"과학문화교육"

2005-02-25 (Vol 2, No 2)

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국제적 과학교육학술논문 요약과 외국 과학교육 및 국제화

Science Education vol. 89 (1 & 2)

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논문 요약 1 (p.71-93)

사회과학적 문제에 대한 비형식적 논리에서 과학지식의 중요성
(The significance of content knowledge for informal reasoning regarding socioscientific issues: Applying genetics knowledge to genetic engineering issues )

Troy D. Sadler
Dana L. Zeidler

본 연구는 사회과학적 문제에 대한 비형식적 논리를 다룬다. 의도적이고 복잡한 가상의 유전공학적 문제를 타협하고 해결하는 데에 과학지식이 어떤 영향을 미치는 가를 탐구하였다. 과학코스와 비과학코스에 등록한 269명의 대학 학부학생들이 본 연구에 참여하였다. 그 중 다양한 수준의 과학지식을 보이는 각 15명의 두 그룹의 학생들이 개별 면담에 참여하였다. 그 면담에서 그들은 자신들의 입장과 이유, 반대이론, 그 반박을 3가지의 유전자 치료에 관한 가상의 이야기와 3가지의 유전자 복제에 관한 가상의 이야기에 대해 제시하였다. 비형식적 논리의 질과 형태에 대해 혼합방법론 (mixed methods)을 이용 어떻게 과학지식이 그 논리에 영향을 미치는 가를 알아보았다. 연구참가자들은 두 그룹 모두 비슷한 논리현태를 보였다. 자료는 과학지식이 비형식적 논리의 질에 관련이 있음을 나타낸다. 보다 많은 유전학에 대한 지식을 가진 참가자들이 논리에 모순을 갖는 경우는 적었다. 그리고 그들은 지식이 적은 참가자들에 비해 보다 많은 과학지식을 논리에 적용하였다. 과학교육에의 시사점과 연구과제에 대해 논의한다.
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논문 요약 2 (p.94-116)

양자에 대해 배우기: 학생들의 원자궤도에 대한 이해의 발전의 방해물들
(Learning quanta: Barriers to stimulating transitions in student understanding of orbital ideas)

Keith S. Taber

본 연구는 면담연구에서 나온 자료에 특정 분석 관점—학생들의 과학개념에 대한 연구에 따른 과학학습의 저해요소의 형태—을 적용한 결과를 보고한다. 그 형태틀들은 학생 학습의 저해원인들을 분석할 수 있는 발견적 도구이다. 그것을 원자의 전자궤도 모형과 분자구조에 관한 면담에 적용하였다. 학습자의 원자와 분자구조에 대한 생각의 특성이 기존의 연구에서 확인이 되었다. 본 연구에서는 그 형태틀을 이용하여 면담자료를 분석하였다. 연구결과 그 형태틀은 학생들의 학습저해요소를 밝히는 데에 어느 정도 도움이 되는 것으로 나타났으며 이전에 밝혀진 형태틀이외에 또 다른 형태들이 드러났다. 본 분석은 과학교수에 시사점은 주며 앞으로의 연구과제를 제시한다.
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논문 요약 3 (p. 117-139)

테크놀로지를 이용한 환경에서 프로젝트를 통한 학생의 화학개념 이해의 증진
(Enhancing undergraduate students' chemistry understanding through project-based learning in an IT environment)

Miri Barak
Yehudit Judy Dori

프로젝을 중심으로 한 학습 (project-based learning: PBL)은 첨단기술(IT)을 통해 학생주도적인 일상문제를 통한 과학탐구에 기여함으로써 증진되고 있다. 본 논문은 IT를 대학 학부 화학과정 3개에 통합한 것에 대한 실험집단과 통제집단을 이용한 연구이다. 실험집단의 학생들은 개별적 IT기초한 프로젝트를 자진해서 하였고 통제집단의 학생들은 전통적인 문제풀이만을 하였다. 실험집단의 학생들은 컴퓨터로 분자모형만들기, 과학현상에 대한 정보수집, 화학이론에 대한 탐구를 과제로 수행하였다. PBL의 효과는 정성적으로 그리고 정량적으로 조사되었다. 정량적 자료는 사전시험, 사후시험 그리고 기말시험을 통하여 수집하였고 그것을 두 집단의 학업성취도를 비교하는 데에 썼다. 정성적 자료로는 실험집단 학생들의 프로젝트 결과물을 수행평가 하였으며 면담과 관찰을 통해 학생들의 분자구조의 이해에 대하여 조사하였다. 실험집단의 학생들은 사전 시험과 기말시험에서 통제집단보다 뛰어났다. 정성적 자료의 분석 결과 컴퓨터로 모형만들기와 인터넷에 기초한 탐구활동은 학생들의 4수준 (기호적, 거시적, 미시적, 과정적 이해)의 화학개념이해를 증진시킨다를 결론을 내렸다. 일반화하자면, 컴퓨터를 이용한 PBL을 대학교 1학년 화학과정의 수업에 이용하는 것은 학생들이 화학개념을 이해하고 화학이론과 분자구조에 대한 이해를 증진시킨다.
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논문 요약 4 (p. 140-165)

