"과학문화교육"

2007-02-25 (Vol 4, No 13)

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국제적 과학교육학술논문 요약과 외국 과학교육 및 국제화

Journal of Research in Science Teaching, 44(2), 2007.2

[논문 요약 1]

유전학의 이해: 중등학생들의 개념 상태 분석
Understanding genetics: Analysis of secondary students' conceptual status

Chi-Yan Tsui, David F. Treagust *
Science and Mathematics Education Centre, Curtin University of Technology, Kent Street, Bentley, Perth, WA 6102, Australia
email: David F. Treagust (D.Treagust@smec.curtin.edu.au)

이 논문은 호주의 3개 고등학교에서 10학년과 12학년 학생들의 유전학에 대한 개념 변화를 조사한 것이다. 이 연구는 다차원적 개념-변화 틀(a multidimensional conceptual-change framework)에 기초를 두고, 해석적 접근법(interpretive approach)과 다면적 데이터 수집 방법(multiple data collection methods)을 쓴 사례-기반 설계(case-based design)를 사용하였다. 4-8주 동안 학생들은 다면적 표현(multiple representations)이 포함된 컴퓨터 프로그램인 BioLogica 활동이 있는 교실 수업에서 유전학을 공부하였다. 온라인 테스트와 면담 과제의 결과에서는 대부분의 학생들이 유전학에 대한 이해의 증진을 보였다. 그러나 Thorley's (1990)의 상태 분석 범주(status analysis categories)를 사용하여 면담에 응했던 26명 중 9명 학생의 유전자 개념에 대한 교차-사례 분석(a cross-case analysis) 결과는 단지 4명의 학생만이 사후 개념이 지적이고-그럴듯하며-유창한(intelligible-plausible-fruitful) 것으로 나타났다. 학생들의 개념 변화는 교실 수업 내용과 잘 부합하였다. 이 결과는 다면적 표현이 유전학의 개념적 이해를 지원하고 있음을 시사한다. 이 결과는 또한 상태(status)가 연구자들로 하여금 학생들의 개념 변화를 확인할 수 있는 요인이 될 수 있음을 보여주었다. 또한, Thorley의 개념 상태 분석 방법이 논의되었다. J Res Sci Teach 44: 205-235, 2007
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[논문 요약 2]

생물학 교사들의 인디애나 주의 진화론 표준에 대한 태도와 사용
Biology teachers' attitudes toward and use of Indiana's evolution standards

Lisa A. Donnelly 1 *, William J. Boone 2
1 School of Education, Indiana University, 201 North Rose Avenue, 3008, Bloomington, Indiana 47405-1006
2 Miami University of Ohio, Oxford, Ohio
email: Lisa A. Donnelly (laborger@indiana.edu)

이 연구에서는 생물학 교사들의 진화론 수업 실제와 인디애나 주의 진화론 표준에 대한 인식 및 사용과의 관계를 조사하였다. 저자들에 의해 개발된 설문 조사는 다섯 개의 하위 범주를 가지고 있다. 그것은 표준의 사용, 표준에 대한 태도, 진화론 표준에 대한 태도, 진화론 수업 실제, 인구 통계적 정보 등이다. 이 조사는 229명의 인디애나 주 생물 교사들에게 실시되었다. 데이터는 Rasch 모델을 사용하여 Likert 척도 데이터를 변수 분석을 위해 사용된 비율 데이터로 전환하여 분석되었다. 상관관계 분석 결과는 표준의 사용과 표준에 대한 태도 사이와, 표준에 대한 태도와 진화론 수업 실제 사이, 진화론 표준에 대한 태도와 진화론 수업 실제 사이에 유의미한 관계가 있음을 보여주었다. 이 결과는 표준의 사용, 표준에 대한 교사들의 인식, 그리고 진화론 수업 실제 사이에 실질적인 관계가 있음을 시사한다. J Res Sci Teach 44: 236-257, 2007
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[논문 요약 3]

전기화학 학습을 방해하는 요인들
Factors that prevent learning in electrochemistry

Hans-Jürgen Schmidt 1 *, Annette Marohn 1, Allan G. Harrison 2
1 Department of Chemistry, Dortmund University, Otto-Hahn-Str. 6, D-44227 Dortmund, Germany
2 Central Queensland University, Bruce Highway, Rockhampton QLD 4702, Australia
email: Hans-Jürgen Schmidt (hans-juergen.schmidt@uni-dortmund.de)

