"과학문화교육"

2005-01-25 (Vol 2, No 1)

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국제적 과학교육학술논문 요약과 외국 과학교육 및 국제화

Journal of Research in Science Teaching 41(7-10) 2004

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JRST, Vol 41, No 7, September 2004

논문 요약 I

대도시 지역에 체계적 교육개혁의 표준 달성하기: 프로젝트를 이용한 6학년 과학 교육과정의 한 예

Ann Rivet (Columbia), Joseph Krajcik (U. of Michigan)

이 논문은 미시간 주 디트로이트라는 대도시의 과학교육의 체계적인 개혁에 초점이 맟춰져 있다. 그 한 방법으로 그 도시에 알맞은 프로젝트를 발굴하고 6학년 과학교육 과정을 개발하여 교사들과 학생들에게 과학의 탐구와 의미있는 학습을 하도록 교육하였다. 그 결과, 학생들의 학습성취도가 향상되었으며 교사들의 자기전문성개발연수가 이뤄졌으며 과학교육의 표준으로 제시된 과학지식습득에 의미있는 효과를 얻었다는 내용이다. 다음은 논문 주요 내용 요약이다.
대도시과학교육의 체계적인 개혁은 어려운 문제이다. 특히, 교수학습에서 과학교육의 국가 표준 과 주 표준 그리고 지방 표준을 모두 달성하기란 쉬운일이 아니다. 이 연구는 디트로이트 공립학교의 교사들과함께 프로젝트를 이용한 교육과정 자료를 개발했는데, 이는 모두 그 지역 특성에 맞는 의미있는 현실문제를 다루고 있고, 학생탐구에 초점을 맞추었고, 기술을 사용하도록 하였다. 이 연구는 6학년 교육과정의 한 단원을 사용하였고, 학생들은 “어떻게 기계가 내가 커다란 것들을 지을때 도와주는가?” 라는 대 질문을 가지고 탐구하며, 학습목표인 균형과 비균형의 힘을 다루며, 간단하고 복잡한 기계, 그리고 기계의 이점들을 다룬다. 이 연구에 디트로이트의 교사 24명과 학생 2500명이 참여했으며 연구의 완성까지 4년이 걸렸다. 학생들의 학습결과는 3가지 학습목표와 탐구기술을 사전과 사후 시험을 통해 평가하였다. 학업결과는 사전사후시험결과는 4년동안 지속적으로 유의미하게 높은 점수가 나왔으며 해마다 더 많은 학생과 교사들이 참여했다. 그리고 교사들의 전문성개발과 지도력으로 이 프로젝트를 대학에서 현장의 리더 선생님에게로 이전하게 되었다. 결론적으로, 대도시 과학교육의 체계적 개혁의 한 노력으로 학생탐구기능과 지역특성에 맞는 학습자료를 개발하여 사용함으로써 각종 과학교육표준과 맞는 의미있고 중요한 과학지식에 대한 학습을 향상시킬 수 있다는 것이다.



논문 요약 II

장기간의 과학탐구에서 어린아이들의 감성적 활동이 주는 영향

Michalinos Zembylas (Michigan State University)

이 논문은 과학학습에서 어린 아이들의 감성적 활동 (Emotional Practices)의 역활을 분석하고 설명한 것이다. 사회적 구성주의와 수행이론의 관점에서보면, 감성은 활동적이며 교실에서 감정의 표현은 사회적관계의 기초를 마련한다. 이러한 관계로 부터 교실의 감성적 문화가 생겨나는데 이 문화는 과학 지식의 합리성이나 교실에서 발생하는 여러가지 감정을 제어하는 규칙을 만드는데 중요한 구실을 한다. 이러한 관계들은 교실에서 일어나는 대화의 두가지 차원에 반영된다.
하나는 과학활동을 하고 그에 대해 이야기하는 것이고 다른 하나는 과학에 대해 감정을 표현하고 학습하는 것이다.
교실의 감정규칙에 대한 협상의 역동성과 과학지식의 합리성은 학생들이 과학학습에 대해 적극적으로 혹은 부정적으로 활동하게 만든다. 이러한 분석은 어느 교사와 학생들에 대해 3년간의 감정 연구에서 얻어진 경험에서 들어난 것이다. 본 연구는 감정과 과학학습사이의 관계의 중요성을 제시하였으며 감성적 활동이 과학학습환경을 흥미롭고 효과적으로 만드는데 큰 역할을 한다는 사실을 제시하고 있다.


