"과학문화교육"

2005-12-25 (Vol 2, No 12)

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국제적 과학교육학술논문 요약과 외국 과학교육 및 국제화

Journal of Research in Science Teaching(JRST), 42(10) 2005

1. 예비과학교사들의 자료해석 및 그래프 해석 훈련(Data and Graph interpretation practices among preservice science teachers) pp.1063-1088

저자: G. Michael Bowen and Wolff-Michael Roth

자료를 해석하고 그래프를 제작하고 해석하는 것은 특히 과학에서는 중요한 훈련과정이며, 과학・수학 교사들은 자신의 수업시간에 이것을 학생들이 잘할 수 있도록 도와줄 필요가 있다고 최근 개혁 문서에 제시되어 있다. 그러나, (예비)과학교사들은 과연 그래프와 같은 도해나 자료들을 해석하고 자료를 변환하고 분석하는 영역의 탐구활동을 학생들에게 가르칠 준비가 되어 있을까? 즉, 예비과학교사들은, 과학자들이 늘상하는 자료분석과 그래프해석 과정을 가르칠 만한 자질이 있을까? 본 연구는 이 문제와 이와 관련된 문제에 대한 답을 찾기 위해 구상되었다. 우리는 자료와 그래프 해석 활동에 대한 예비 초・중등 과학교사들의 의견을 조사하였다. 조사에 따르면, 많은 교사들이 과학 학사과정을 마쳤을 지라도 또한 이와 관련된 내용을 상당히 많이 배웠음에도 불구하고, 예비교사들은 과학자들이 자료와 그래프를 해석할 필요가 있을 때마다 늘상하는 그 (“진정한”) 훈련은 하지 않는 것으로 드러났다. 상세화된 분석결과에서는 어떤 자료와 그래프해석 훈련이 사실상 행해지고 있는지가 분석되어 있다. 우리는 전통적인 학교학습과정은 많은 사람들이 자연현상을 측정함으로써 알게 된 무작위적인 변화를 담고 있는 자료를 처리하기 어렵게 만들고 있는 그 세계의 수학적인 특징에 관한 특별한 신념을 강조하고 있다고 결론을 내리고 있다. 그 결과가 제시하는 바는 예비교사들은 실제 조사에서 드러난 자료의 복잡성과 변화정도를 제공하는 활동들에서 비롯한 자료와 그래프를 해석하는 연습을 해 봄으로써 실제로 더 많은 경험을 할 필요가 있다는 것이다.



2. 갈등지도에 의해 안내된 수업의 지속효과: 계절변화의 원인에 관한 학습의 실험연구(Lasting effects of instruction guided by the conflict map: Experimental study of learning about the causes of the seasons) pp.1089-1111

저자: Chin-Chung Tsai and Chun-Yen Chang

이 연구는 학생들에게 계절의 원인에 관한 개념학습을 도와주기 위한 “갈등지도(conflict map)"의 틀에 기초하였다. 갈등지도에 의해 안내된 수업은 과학적 개념들로 설명하는 개념과 관련개념 그리고 중요한 사건과 설명을 활용함으로써 모순적인 사건의 이용뿐 만 아니라 학생들의 대안 개념과 과학적 개념 사이의 갈등 해소를 강조하고 있다. 대만에서 이 준실험연구에 참여한 대상은 두 개의 9학년 학급이었는데, 한 학급은 전통적인 수업을 하였고, 다른 학급은 갈등 지도 수업 처치를 하였다. 세 번의 면담을 통해 학생들의 생각이 모아졌는데, 첫 번째 면담은 수업이 끝난 지 1주일 후에, 두 번째는 한 달 후에, 그리고 세 번째 면담은 처치 후 8개월 후에 이루어졌다. 학생면담에서 나타난 반응을 분석한 결과, 많은 학생들은, 수업 후 조차도, 계절은 지구의 태양까지의 거리에 의해 결정된다는 일반적인 대안 개념을 드러냈다. 그러나, 갈등지도의 틀에 의해 안내된 그 수업은 대안개념을 변화시키고 특히, 장기적 관찰에 의한 과학적인 이해를 득하기 위한 잠재적인 방법이 됨을 보여주었다. 또한, 인터뷰를 통해 학생들의 생각을 상세히 분석한 결과는, 훈련중인 교사들과 연구자들은 깊은 사고없이 과학적 사실만 단순하게 암기할 수 있는 학생들의 경우는 기계적인 암기를 통해 과학을 학습하며, 과학수업이 끝나도 이내 대안개념으로 복귀하므로 특별히 그것들에 주의할 필요가 있음을 제안했다.