전기화학은 교육과정, 교과서, 그리고 일상 생활에서 중요한 역할을 담당한다. 이 연구의 목적은 중등학교 학생들이 입문적 화학 수준에서 전기화학을 학습하는 데 있어서의 문제점을 확인하고 이해하는 데 있다. 이 조사는 네 영역으로 이루어져 있다: (a) 전해질, (b) 전해질 용액에서 전하의 운반, (c) 아노드와 캐소드(the anode and the cathode), 그리고 (d) 마이너스 극와 플러스 극. 5회에 걸쳐 고등학교 학생들을 대상으로 지필 검사가 행해졌다. 무선 표집을 통해 표집된 집단 학생수는 총 15,700명이었다. 학생들에게는 정답을 찾는 문제와 그 정답을 고른 이유를 쓰는 질문들이 주어졌다. 학생들은 다음 네 가지의 개념에 기초하여 사고하고 있음이 밝혀졌다: (a) 전기분해하는 중에 전류가 이온들을 생성한다; (b) 전자들은 한 개의 전극에서 다른 전극으로 용액을 통해 이동한다; (c) 캐소드(the cathode)는 항상 마이너스 극이며, 아노드는 항상 플러스 극이다; (d) 플러스와 마이너스 극은 전하들을 운반한다. 이 결과는 학생들로 하여금 먼저 경험하게 하고 그 다음 전기화학 개념을 학습하도록 하는 수업 전략이 효과적임을 시사한다. 그 다음 단계로는 적절한 개념 용어들이 추가되고 그런 다음 이 논문에서 서술된 대안 개념들과 직면하게 할 필요가 있음을 시사한다. J Res Sci Teach 44: 258-283, 2007
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[논문 요약 4]

한국의 4-11세 학생들의 열과 온도 개념
Korean 4- to 11-year-old student conceptions of heat and temperature

Seoung-Hey Paik 1 *, Boo-Kyung Cho 2, Young-Mi Go 3
1 Faculty of Chemistry Education, Korea National University of Education, Chungbuk, 363-791, Republic of Korea
2 Faculty of Early Childhood Education, Korea National University of Education, Chungbuk, 363-791, Republic of Korea
3 Faculty of Early Childhood Education, Soonchunhang University, Chungnam, 336-745, Republic of Korea
email: Seoung-Hey Paik (shpaik@knue.ac.kr)

이 연구의 목적은 학생들이 학교 교육과정과 일상생활에서 모두 중요한 개념인 열과 온도에 대해 어떤 개념들을 가지고 있는지 알아보고자 하는 것이다. 연구 대상은 한국의 농어촌 지역에서 표집한 학생들로 4세에서 11세까지의 학생들이다. 온도, 열 절연, 열평형의 기초에 대해 각 학생들에게 면담을 통해 조사하였다. 학생들의 응답 빈도와 학생 응답에 대한 이유를 분석하여, 어린 학생들일수록 온도를 “크기” 또는 “수들의 합”으로 보는 경향을 보인다는 것을 발견하였다. 이러한 경향은 점차 나이가 들수록 사라져갔다. 대부분의 학생들은 나이에 상관없이 열절연에 대해 다른 개념들을 가지고 있었으나, 그 사고 방식은 나이에 따라 달랐다. 어린 학생일수록 절연을 물질의 성질로 보는 경향을 크게 보였다. 반면에 나이가 든 학생일수록 합리적인 열과 온도 개념으로 향하는 경향을 크게 보였다. 대부분의 학생들이 나이에 상관없이 열평형에 대해 명확한 개념을 가지고 있지 않았으며 꽤 여러 가지의 오개념을 소유하고 있었다. J Res Sci Teach 44: 284-302, 2007
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[논문 요약 5]

개념 변화에 대한 종단적 연구: 달 위상에 대한 초등학교 예비 교사들의 개념
A longitudinal study of conceptual change: Preservice elementary teachers' conceptions of moon phases

Kathy Cabe Trundle 1 *, Ronald K. Atwood 2, John E. Christopher 3
1 School of Teaching and Learning, College of Education, The Ohio State University, 333 Arps Hall, 1945 High Street, Columbus, Ohio 43210-1172
2 Department of Curriculum and Instruction, College of Education, Taylor Education Building, University of Kentucky, Lexington, Kentucky
3 Physics Department, University of Kentucky, Lexington, Kentucky
email: Kathy Cabe Trundle (trundle.1@osu.edu)

이 연구는 12명의 여성 초등학교 예비 교사들이 수 개월의 수업을 받은 후에 개념이 어떻게 변하는지를 종단적으로 조사한 것이다. 연구 참여자들이 수업을 받은 상황은 탐구 중심의 물리 과목이었고, 목표한 과학 내용은 달 위상변화의 원인이었다. 관찰과 면담을 포함한 정성적 연구 방법이 참여자들의 개념 이해를 조사하고 기술하기 위해 사용되었다. 참여자들은 달의 위상 변화의 원인에 대해 수업 전과 수업 3주 후, 수업이 끝난 수개월 후 면담 조사를 받았다. 참여자들의 개념 이해의 패턴과 주제는 연속적-비교 데이터 분석법(constant-comparative data analysis)을 통해 분석되었다. 이 결과는 이전 연구 결과들과 일치하였으며, 참여자들은 달 관찰 결과를 기록하고 분석하는 수업을 받았으며, 달 위상 변화를 모형화하는 것은 수업후 빠르게 과학적 개념으로 바뀌는 것으로 보였다. 이 연구 결과는 대부분의 참여자들이 수업후 6개월 또는 그 이상 동안 과학적 이해를 유지하는 것을 보여준다. 그러나 일부 참여자들은 사전 면담 조사때 보였던 오개념으로 되돌아감을 보였다. 이 결과는 현대의 개념 변화이론을 사용하여 해석되었다. J Res Sci Teach 44: 303-326, 2007
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[논문 요약 6]