논문 III

개혁 마인드를 가진 다섯명의 과학과 수학의 초년교사의 지도에 대한 문화적 관점

Randy McGinnis, Carolyn Parker, Anna Greaber (U of Maryland)

이 실험연구의 목적은 과학 수학의 초년교사들이 개혁프로그램을 사용하고자 준비하는 과정에서 학교에 어떤 일이 일어나고 있는지 자세한 이야기와 해석을 독자와 나누고자 함이다. 이 연구에 메릴랜드 교사준비 협력프로그램 (MCTP) 을 졸업한 학생들이 참여했다. MCTP 는 NFS지원을 받은 교사준비프로그램으로서 메릴랜드 주 전체의 교사교육의 개혁 프로그램이다. 설명적 연구방법론을 이용하여 초년교사들의 처음 2년간 문화적 연구를 하였으며, 초년 교사들의 각각 다른 경험과 인식의 개념들을 안쪽과 바깥쪽의 관점에서 기록하였다. 또한 분석적 틀을 가지고 기록한 토론내용도 제시하였다. 주요 발견내용은 크게 두가지 내용을 담고 있다. 하나는 개인의 의도나 필요, 그리고 능력의 내용이고 다른 하나는 학교기관의 요구, 실천 여력, 제약점을 담고 있다. 중요한 시사점은 초년교사들이 개혁에 초점을 맞춘 과학 수학교수학습을 정기적으로 실행하느냐 안하느냐 하는 문제는 초년교사들의 “학교의 문화” 에 대한 인식이 아주 중대한 요인이 되고 있다는 사실이다. 초년교사들이 자신들의 개혁프로그램 교수학습을 실행하는데 학교의 지원이 부족하다는 사실을 알게되는 경우에 그 교사들은 다른 여러가지 사회적 전략 (저항 또는 항의, 그냥 그대로 계속하기, 빠져나오기 또는 포기)을 보였다. 그러므로, 개혁을 유지성공시키 위해 (그리고 어느정도 과학수학의 초년교사들을 붙잡아두기) 가장 중요한 시사점은 교사준비교육과 지도경험을 향상시키기위해 학교문화를 이용하는데 좀더 주의를 기울여야 할 것이다.

논문 IV

데이타로부터 논증과정: 학생들이 과학탐구에서 데이타를 수집하고 해석하는 방법

Zoe Kanari and Robin Millar

이 논문은 학생들이 실질적인 탐구활동을 할때 어떻게 자료를 모으며 논증을 하는지 그리고 자료측정과 자료의 이해과정을 조사한 것이다. 두개의 실질적 문제를 주고 독립변수와 종속변수의 관계를 연구하게 하였다. 즉, 두개의 일, 종속변수를 변인으로하는 독립변수를 다루는 일 그리고 그렇지 않은 일이다. 각각의 일은 10, 12, 14학년 학생들이 10명씩 나누어 각각 맡았다. 모든 과정을 비디오에 담아서 분석하였다. 일연의 인터뷰에서, 학생들은 다른 두 학생이 수집한 자료를 (비슷하지만 다른 실제적인 일) 각 학생들이 해석하고 토론하게 하였고 그것을 또한 비디오에 기록하였다. 샘플학생들이 실제 일을 수행한것과 그들의 인터뷰내용을 분석한 결과 학생들의 논증과정에 있어서 ‘나이’나 ‘상황’에 따라 별 차이가 없었다. 그러나 공변이 (co-variation) 와 비 공변이 (non co-variation)의 상황을 탐구할때 나타난 그 수행에 있어서는 유의미한 차이를 보였다. 후자를 효과적으로 다루기 위해 측정 잘못에 대한 충분한 이해가 필요한데 이해를 하는 학생들이 드물었다. 비 공변이 경우의 조사에서 드러났듯이, 공변이 개념의 경우의 조사보다 훨씬 명확했고 그 학생들의 자료나 측정에 대한 개념, 그리고 데이타 논증방법들이 명확했다. 그러므로, 이러한 탐구조사는 특히 교수활동과 연구에 대해 중요한 상황을 공급해 주고 있다.
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JRST, 41(9), November 2004,

