• 과학교육연구지
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• 제43권1호
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• pp.79-93
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• 2019

귀납, 연역, 가설연역, 귀추는 과학의 방법, 혹은 그것의 토대를 이루는 논리로서 과학교육에서 주목받아왔다. 그런데 가설연역과 귀추가 갖는 논리적 유사성에서 확인할 수 있듯이 이들 용어들의 구분이 항상 명확한 것은 아니다. 본 연구는 귀납, 연역, 가설연역, 귀추에 대한 과학교육론 교재들의 서술을 조사하여 과학의 방법으로서, 혹은 과학 탐구의 맥락에서 이들 용어들이 사용되는 의미를 분석하였다. 이를 위해 7종의 과학교육학 교재들에서 관련된 서술을 추출하였고, 용어의 정의, 사용된 예시, 다른 용어들과의 관계를 검토하여 용어가 갖는 의미의 일관성과 용어간의 구별가능성을 조사하였다. 분석 결과 교재의 서술에서 용어가 갖는 의미가 일관성을 갖지 못하며, 관련 용어사이의 의미구별을 어렵게 하는 여러 논의들이 발견된다는 문제를 발견할 수 있었다. 이러한 혼선의 원인, 그리고 과학교육의 맥락에서 본 연구가 갖는 교육적 시사점도 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권3호
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• pp.169-179
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• 2007

이 연구에서는 가설 연역적 탐구 실험이 학생들의 과학의 본성에 대한 관점 변화에 미치는 효과를 조사하였으며, 그 효과는 학습 전략에 따라 분석되었다. 연구 대상은 중학교 2학년 학생 212명이며 학생들은 실험집단과 통제집단으로 무선 배치되었다. 통제집단의 학생들은 안내된 탐구 실힘을 실시하였으며, 실험집단의 학생들은 가설 연역적 탐구 실험을 실시하였다. 연구 결과 사전 검사에서 실험 집단과 통제 집단은 과학의 본성에 대한 관점이 거의 비슷하게 나타났다. 수업을 실시한 후 실험 집단은 과학의 본성 중에서 관찰의 이론 의존성, 과학적 추론, 가설에 대한 관점이 유의미하게 변화되었다. 실험집단 중에서 피상적 전략을 주로 사용하는 학생들은 과학의 본성 중에서 가설에 대한 관점만이 유의미하게 변화되었다. 반면, 실험집단 중에서 심층적 전략을 주로 사용하는 학생들은 과학의 본성 중에서 관찰의 이론의존성, 과학적 추론, 가설에 대한 관점이 유의미하게 변화되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권7호
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• pp.586-601
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• 2008

본 연구의 목적은 과학자의 가설-연역적 탐구과정에서 가설설정단계, 실험설계단계, 결과해석단계에서 귀추적 추론이 나타나는지를 확인하고, 각각의 단계에서의 귀추적 추론과정을 분석하기 위한 분석틀을 제안하는 데 목적이 있다. 이를 위해, 8명의 과학자들과의 심층면담을 통해 얻은 프로토콜을, 기존 문헌에서 추출한 귀추적 추론과정의 하위요소로 분석해 보았다. 그 결과, 과학자의 귀추적 추론이 세 단계 모두에서 나타나고 있어 기존요소에 의한 분석틀을 벗어난 새로운 분석틀이 요구되었다. 그 결과 과학자들과의 심층면담을 통해 탐구의 각 단계에서 나타나는 귀추적 추론 분석틀을 새롭게 개발하였다. 이 틀을 과학교육전문가로부터 타당성 확인 결과, 내용타당도 지수 0.90을 얻어 타당한 것으로 인정되었으며, 실제로 과학자의 탐구과정에서 나타나는 귀추적 추론과정을 분석한 결과 매우 적절한 것으로 확인되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제25권3호
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• pp.327-335
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• 2005

이 연구에서는 STS 가설 연역적 수업 전략을 고등학교 화학 I의 물 단원의 수업 전략에 사용하여 학생들의 과학 학업 성취도와 과학에 관련된 태도를 알아보았다. 연구의 대상은 경기도에 있는 남녀 공학 고등학교 2학년 자연 계열 학생들이다. 본 연구는 사전 검사로 실험반과 통제반 학생들의 물 단원 관련 과학 학업 성취도와 과학에 관련된 태도를 조사한 후 STS 가설 연역적 수업 전략과 교과서 위주의 전통적 강의식 수업 전략을 총 10차시에 걸쳐 시행한 후에, 학생들이 수업 후 형성된 과학 학업 성취도와 과학과 관련된 태도를 사후 검사를 통해 실시하였으며 얻어진 결과는 다음과 같다. 첫째, 물과 관련하여 STS 가설 연역적 수업 전략을 도입한 실험반의 학생들과 교과서 위주의 강의식 수업 방식을 도입한 통제반의 학생들은 과학 학업 성취도 변화에 있어서 실험반의 교정 평균이 통제반의 교정 평균보다 4.26점 높게 나타났으나, 통계적으로 유의미한 차이는 나타나지 않았다(p>05). 둘째, STS 가설 연역적 수업 전략을 도입한 실험반의 학생들이 교과서 위주의 강의식 수업 방식을 도입한 통제반의 학생들보다 과학/기술/사회와 관련된 태도 변화에 있어서 통계적으로 유의미한 차이를 나타내었다 (p<.05).과학에 관련된 태도의 하위 영역에서 실험반이 통제반 에 비해 통계적으로 유의미한 차이가 있는 영역은 과학 수업 내용(II영역), 과학 공부(III영역), 과학의 가치(IV영역)이였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.556-564
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• 2004