환경에 대한 학생들의 정신 모형
Students' mental models of the environment

Daniel P. Shepardson 1 2 *, Bryan Wee 1, Michelle Priddy 1, Jon Harbor 2
1 Department of Curriculum and Instruction, Purdue University, 100 North University St. West Lafayette, Indiana 47907-2098
2 Department of Earth and Atmospheric Sciences, Purdue University, 100 North University St. West Lafayette, Indiana
email: Daniel P. Shepardson (dshep@purdue.edu)

환경에 대한 학생들의 정신 모형은 어떠한가? 만일 있다면, 어떤 방식으로 학생들의 정신 모형은 학년 수준에 따라 또는 지역사회 구조에 의해 변화하는가? 이 두 개의 질문은 이 논문에서 보고된 연구의 주요 문제이다. 환경 과제가 25개의 서로 다른 교실에서 학생들에게 주어졌다. 학생들의 응답은 먼저 환경에 대한 학생들의 정신 모형을 확인하기 위해 귀납적으로 분석되었다. 분석의 두 번째 단계는 확인된 정신 모형들에 대한 통계적 테스트가 수행되었다. 이 분석으로부터 4개의 정신 모형이 드러났다: 모형 1은 동식물이 살아가는 장소로서의 환경 - 자연적 장소이며; 모형 2는 생명을 유지시키는 장소로서의 환경이며; 모형 3은 인간 활동에 의해 영향을 받거나 변형되는 장소로서의 환경이며; 모형 4는 동물, 식물, 그리고 인간이 살아가는 장소로서의 환경이다. 두드러진 정신 모형은 정신 모형 1이었다. 그러나 시골이나 도시 근교 학생들보다는 도시 학생들의 상당히 많은 수가 정신 모형 3을 가지고 있었다. 그리고 환경 과학 교육에 대한 시사점들이 탐색되었다. J Res Sci Teach 44: 327-348, 2007
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[논문 요약 7]

액체 상태 현상에 대한 교사 및 예비 교사들의 설명: 3개 유럽 국가들을 포함하는 비교 연구
Teachers' and prospective teachers' explanations of liquid-state phenomena: A comparative study involving three European countries

Laurinda Leite 1 *, José Mendoza 2, Aldo Borsese 3
1 Instituto de Educação e Psicologia, Campus de Gualtar, 4710-057 Braga, Portugal
2 University of Santiago De Compostela, Spain
3 University of Genoa, Genoa, Italy
email: Laurinda Leite (lleite@iep.uminho.pt)

사람들은 어려서부터 액체를 접하면서 살아가기 때문에, 아이들은 액체와 액체 상태 현상에 대한 설명을 구성하게 된다. 이것들은 받아들여질 수 있는 과학적 설명들과는 다른 경우가 많으며, 학교에서의 수업을 이해하는 데 방해가 될 수 있으며, 심지어는 고등 교육에 들어갈 때까지도 유지되기도 한다. 이 연구의 목표는 액체 상태 현상에 대해 3개 유럽 국가들의 예비 교사들과 현직 과학 교사들의 설명을 비교하는 것이다. 데이터는 195명의 이탈리아, 포르투갈, 스페인의 현직 과학 교사들에게 투입된 질문지 분석에 의해 수집되었다. 데이터 분석 결과는 참여자들의 낮은 수행 능력을 보였으며, 옳은 응답자 수가 낮음을 보여주었다. 또한, 3개 국가의 참여자들 사이에 어떤 체계적인 차이도 보여주지 않았다. 그리고 교수 경험은 현직 교사들이 보여준 일부의 개념적 어려움을 최소화하는 것으로 보인다. 전체적으로 볼 때, 과학 교육은 예비 교사들과 현직 교사들의 개념에 제한적인 효과를 미치는 것으로 보여진다. 우리 연구자들은 교사들이 좀더 명확하게 액체 상태 현상을 이해하고 그것들을 학생들에게 설명하는데 성공하도록 하기 위해서는 초기뿐만 아니라 계속적인 교사 교육에 있어 액체 상태에 좀더 강조가 주어져야 한다고 결론을 맺었다. J Res Sci Teach 44: 349-374, 2007

첨부
JRST요약44권2호[1].hwp

김영민, 부산대학교

과학문화교육연구소