논문 I

상호작용 탐구: 교육과정의 적용이 학급사회 (Classroom Communities) 를 어떻게 모습을 변화시키는가

Noel Enyedy (U of CALA) aand Jennifer Goldberg (Fairfield Univ.)

이 논문은 개인이나 그들의 끊임없는 상호작용이 학급사회를 구성하는 사회적 구조 (Social Structures)를 어떻게 변화시키고 재 조립을 하는지를 연구한 것이다. 그리고 학급에서 일어나는 대화나 상호작용이 어떻게 학습사회의 본성을 형성해 나아가는지 그리고 그 학급문화가 학습에 어떻게 영향을 미치는지를 연구한 것이다. 두명의 교사와 (GLOBE 환경과학교육 프로그램 사용) 54명의 어린 학생들이 이 연구에 참가하였다. 모두 대도시의 중학생들이다. 질적 그리고 정성적 연구를 병행하였다. 학급사회안에 탐구수업에 대한 보다 나은 이해를 위해, 세개의 환경교육 수업동안 두 교사의 상호작용과 대화내용을 비교하였다. 비교분석의 초점은 다음과 같은 두 가지이다. 1) 학급사회가 어떻게 활동목표를 찾아가는가 2) 권리, 규칙, 그리고 동료에 대한 역활이 어떻게 상호작용을 통해서 만들어지고 교실안에 깃들게 되는지 이다. 정성적 분석은 학생들의 사전 사후 시험을 조사했으며 학생 학습의 효과가 다른학급에 비해 크게 나타났다. 이러한 결과는 교사의 학교사회의 영향을 지지하게 되며 학습에 있어서 교사의 상호작용의 방법을 채택하는데 지지를 받게 된다. 본 논문의 결과들이 시사하는 점은 교육과정 개발, 전문성 개발, 교육개혁의 관점에서 논의하고 있다.


논문 II

탐구에 대한 중등 경력교사들의 신념 조사: 경쟁하는 신념들 검사

Carolyn Wallace (U of Georgia) and Nam Hwa Kang (U of Nevada)

이 연구의 목적은 6명의 고등학교 경력교사들의 신념을 조사하는 것이다. 1) 무엇이 성공한 과학학습인가? 2) 과학교수에서 실험의 목적은 무엇인가? 3) 교실에서 탐구가 어떻게 이뤄지는가? 서술적 방법론으로 다수의 경우를 연구조사하였다. 성공적인 학습에 대한 교사들의 신념은 탐구활동과 실험에 대한 신념과 아주 밀접하게 연결되어 있다. 예를 들면, 두 교사는 성공적인 학습이란 깊은 개념적 이해를 하는 것으로서 실험활동은 이러한 개념들을 확인해주며 탐구를 사용하여 별도의 문제해결경험을 하게 하는 것으로 믿고 있다.
또다른 교사는 성공적인 과학학습이란 과학적 활동으로 문화적응화 하는 것이라 믿으며, 탐구실험을 광범위하게 이용하여 과학활동을 가르치는 것으로 믿고 있다. 경쟁하는 신념들간의 긴장과 개혁에 대한 시사점을 논의하고 있다.
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JRST, 41(10), December 2004,

논문 I

물방울과 비눗물: 학생들의 강요당하는 머리속 모델과 물질의 속성

Billie Eilam (U of Haifa)

