"과학문화교육"

2005-09-25 (Vol 2, No 13)

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국제적 과학교육학술논문 요약과 외국 과학교육 및 국제화

International Journal of Science Education , 26(11) 2004

뜨고 가라앉는 것에서 이론형성과 모델: 3, 4학년 학생들의 과학의 인식론의 발달에 대한 사례연구

Authors: Keiko Kawasaki; Leslie Rupert Herrenkohl; Sherry Yeary
International Journal of Science Education, Volume 26, Number 11, 2004, pp. 1299-1324(26)

이 논문의 목적은 3/4학년 수업에서 ‘뜨고 가라앉는 것’에 대한 수업에서 학생들의 이론형성, 모델링, 과학적인 인식론의 비평적 요소의 발전을 주의 깊게 탐색하는 것이다. 이 논문에 언급된 연구는 ‘설계실험(Brown, 1992; Collins, 1990)’의 전통을 따르고, 대화, 글, 그리고 다른 표현방법과 교실에서의 사회적 상호작용의 동적인 움직임 속에서 인식론적인 발달을 탐색하기 위하여 담화 분석 방법(discourse analytic method)을 사용한다. 학생들의 인식론적인 발달을 알아보기 위해서 우리는 Driver 등(1996)의 연구방법을 따랐다. 그들은 학생들의 이론의 사용은 다음과 같이 세 가지 일반적인 범주로 묶을 수 있다고 하였다. (1) 묘사 상태, 즉 현상에 기초한 추론. 여기서 아이디어는 실험과 다르지 않다. (2) 관계 기초 추론. 학생들은 특정한 이론에 대한 근본적인 증거를 발견할 수 있다고 믿게 된다. (3) 모델 기초 추론. 학생들은 이론은 새로운 증거에 따라서 바뀔 필요가 있음을 인식한다. 수업에 참여한 학생들을 뒤따르고, 토론에서 학생들 참여의 변화를 살펴보고, 이러한 토론의 질과 내용을 분석함으로써 우리는 학생들이 실제 과학자들의 작업에서와 동등한 과학의 강력한 인식론을 발전시키고 있음을 주장한다.
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일상 생활 지식과 과학적 지식 사이의 관계: 물질이 어떻게 변화하는지 이해하기

Authors: Miguel Ángel Gómez Crespo; Juan Ignacio Pozo
International Journal of Science Education, Volume 26, Number 11, 2004, pp. 1325-1343(19)

이 논문은 운동 이론에 관해서 물질에서의 변화(상태 변화, 분해, 팽창 그리고 화학 변화)를 설명하기 위한 구조(mechanism)에 관하여 청소년과 대학생들이 묘사한 것을 분석한다. 설문에 대한 답변들은 올바른 답의 비율과 대안적 개념의 사용을 고려함으로써 분석되었다. 결과는 물질의 변화의 설명적 구조의 이해는 나이, 교수 수준 그리고 문제의 내용에 영향을 받는다는 것을 보여준다. 운동 모델과 상충하는 주요 개념은 거시적인 수준에서 관찰된 변화의 입자들에 돌리는 것이다. 이것은 다른 변화에서보다도 상태변화와 평창에서 더욱 분명하다. 이러한 애매함은 표현된 현실과 그것을 나타내는 모델 사이를 적절하게 구별하지 못한 데에서 기인한다. 결론적으로 분석 자료는 학생들이 확실한 현실을 뛰어넘을 때 또는 그것으로부터 얻어진 데이터를 학교에서 배우는 과학적인 모델과 통합할 때 학생들이 느끼는 어려움을 다시 한 번 보여준다.
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일상생활에서 고등학교 학생들의 이론과 증거의 사용에 대한 탐색: 환경 과학 의사결정에서 과학적 사고의 역할

Author: Fang-Ying Yang

이 연구는 10학년 학생들이 STS관련 수업을 받은 후에 사회과학적 이슈(지하수의 이용)를 평가할 때 이론과 증거의 사용을 조사하였다. 45명의 남학생반 학생들과 45명의 여학생반 학생들이 이 연구에 참가하였다. 흐름도법(flow-map method)이 참가자들의 개념 지식을 평가하기 위하여 사용되었다. 추론 모드(reasoning mode)는 열린 질문으로 구성된 설문지를 사용하였다. 기억과 추론 모드에서 개념적 조직 사이에서 관련성을 누그러뜨리는 몇몇이 발견되었지만, 학생들의 이론과 증거를 통합하는 능력은 일반적으로 적절치 못하였다. 또한 학생들의 추론 모드는 그들의 인식론적 관점과 일치하였다는 것이 발견되었다. 더욱이 남녀 학생들은 다른 추론적 접근은 가지고 있는 것 같다.
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학생들의 천문학 개념을 이해하기 위한 3차원 컴퓨터 모델링의 영향: 정량적 분석

Authors: John Hansen; Michael Barnett; James MaKinster; Thomas Keating
Source: International Journal of Science Education, Volume 26, Number 11, 2004, pp. 1365-1378(14)