중등 교원의 실험활동의 사용: 인식론적 신념과 목적, 교수활동의 관련성
(Secondary science teachers' use of laboratory activities: Linking epistemological beliefs, goals, and practices

Nam-Hwa Kang
Carolyn S. Wallace

본 연구의 목적은 어떻게 교사의 인식론적 신념과 교육 목적이 과학실험을 교수에 이용하는 방법에 관련이 되는 가를 알아보려는 것이다. 3가지 연구문제에 대한 해답을 본 연구가 찿는다: (1) 교사의 실험과 관련된 인식론적 신념은 무엇인가? (2) 왜 과학교사들은 실험을 교수에 이용하는가? (3) 어떻게 교사의 인식론적 신념과 교육의 목표가 교실에서의 교수활동에 관련이 되는가? 두 가지의 주요한 측면의 인식론이 본 연구의 바탄이 된다: (1) 존재론적 측면의 인식론 (진실이 확신될 수 있는가 와 다양한 진실 존재의 여부) (2) 관계적 측면의 인식론 (학습자와 지식의 관계). 존재론적 측면의 인식론은 교사가 지식을 확정된 진리로 보는지 아니면 잠정적이고 다양한 진리로 보는지를 다루는 것이고 관계적 측면의 인식론은 자신을 이미 정해진 지식을 수용만 하는 학습자로 보는지 아니면 자신을 지식과 연결지어서 적극적인 지식의 창출자로 보는지를 다루는 것이다. 보다 세련된 이식론적 신념은 진리의 다양성을 인정하고 자신의 능동적인 지식구성의 역할을 믿는 것이다. 본 연구에서는 3명의 경험이 많은 중등 교원들이 면담에 참여하였고 그들의 교실에서의 교육활동이 관찰이 되었다. 연구결과 한 교사의 소박한 인식론적 신념은 확연하게 그 교육활동에서 드러나는 반면 교사의 세련된 인식론적 신념은 반드시 그 행동에서 분명하게 나타나지 않음이 발견되었다. 이는 교사들이 자신의 인식론적 신념과 교육의 현실 그리고 교육 목적사이에서 타협을 한 결과 인것으로 생각된다. 존재론적 그리고 관계적 측면의 인식론은 각각 교수활동의 다른 측면들과 연결이 되는 것으로 보인다. 연구결과 다양한 측면들의 인식론이 다양한 교육목표와 연결이되어 다양한 형태의 교수활동으로 나타나는 것이 보여진다. 앞으로의 연구과제와 교사양성에 관한 시사점이 논의된다.
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논문 요약 5 (p. 166-195)


연결 표현과 사회적 상호작용을 이용한 개념변화 촉진: 뉴튼의 제 3법칙에 관한 일련의 수업 고안과 그 효과의 평가
(Using a bridging representation and social interactions to foster conceptual change: Designing and evaluating an instructional sequence for Newton's third law)

Antti Savinainen
Philip Scott
Jouni Viiri

본 연구는 뉴튼의 제3법칙에 관한 일련의 수업과정과 그 효과의 평가를 보고한다. 그 일련의 수업은 개념변화 이론과 “연결 비유 (bridging analogy)” 개념에 바탕을 두었고 “연결표현 (bridging representation”이라는 새로운 개념을 소개한다. 또한 수업과정의 고안에서 교수학습활동이 교실에서 이루어 질 때 바람직한 교사와 학생의 상호작용에 초점을 두었다. 일련의 도구를 통해 학생의 학습성취를 측정한 결과 고안된 일련의 수업과정이 동급의 다른 학생들에 비해 더 나은 학습결과를 낳았다는 증거를 제시한다. 비록 본 연구의 자료가 역학 수업에 국한되어 수집이 되었으나 수업과정의 고안과 개념변화에 관한 관점에 관한 일련의 일반적인 제안을 한다.
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논문 요약 6 (p. 196-218)