3. 화학평형에 관한 학생들의 대안개념을 설명하기 위해 강사들에 의해 사용된 알려진 전략들 (Strategies reported used by instructors to address student alternate conceptions in chemical equilibrium) pp. 1112-1134

저자: Jeff S. Piquette and Henry W. Heikkinen

이 연구는 일반 학생들이 화학평형에 대해 일으키는 학습 장애들을 알아보고 설명하기 위한 일반화학 강사들의 능력과 그에 대한 의식을 탐색하고 있다. 학생들의 대안 개념들을 치료하는데 투입되었다고 보고된 강사 전략들이 조사되었고, 성공적인, 또한 문헌에 기반한 개념변화 방법과 비교되었다. 50개의 전문대학 및 대학으로부터 52명의 일반화학강사들은 자유-응답형 질문, 등급척도, 교실 각본 그리고 인구통계학적 정보 등으로 구성되어 있는 상호작용형 웹기반 검사도구에 응답했다. 심도있는 설명에 필요한 치료 전략들을 기술한 6명의 응답자들이 있었는데, 그들은 물리적으로 떨어져서 한 연구자가 이끈 반구조화된 전화 인터뷰에서 자신들의 견해를 피력했다. 모두 52명의 연구대상 일반화학강사들은 화학평형에 대해 일반학생들이 어려워하는 영역을 보고하면서 알았다. 그들은 설명에 필요한 전략의 다양성과 학생들의 대안 개념을 치료하기 위한 시도가 어떤 것이었는지 알았으나, 이렇게 스스로-알리는 방법은 개념변화를 자극하기 위해서는 (1982년에 Science Education 66권 211-217쪽에 실렸던) Posner, Strike, Hewson, 그리고 Gertzog에 의해 특화된 모두 4개의 필요한 조건을 거의 포함시키지 않았다. 강사들이 알고 있는 학생 대안 개념들은 화학평형에 대한 문헌에 보고된 대안개념들과 일치했으므로, 이러한 문헌들의 내용을 타당하게 지지하고 있다.





4. 화학평형 교수학습시 다중 비유 모델의 사용 탐색(Exploring the use of multiple analogical models when teaching and learning chemical equilibrium) pp. 1135-1159

저자: Allan G. Harrison and Onno De Jong

이 연구는 12학년 화학평형을 소개하고 가르치기 위해 사용된 다중 비유모델에 관한 것이다. 우리는 교사들이 모델을 왜 사용하는지 조사하였고, 수업시간마다 사용하는 각각의 모델 개발에 관해 설명했으며 그 모델에 의해 학생들이 얼마나 이해를 잘하는지 분석하였다. 사례연구법이 사용되었고, 자료는 화학평형에 관한 12학년의 3교시 연속 수업의 관찰, 수업 전・후 면담, 그리고 사후 학생면담을 통해 수집되었다. 교수시 사용된 핵심적인 비유모델로는 “학교 무용”, “찻잔에든 설탕”, “카레가 든 냄비” 그리고 “교통량이 많은 고속도로”였다. 그 수업과 인터뷰 자료는 다양하면서도 독립적인 분석에 유리했고, 다음과 같은 결과를 얻었다. 교사는 가능한 모든 학생들의 사전지식을 사용하려고 계획했으며 학생들에게 이야기와 풍부하고 확장된 비유를 써서 질문에 답했다. 그 교사는 어디에서 각각의 비유가 이루어져있는지 그렇지 않는지에 대해 토의할 것을 계획했다. 학생들은 그 가르침을 매우 즐겼지만, 평형에 대한 다양한 정신 모델을 세웠고, 그들의 비유적 지도작성 일부는 신뢰할 수가 없었다. 한 여학생은 근육비유를 싫어했고, 다른 학생들은 분리에 대한 다중모델들의 요소들을 아는 경향이 있었고, 일부 학생들은 교수계획에 포함되었던 모든 비유적 지도작성들을 인식하지 못했다. 대부분의 학생들은 화학반응이란 역동적이며, 닫힌계에서 일어나고, 순방향과 역방향의 반응들이 균형을 이루고 있음을 학습했다. 우리는 이와 같은 다중 비유를 사용할 것을 추천하며, 교사들은 항상 그 비유가 어떻게 조직되었는지를 보여주면서 조심스럽게 나타날 개념적 성과들과 타협한다고 주장한다.

첨부
JRST42(10)-차희영.hwp

차희영

과학문화교육연구소