이 논문은 25명의 중학생들이 물방울 시험을 하는데 물방울의 현상을 설명하고 논증하는 과정에서 어떻게 과학지식을 사용하고 문제의 단서들에 반응하는지를 연구한 것이다. 저자는 학생들이 쓴 설명서의 하나하나를 분석함으로써 학생들의 개념과 그 설명 간의 관계들을 밝혔으며 , 구체적인 정도에 따라 과학현상에 대한 학생들의 머리속 모델들을 추리해보고, 그리고 과학적 주장에 대한 그 모델의 반응, 물질에 대한 거시적 미시적 관점, 사용된 증거의 종류들을 밝혔다. 마지막으로 저자는 과학교수에 대한 시사점을 논의하고 있다.

논문 II

학교과학에서 논쟁의 질 향상시키기

Jonathan Osborne, Sibel Erduran, Shirley Simon (U of London)

이 논문은 과학적 상황에서 논쟁의 교수학습을 조장하는 학습환경을 평가하고 디자인하는데 초점이 있다. 이 연구는 1999-2000 까지 2년이 걸렸고 런던의 도시에 있는 중학생들이 참여하였다. 연구는 두가지 단계로 진행되었다. 1단계는 12명의 과학 교사와 연구하여 교실에서 논쟁을 도와주는 교재와 전략을 세우고 또한 교사의 논쟁교수와 교사의 개발을 평가하고 도와주는데 역점을 두었다. 데이타는 1년 시작과 끝에 이들 학습지도안을 사용한 교사들의 노력들을 담은 비디오와 오디오 기록물들이다. 1단계에서 논쟁의 질을 평가한 분석도구가 개발되었는데 Toulmin의 논쟁 틀에 바탕을 두었다. 데이타 분석한 결과1년동안 논쟁을 사용한 대부분의 교사들이 유의미한 향상을 보였다. 결과를 보면, 논쟁사용의 패턴이 교사마다 다르며 이것은 당연한 결과이다. 2단계에서 교사들은 9개 수업을 통해 실험그룹을 가르쳤다. 그 수업들은 사회과학 또는 과학논쟁의 내용을 담고 있었다. 또한 교사들은 1년 시작과 마지막에 비교그룹에 비슷한 수업을 했다. 이 연구의 목적은 학생들의 논쟁 향상을 편가하는 것이다. 이 목적을 위해 33개 수업을 했고 논쟁과 관련된 각 학급에서 4명의 2그룹학생들을 모두 비디와 촬영을 했다. Toulmin의 논쟁틀을 이용하여 개발한 질과 대화의 본성을 평가하기위한 이론적 틀에 따라 발견한 결과는 학생들의 논쟁의 질이 향상되었다는 것이다. 이 연구는 이 분야에서 연구를 위한 새로운 방법론개발을 발표한 것이다.


논문 III

다양한 학생그룹의 초등 교사들을 위한 탐구과학의 전문성 개발

Okhee Lee (U of Miami) Juliet Hart (College of William and Mary) Peggy Cuevas (U of Miami) Craig Enders (U of Nebraska)

문화와 언어가 다양한 초등학생그룹의 과학과 언어능력을 향상시키기 위한 프로젝트의 일환으로 시작한 이 연구는 두가지 목적이 있다. 1) 탐구과학에 대한 교사의 초기 신념과 활동을 기술하고 2) 탐구과학과 관련한 교사들의 신념 (Belief) 과 활동에 대한 전문성 개발 개입 (주로 강의와 웤샵)의 효과를 검사하는 것이다. 이 연구에 6개 학교에 53명의 3-4학년 교사들이 참여하였는데 모두 대도시에 근무하였다. 학기 마지막에, 교사들은 과학내용에 대한 향상된 지식과 다양한 그룹의 학생들에 대한 과학 교수의 중요성에 대한 보다 강화된 신념을 보고하였다. 3년의 연구계획중 우선 1년의 연구결과를 바탕으로 전문성개발과 추후연구과제에 대해 논의하고 있다.

박도영(dpark@ilstu.edu)
Illinois State University

과학문화교육연구소