기하광학의 예를 통한 수업고안과 그 평가
(On designing and evaluating teaching sequences taking geometrical optics as an example)

Bjoern Andersson
Frank Bach

지금까지의 학생들의 평가결과와 연구 결과들은 과학교수학습이 더욱 진보해야 할 필요성을 제안한다. 본 논문은 이러한 불만족스러운 과학 교수학습에 관한 상황을 발전시키기 위한 프로그램에 대해 예를 들어 묘사하고 설명하고자 한다. 요컨데, 이 프로그램은 과학교육 연구자들과 현직 교사들은 상호 협조를 하여 교수과정을 고안하고 그 효과를 학생의 성취도라는 측면에서 평가해야한다는 것을 골자로 한다. 이 연구는 두가지 목표를 둔다. 첫째는 실용성 그리고 둘째는 과학교육연구의 발전에의 기여이다. 실용의 목적을 달성하기 위해 교사의 지식을 향상시키기위한 교사 지침서가 씌여졌다. 과학교육연구에의 기여를 위해서는 학생들의 학습이해를 돕기위한 조건들을 과학내용에 초점을 두어 제시한다. 이러한 논제들은 본 연구에서 의무교육화되어있는 8, 9 학년들의 기하광학 수업에서 어떻게 적용이 되고 있는지 사례를 들어 논의되고 있다. 본 연구는 과학내용에 초점을 둔 [교수학습]이론에 대해 더욱 연구가 필요하며 그것이 과학교육을 독자적인 연구분야로 만드는 데 기여를 할 수 있다고 제안한다.
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논문 요약 7 (p. 219-241)

사진의 이해
(Making sense of photographs)

Lilian Pozzer-Ardenghi
Wolff-Michael Roth

상황에 따라 사진이 말보다 더 많은 정보를 준다. 기존의 연구들은 사진이 변증법적 특성—결정성이 부족한 동시에 과다한 의미를 보임—을 보인다는 것을 보여주었다. 이러한 여건에서 본 연구의 목적은 어떻게 고등학생들이 여러 다른 양의 정보 (주석과 본문)와 함께 있는 사진을 해석하는가를 이해하고자 한다. 연구자료로 12명의 브라질 고등학생들의 비디오 녹화된 면접이 쓰였다. 학생들을 사진의 주석과 본문이 그들의 사진 해석에 영향을 미친다고 생각했다. 그들은 주석과 본문은 그들이 사진에서 무엇을 보는가와 함께 어떻게 봐야 하는 가도 가르친다고 생각한다. 고등학생들은 교과서를 완전하게 이해하기 위해서는 교과내용에 관해 읽고 쓰는 능력뿐만 아니라 (literacy) 그림을 읽고 쓰는 능력도 필요하다는 결론을 내린다.
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논문 요약 8 (p. 242-275)

과학과 관련된 직업과 과학교육과정: 증거의 개념 (Science-based occupations and the science curriculum: Concepts of evidence)

Glen S. Aikenhead

간호사들이 일상적으로 환자들을 대할 때 어떤 과학과 관련된 지식을 사용하는가? 본 연구는 병원의 수술과에 있는 응급처치 간호사 6명의 사용되어지는 지식 (knowledge-in-use)을 조사하였다. 간호사들은 전문적인 간호지식과 “증거 개념” (자료의 평가와 증거의 평가에 적용)을 핵심으로 하는 과정 지식 (procedural knowledge)을 이용하는 것으로 드러났다. 이런 핵심증거개념은 타당성의 검증 (validity triangulation), 정상의 범위 (normalcy range), 정확성, 직접적인 감각이나 간접적인 기계적 측정에 대한 선호도를 포함한다. 이러한 결과는 기존 문헌에 나와있는 증거의 개념에 기여한다. 그 6명 중 한 명의 간호사만이 임상에서 정규의 과학내용을 이용하는 것은 기존의 연구결과와 일치한다. 본 연구의 결과는 과학이 상당히 많이 관련된 직업인들에 관한 기존의 연구 결과와 일치하며, 특히 간호사 양성프로그램들에 관한 연구결과와 다음의 사실에서 부합한다. 즉, 보통의 과학교육과정에 있는 (예를 들면, 고등학교 물리) 정규과학내용은 간호사들의 사용되는 지식과 무관하다. 이러한 결과는 진정한 일상의 또는 직업의 상황에서 요구되어지는 과학의 내용과 증거의 개념을 학생들이 어떻게 배울 것인가를 강조하는 과학교육과정 정책을 지지한다.
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논문 요약 9 (p. 296-313)