본 연구는 중 고등학생의 창의력 및 과학적 사고력 향상을 위해 학습자 활동 중심으로 개발된 가설-연역적 실험 모듈이 과학고 학생들에게 효과적인지 알아보기 위해 수행되었다. 삼투압과 식물의 색소 분리와 관련된 5차시의 가설-연역적 실험 모듈의 효과를 알아보기 위하여 서울의 S 과학고 남 여 4개 반을 각각 46명씩 2개 학급으로 구성된 실험 집단 및 통제 집단으로 나누어서 수업을 하였다. 실험 집단은 삼투 현상 및 광합성 색소 분리와 관련된 가설-연역적 방식으로 구성된 생물 실험 모듈을 통해 학생 중심의 실험 수업을 하였고, 통제 집단은 개발된 실험 모듈과 같은 내용을 가지고 전통적인 방식의 실험 결과 확인 실험 수업을 수행하였다. 두 모듈을 적용하여 학생들의 창의력 및 과학적 사고력, 과학 탐구 능력 그리고 성취도의 향상 효과를 조사하였다. 연구 결과, 개발된 실험 모듈을 적용한 실험 수업은 기존의 전통적 실험 수업보다 학생들의 창의력, 과학적 사고력, 과학 탐구 능력에 유의미한 효과를 보였다. 이상과 같은 연구 결과는 삼투 현상과 광합성 색소 분리를 주제로 한 두 개의 생물 실험 모듈을 적용한 가설-연역적 방식의 수업이 전통적인 교과서 실험 방식인 확인식 실험 수업보다 학생들의 창의력 및 과학적 사고력을 높이는 데 효과가 있음을 의미한다.

• 영재교육연구
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• 제21권2호
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• pp.309-335
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• 2011

과학 탐구 과정 및 과학 학술지의 논문 양식을 기초로 글쓰기 분석틀을 만들었으며, 중학교 1학년 과학 영재의 글을 글쓰기 분석틀에 근거하여 분류하였다. 연구 대상 학생들의 글을 임시적 설명의 유무와 결론의 형태를 기준으로 7가지 유형으로 구분하였고, 그리고 각 유형별 사례를 연구 방법 또는 연구 결과 및 자료 해석 내용의 기술 횟수와 글쓰기에서 연구 방법 또는 연구 결과 및 자료 해석이 기술된 위치를 기준으로 단선형, 복선형, 결론 보강형으로 나누었다. 단선형은 연구 방법 또는 연구 결과 및 자료 해석이 1회 일 때, 복선형은 연구 방법 또는 연구 결과 및 자료 해석이 2회 이상, 결론 보강형은 연구 방법 또는 연구 결과 및 자료 해석을 1회 이상의 과정을 통해 결론을 내린 후 다시 앞에 제시한 과정 이외의 연구 방법 또는 연구 결과 및 자료 해석이 나타날 경우라 하였다. 학생들은 과학 글쓰기를 통하여 과학자와 같이 글을 쓸 수 있는 기회를 얻을 수 있고, 학생들의 글쓰기 유형은 학생들을 평가할 수 있는 기준으로써 적용가능하다고 할 수 있다.

• 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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• 제23권3호
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• pp.215-228
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• 2003

이 연구는 과학철학에서 논의되어온 과학의 선언적 지식의 생성 과정을 보다 체계적으로 분석하고 정리하여 하나의 구조화된 과학적 지식의 생성 모형을 제시하고자 하였다. 이를 위해, 이 연구는 선언적 과학 지식의 생성 과정을 과학철학적 관점들을 중심으로 다양한 문헌들을 분석하고, 이러한 분석 결과를 바탕으로 과학적 지식의 생성 모형을 체계적으로 구조화하였다. 이를 통해 고안된 모형은 귀납적 과정, 귀추적 과정, 연역적 과정 등으로 구분되는 지식 생성 과정을 포함한다. 또, 각각의 과정은 다시 여러 단계의 하위 과정으로 구성되어 있음을 보여준다. 이 모형에 의하면, 먼저 귀납적 과정은 관찰과 규칙성 발견 과정으로 구분되며, 다시 관찰은 단순관찰과 조작관찰로 나뉘고, 규칙성발견은 공통점발견, 분류, 위계 발견 등으로 세분된다. 그리고 귀추적 과정은 의문 생성과 가설생성 과정으로 구분되며, 여기에서 가설생성과정은 다시 의문상황 표상, 경험상황 동정, 원인적설명자동정, 가설적설명자 동정 등의 과정으로 나뉘어 진다. 마지막으로 연역적 과정은 방법 기준의 고안 과정은 다시 가설의 검증방법 고안과 가설의 평가기준 고안으로, 가설평가 과정은 결과수집 과정과 가설평가 및 결론 진출 과정으로 세분된다.

• 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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• 제23권4호
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• pp.309-318
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• 2003

Scientific reasoning is one of the main concerns in current science education. This study have tried to answer on the question whether Korean science education has the potential to help improve of students' ability to think scientifically. Therefore, the present study investigated the relationship between reasoning patterns evident in science textbook and science examination items, and students' scientific reasoning skills across grades in Korea. 1975 subjects (1022 females and 953 males) were administered in the Lawson's Test of Scientific Reasoning skills. Forty seven science textbooks and 240 assessment instrument were analyzed by several scientific reasoning keys. Scientific reasoning patterns were adopted from Lawson's classification which characterized the patterns as the empirical-inductive and the hypothetical-deductive. This study found that reasoning patterns evident in textbook analyses and assessment instrumental items do not evidentce the potential to stimulate the development of students' reasoning skill. In order to improve the students' abilities to think and achieve, higher levels of reasoning must be included in the science textbook and examination. Further, some of scientific reasoning processes, such as generating hypotheses, designing experiments, and logical prediction, were not found in science textbooks and test items in Korean secondary schools. This study also discussed the educational implication of these results and further studies about to develop student's reasoning ability.