고등학교 1학년 학생 86명을 연구 대상으로 하였으며,4주 동안 비교집단 2개 학급의 학생들은 전통적인 학교 탐구 활동을 수행하게 하고 실험집단 2개 학급의 학생들은 개방적 참탐구 활동을 수행하게 한 후 학생들이 제기한 질문을 비교하였다. 그 결과 두 집단의 학생들이 제기한 질문의 빈도는 크게 차이가 없었으나,질문의 유형에는 차이가 있었다. 실험집단에서 사고 질문의 빈도가 높게 나타났고,질문의 세부 유형에서도 비교집단 학생들의 질문과 유의미한 차이를 보였다(p <.01) 특히 사고를 확장시키는 질문과 변칙 데이터에 대한 질문의 빈도에서 큰 차이가 있었다. 또한 실험 집단에서 제기된 질문 가운데에는 과학적 방법,변칙 데이터,추론의 불확실성과 같은 참과학의 인식론을 반영하는 질문들이 발견되어 개방적 참탐구 수행에서 학생들이 과학적 인식론을 이해하게 될 가능성을 확인할 수 있었다. 그리고 탐구주제에 따른 질문 비교에서 개방도가 높아질수록 변칙탐지 질문과 전략질문의 빈도가 높아지는 경향이 있었고,귀납적 질문과 유추적 질문의 경우에는 개방도보다는 탐구 주제와 관련이 있는 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.153-167
• /
• 2007

In this study, it is assumed that understanding the nature of science (NOS) would enhance students' performance of scientific inquiry in more authentic ways. The ultimate goal of this study is to suggest new models for developing scientific inquiry activities through understanding the NOS by linking the NOS with scientific inquiry. First, the various definitions and statements of the NOS are summarized, then the features of the developmental nature of scientific knowledge and the nature of scientific thinking based on the philosophy of science are reviewed, and finally a synthetic list of the elements of the NOS is proposed, consisting of three categories: the nature of scientific knowledge, the nature of scientific inquiry, and the nature of scientific thinking. This suggested synthetic list of the NOS is used to suggest a model of scientific inquiry through the understanding of the NOS. This list was designed to provide basic standards regarding the NOS as well as practical guidance for designing activities to improve students' understanding of the NOS.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.211-226
• /
• 2008

The purpose of this study was to investigate science teachers' understandings about scientific argumentation in the classroom. Seven structured interview protocols were developed, asking the definition of scientific inquiry, the differentiation between scientific inquiry and hands-on activity, the opportunity of student argumentation, explicit teaching strategies for scientific argumentation, the critical example of argumentation, the criteria of successful argumentation, and the barrier of developing argumentation. The results indicate that there are differences and similarities in understandings about scientific argumentation between two groups of middle school teachers and upper elementary. Basically, teachers at middle school define scientific inquiry as the opportunity of practicing reasoning skills through argumentation, while teachers at upper elementary define it as the more opportunities of practicing procedural skills through experiments rather than of developing argumentation. Teachers in both groups have implemented a teaching strategy called "Claim-Evidence Approach," for the purpose of providing students with more opportunities to develop arguments. Students' misconception, limited scientific knowledge and perception about inquiry as a cycle without the opportunity of using reasoning skills were considered as barriers for implementing authentic scientific inquiry in the classroom.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제27권7호
• /
• pp.547-558
• /
• 2007

본 연구는 한국과 싱가포르의 중학교 과학 교과서에 실린 물리 영역의 탐구 활동을 비교 분석함으로써 차기 과학과 교과서 탐구 활동 구성에 대한 시사점을 얻기 위한 목적을 지닌다. 두 나라의 교과서 탐구 활동을 탐구 활동의 일반적인 특징과 참 과학 탐구(authentic scientific inquiry)의 반영 정도라는 두 가지 측면에서 분석하였는데, 이를 위해 각각 Millar et al.(1998)의 탐구 활동 분석틀과 Chinn & Malhotra(2002)의 분석틀을 수정 보완하여 이용하였다. 연구 결과, 두 나라 탐구 활동의 목적, 학생의 사고 관련 활동, 과제의 개방성 정도에서 차이가 발견되었다. 탐구 활동의 목적 영역에서 한국은 내용 중심적인 활동이 많았고, 싱가포르는 과정 중심적인 활동이 많았다. 학생의 사고 관련 활동 영역에서 싱가포르에는 한국에는 드문 '예상한 것 검증하기' 등의 사고 관련 활동이 있었으며, 탐구의 개방성 정도도 싱가포르가 한국보다 높았다. 두 나라의 탐구 활동에서 참 과학 탐구를 반영하고 있는 정도에도 차이가 발견되었다. 한국에는 학생들이 스스로 연구 문제를 착안하는 활동이 전혀 없었으나 싱가포르에는 이러한 활동이 있었으며, 연구 설계 항목에서 한국의 탐구 활동에는 없는 변인 설정, 변인 통제 활동이 싱가포르에는 발견되었다. 연구 결과는 교과서 탐구 활동을 구성할 때 탐구 활동의 목적, 학생의 사고 관련 활동, 과제의 개방성 정도 등의 요소가 고르게 포함되도록 할 필요가 있으며, 참 과학 탐구 요소를 적절히 반영할 필요가 았다는 것을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.169-179
• /
• 2008

