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과학 교육에서 과학적 탐구 능력 향상은 중요한 목표 중에 하나이다. 탐구 능력이란 자신의 인지적 자원을 바탕으로 문제를 해결하는 능력이라고 할 수 있다. 학생들의 과학적 탐구 능력이 향상되기 위해서 학생들은 탐구 활동을 현상 이해의 활동으로 해석해야 하며 교사는 학생들이 논변 활동을 통해 문제를 해결할 수 있는 기회를 제공해야 한다. 최근 학생들의 과학 개념과 함께 탐구 능력 향상을 위해서 반응적 교수법이 제안되고 있다.
이 연구는 학생들이 이미 가지고 있는 인지적 자원을 기반으로 한 반응적 교수법이 학생들의 인식론적 ...

과학 교육에서 과학적 탐구 능력 향상은 중요한 목표 중에 하나이다. 탐구 능력이란 자신의 인지적 자원을 바탕으로 문제를 해결하는 능력이라고 할 수 있다. 학생들의 과학적 탐구 능력이 향상되기 위해서 학생들은 탐구 활동을 현상 이해의 활동으로 해석해야 하며 교사는 학생들이 논변 활동을 통해 문제를 해결할 수 있는 기회를 제공해야 한다. 최근 학생들의 과학 개념과 함께 탐구 능력 향상을 위해서 반응적 교수법이 제안되고 있다.
이 연구는 학생들이 이미 가지고 있는 인지적 자원을 기반으로 한 반응적 교수법이 학생들의 인식론적 프레이밍과 논변 활동 그리고 추론을 통한 문제 해결 과정에 어떠한 영향을 미치는가를 분석하였다.
이를 위해서 일반계 고등학교 1학년 학생을 대상으로 ‘정전기’를 주제로 16차시 인지적 자원 기반 반응적 교수법을 수행하였다. 수업에서 교사는 시작과제를 제시한 후 그룹원들끼리 논변을 통해서 문제를 해결을 하도록 하였다. 교사는 논변 과정에서 드러난 학생들의 과학적 사고에 주목하고 학생들의 개념이 올바르게 적용될 수 있는 과제(또는 상황)들을 제시하였다.
수업 결과 한 그룹은 연구 초기에는 수업을 ‘교실 게임’으로 프레이밍하였지만 연구 중반에는 ‘현상 이해’로 프레이밍 함으로써 인식론적 프레이밍의 변화가 뚜렷했다. 그래서 이 그룹을 ‘초기 교실게임’ 그룹으로 명명하고 인식론적 프레이밍의 변화를 분석하였다. 그리고 또 다른 그룹은 연구 초기부터 비교적 안정되게 ‘현상 이해’로 프레이밍 하면서 프레이밍의 변화는 관찰되지 않았지만 논변 활동이 두드러지게 변화하였다. 이 그룹을 ‘현상 이해’ 그룹으로 명명하고 논변의 변화를 분석하였다. 그리고 이 두 그룹이 추론을 통해 문제를 해결하는 과정을 분석하였다.
연구 결과를 통해 다음과 같은 결론을 정리하였다.
첫째, 인지적 자원 기반 반응적 교수법은 학생들이 ‘교실 게임’ 프레이밍에서 ‘현상 이해’ 프레이밍으로 전환시켰다. ‘초기 교실게임’ 그룹의 학생들은 수업 초기에는 교사의 평가에 의존하는 모습이 두드러졌지만 교사가 학생들의 수업 방식에 대한 혼란한 감정에 주목하고 인지적 자원 기반 반응적 수업을 실행한 이후 학생들은 교사의 평가에 의존하지 않고 스스로 자신들의 의견을 검증하면서 문제를 해결하고자 노력하는 모습을 보였다.
둘째, 인지적 자원 기반 반응적 교수법은 학생들이 ‘수용적 논의’에서 서로의 주장을 비평하고 자신의 주장을 설득하는 ‘대화적 논변’으로 변화되도록 하였다. 이것은 인지적 자원 기반 반응적 수업을 통해 학생들이 스스로 자신이나 동료의 아이디어를 검증할 수 있다고 인식하였기 때문으로 보인다.
셋째, 인지적 자원 기반 반응적 교수법은 학생들이 과학자와 동일한 과정으로 문제를 해결하여 결론을 도출하도록 하였다. 학생들은 문제를 해결하는 과정에서 잠정적인 가설을 세운 후 가설에 기반하여 새로운 현상을 예측하였다. 그리고 예측되어진 현상을 관찰함으로써 가설을 검증하였다. 이것은 과학자들이 추론과 논증을 이용하여 과학적 지식을 확립하는 과정과 유사하였다.