증가하고 있는 컴퓨터 모델링 소프트웨어의 유용성은 학생들이 과학적인 현상들을 컴퓨터 기반 모델로 구성하는 과학적 탐구에 참여하는 기회를 만들었다. 그러나 과학 과목에 기술을 통합하는 경향이 증가하고 있음에도 불구하고, 교육자들은 이러한 기술의 어떤 측면이 학생들의 학습을 증진시키는지를 이해할 필요가 있다. 이 연구는 두 개의 다른 교수 경험에 대해서 학생들의 천문학적 현상들에 대한 개념적인 이해를 검사하기 위하여 정량적(논문 1)이고 정성적인 데이터(논문 2)를 포함하는 다중 방식 연구(multi-method research)를 사용하였다. 특히 공간적인 그리고 선언적인 지식에 대한 학생들의 이해를 바탕으로 하여, 우리는 3차원 컴퓨터 모델을 구성하는 학생들과 전통적인 강의-교수법을 받은 학생들을 비교하였다. 사전 면담과 사후 면담 자료의 정량적인 분석은 3차원 모델 수업이 학생들이 공간적으로 관련된 천문학적인 개념들을 이해하는 것을 용이하게 한다는 것을 보여주며, 전통적인 강의수업은 학생들이 사실적인 천문학 지식을 이해하는 것을 용이하게 한다는 것을 보여주었다. 이 연구는 ‘가상 태양계’수업과 같이 문제기반 수업이 이 전통적인 강의 기반 천문학 수업에 실행 가능한 대안으로써 사용될 수 있는지에 대한 연구의 연장선을 구성하는 두 개의 논문 세트의 첫 번째이다.
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예비 교사들의 과학에서 모델링의 개념을 유지하기

Authors: Barbara Crawford; Michael Cullin
Source: International Journal of Science Education, Volume 26, Number 11, 2004, pp. 1379-1401(23)

이 연구는 예비 과학 교사들이 모델 기반 교수 모듈의 맥락에서 과학적 모델링의 이해와 과학적 모델링에 대하여 가르치려는 의도에 대해서 연구하였다. 동적 컴퓨터 모델링을 사용한 교수의 영향을 탐색하기 위하여 정성적인 방법이 사용되었다. 미국의 14명의 2학년 예비 교사들이 연구에 참여하였다. 연구 문제는 다음과 같다. (1) 예비 교사들이 과학에 모델과 모델링에 대하여 무엇을 이해하고 있는가? (2) 그들의 이해는 동적 컴퓨터 모델을 세우고 검사하는 것을 따르면서 어떻게 변화하는가? (3) 예비 교사들이 과학적인 모델에 대하여 가르치고자 하는 의도는 무엇인가? 소프트웨어, Model-IT에 기반을 둔 것은 참가자들이 쉽게 동적 모델을 만들 수 있게 했다. 모델링의 과정, 내용 그리고 인식론적인 측면들에 관련하여 다음과 같은 것들이 발견되었다. (a) 예비 교사들은 모델링의 언어에 더욱 더 명확해졌다. (b) 모듈은 예비 교사들이 모델링의 측면에 대하여 비판적으로 생각할 수 있게 하였다. 여전히 교사들은 과학적이 모델링을 완전히 이해하고 있지는 않는 것처럼 보인다.
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정규학교교육 기간동안 배우는 과학의 목적에 대한 지역공동체 리더들의 관점

Authors: David Symington; Russell Tytler
Source: International Journal of Science Education, Volume 26, Number 11, 2004, pp. 1403-1418(16)

과학적 소양이 정규학교교육과정 과학의 근본적인 목적이라는 것을 인정하는 것은 ‘지역 공동체에서 과학적 소양이 의미하는 것은 무엇인가?’라는 질문과 연결된다. 본 논문은 이러한 질문에 대한 통찰을 제공하기 위해 고안된 연구에 관한 것이다. 자료 수집 방법은 호주, 빅토리아주의 지역공동체 리더들 중 표본으로 선정된 사람들을 대상으로 학교과학의 목적에 대한 그들의 관점에 대해 면담을 실시하였다.
수집된 자료에 의하면, 대부분의 면담대상자들이 학교졸업후 형식적 과학교육을 받지 않았음에도 불구하고, 그들의 삶의 경험을 통해 얻은 유용한 통찰을 보여주었다. 이러한 삶의 지혜는 과학에서 교과과정 개발의 초기 단계 동안 중요한 기여를 할 수 있을 것이다.
자신의 방면에서 성공적인 사람들이라는 점에서, 연구 참가자들은 평생학습자이다. 따라서, 그들의 답변은 학교과학의 일차적 초점이 학교교육을 넘어서 학생들이 학습을 지속하기 위해 도와주는 틀을 제공하는 것이어야 한다는 것을 제안한다. 이것은 비단 지식이나 기능의 문제가 아니라, 과학에 편안함을 느끼는 것에 관련된 것이다.
본 연구에서 사용된 방법은 사려 깊고, 비전문가인 지역공동체 일원으로부터 과학에 대한 관점을 어떻게 얻어낼 수 있는지에 대한 유용한 예를 제공한다. 예를 들면, 그들은 학교과학의 목적에 대한 재개념화를 가능케 했다. 그들은 과학에 대한 교육보다는 ‘삶 속에서 과학’을 위한 교육이 되어야 함을 주장하였다.

첨부
V26N11(2004).hwp

이봉우
The Institute of Education, University of London

과학문화교육연구소