본 연구에서는 과학의 본성을 진술하는 총 42개의 진술문 각각에 대해서 1년간에 걸쳐 과학의 본성 지도자료 46개를 개발하였다. 개발한 자료는 구체적인 과학적 상황에서 과학의 본성을 이해할 수 있도록 과학개념과 탐구기능이 포함되도록 하였다. 각 자료는 학생용 활동지와 교사용 안내서로 개발되어 현장에 직접 적용할 수 있는 형태로 개발되었다. 개발된 자료 중, 과학적 사고의 본성에 대한 11개 자료를 과학 영재 3명을 대상으로 시험 적용하였다. 시험 적용 결과, 난이도는 적절했으며, 학생들은 과학개념이나 탐구활동 경험보다는 과학적 사고 자체에 대해 배웠다고 반응하였고, 마찬가지로 과학적 사고 자체가 흥미로운 내용이었다고 보고하였다. 그리고 학생의 반응과 교사의 관찰로부터 과학적 사고의 본성 이해가 과학적 탐구활동을 보다 참답게(authentic) 수행하는데 도움을 줄 수 있다고 판단되었다. 또한 학생들은 과학적 사고의 본성 이해가 과학적 창의성 개발에도 도움을 준다고 하였으며, 그러한 반응이 이전의 이론적인 논의(박종원, 2007a)와도 일치하여 과학적 사고의 본성 이해가 창의력 개발 프로그램으로 활용할 수 있다는 시사점을 얻을 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제28권6호
• /
• pp.565-578
• /
• 2008

이 연구에서는 학생들이 개방적 참탐구 활동에서 참과학의 인지과정을 경험함에 따라 과학의 본성에 대한 이해에 영향을 미치는 요인을 알아보고자 하였다. 과학고등학교 1학년 학생들에게 인식론적으로 참과학의 특성을 반영하는 개방적 참탐구 활동을 수행하도록 하고, 이들 학생들 가운데 과학의 본성에 대한 학습이 이루어지거나 실패한 4명의 학생들을 선정하여 사례연구를 실시하였다. 초점 학생들이 탐구를 수행하면서 제기한 질문들과 사전 사후 과학의 본성 검사지(VNOS-C형) 답변을 분석하고 반구조화된 면담을 통해 답변을 정교화할 수 있는 기회를 제공하였다. 그 결과 개방적 참탐구 활동은 학생들에게 과학의 본성에 대한 이해를 돕는 탐구 상황을 제공한다는 것과 학생들의 인지적 특성이 과학의 본성에 대한 이해에 영향을 미치는 것을 발견하였다. 학생들에게 실험을 설계하고 수행하도록 함으로써 과학적 방법과 연구의 다양한 형태에 대해 이해하게 되었고, 정해진 답이 없는 실험에서 얻어진 데이터로부터 결론을 도출해내는 과정에서 과학의 추론적 특성을 경험하는 것을 확인하였다. 또한 변칙데이터를 경험하게 됨으로써 과학지식의 형성에서 추론의 역할과 창의성을 이해하는데 도움이 되었다. 이러한 탐구 상황에서는 동료들과 논의를 많이 하게 되는데 이때 반성적 사고 특성을 가진 학생은 실험 설계 및 데이터 해석에서의 타당성에 대해 생각하게 됨으로써 추론의 불확실성, 이론의존성에 대한 이해로 발전하였다. 또한 확산적인 사고 특성을 가진 학생은 유추적인 사고로 연결되어 과학의 창의성을 이해하는 데에 도움이 되는 것을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.194-204
• /
• 2004

The purpose of this literature review is to investigate what kinds of research have been done about scientific inquiry in terms of scientific argumentation in the classroom context from the upper elementary to the high school levels. First, science educators argued that there had not been differentiation between authentic scientific inquiry by scientists and school scientific inquiry by students in the classroom. This uncertainty of goals or definition of scientific inquiry has led to the problem or limitation of implementing scientific inquiry in the classroom. It was also pointed out that students' learning science as inquiry has been done without opportunities of argumentation to understand how scientific knowledge is constructed. Second, what is scientific argumentation, then? Researchers stated that scientific inquiry in the classroom cannot be guaranteed only through hands-on experimentation. Students can understand how scientific knowledge is constructed through their reasoning skills using opportunities of argumentation based on their procedural skills using opportunities of experimentation. Third, many researchers emphasized the social practices of small or whole group work for enhancing students' scientific reasoning skills through argumentations. Different role of leadership in groups and existence of teachers' roles are found to have potential in enhancing students' scientific reasoning skills to understand science as inquiry. Fourth, what is scientific reasoning? Scientific reasoning is defined as an ability to differentiate evidence or data from theory and coordinate them to construct their scientific knowledge based on their collection of data (Kuhn, 1989, 1992; Dunbar & Klahr, 1988, 1989; Reif & Larkin, 1991). Those researchers found that students skills in scientific reasoning are different from scientists. Fifth, for the purpose of enhancing students' scientific reasoning skills to understand how scientific knowledge is constructed, other researchers suggested that teachers' roles in scaffolding could help students develop those skills. Based on this literature review, it is important to find what kinds of generalizable teaching strategies teachers use for students scientific reasoning skills through scientific argumentation and investigate teachers' knowledge of scientific argumentation in the context of scientific inquiry. The relationship between teachers' knowledge and their teaching strategies and between teachers teaching strategies and students scientific reasoning skills can be found out if there is any.