현장학습과 토착지식: 미국 인디안을 위한 지구과학의 본질적 요소
(Field-based education and indigenous knowledge: Essential components of geoscience education for native American communities)

Eric M. Riggs

본 연구의 목적은 북미의 토착인 사회에서 지속적으로 성공을 거두고 있는 지구과학 프로그램의 뛰어난 공통적인 현장학습요소를 이론적, 실증적으로 설명하기위하는 것이다. 이 프로그램들은 주로 고등 교육이상이나 기술교육의 상황에 있는 성인 학습자를 위해서 고안된 것이다. 또한 모든 프로그램들이 지역의 토착사회와 그 부근 대학의 지구과학자들의 적극적 협동을 포함한다. 토착민들을 위한 성공적인 지구과학교육 프로그램들은 실외활동, 장소와 문제에 기초한 구조, 전통적인 토착지식을 교수활동에서 적극적으로 강조한다. 이러한 기본적인 교수고안을 공유하는 북미전역의 프로그램들은 성공적이고 인기가 있는 것으로 드러났다. 우리는 토속 지구과학교육에 대한 통찰을 얻기위해 현장학습요소를 분석한 것을 본 연구에서 제시한다. 우리는 이러한 성공을 다음의 연구에 기초하여 설명한다: 현장학습에 대한 연구, 미국인디안의 학습방식에 대한 연구, 토착지식의 성질과 구조에 관한 이론적, 실증적연구. 우리는 또한 토착지구과학교육에 관한 우리의 이해를 더욱 증진시키기위한 앞으로의 연구방향을 제시한다.
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논문 요약 10 (p. 314-334)

학생들의 과학의 본성에 관한 시각: 한국의 6, 8, 10학년 학생들에 대한 결과
(Examining students' views on the nature of science: Results from Korean 6th, 8th, and 10th graders)

Sukjin Kang
Lawrence C. Scharmann
Taehee Noh

본 연구에서는 학생들의 과학의 본성에 관한 시각을 광범위의 설문지를 통하여 조사하였다. 실증적 자료에 기초한 선다형 문항의 설문을 1702명의 한국 6, 8, 10학년 학생들을 대상으로 실시하였다. 설문지는 과학의 본성에 대한 5가지 구성개념 즉, 과학의 목적, 과학이론의 정의, 모형의 본질, 과학이론의 임시성, 과학이론의 근원에 관한 학생들의 시각을 조사하였다. 학생들은 또한 각 문항에 딸린 선택의 이유를 묻는 주관식 문제에도 답하였다. 설문결과 대부분의 한국 학생들은 절대주의/경험주의적 관점을 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한 대체로 6, 8, 10학년간에 시각차이가 없는 것으로 나타났다. 어떤 문항에서는 한국의 학생들이 서구의 학생들과 큰 차이를 보였다. 연구결과에 따른 교육적 시사점을 제시하였다.
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논문 요약 11 (p. 335-347)

과학적 소양: 체계적 기능적 언어학의 관점
(Scientific literacy: A systemic functional linguistics perspective)

Zhihui Fang

과학적 글쓰기는 과학지식, 가치, 신념의 특별한 영역을 실현하는 언어학적인 특색을 지닌다. 이러한 특징의 기능을 이해 하는 것은 과학소양의 개발에 필수적이다. 본 논문은 과학적 글쓰기의 언어학적 특성을 기술하고 이러한 특성이 학교에서 과학 문서를 이해사고 작성하는 데 가져오는 어려운 점을 논한다. 또한 교수학습에서 특성화된 과학언어에 관심을 가질것은 주장한다.

첨부
SE_89_2.doc

강지운 kangjeeun88@yahoo.co.kr
University of Nebada, USA

과학문화교육연구소