본 연구에서는 변칙 사례에 대한 학생들의 반응 유형과 특성을 조사하였다. 학생들의 응답 분류 기준은 '변칙 사례의 타당성 인정', '변칙 사례와 초기 이론 사이의 불일치성 인정', 그리고 '초기 이론에 대한 확신의 변화' 등이었다. 분류 결과, 거부, 재해석, 배제, 판단 불가, 주변 이론의 변화, 신념의 일부 변화, 이론 변화 등 7가지 반응 유형을 얻었다. 초기 이론에 대한 무조건적인 신뢰나 실험 방법의 정확성에 대한 의심이 변칙 사례를 거부하는 주된 원인이었다. 학생들은 변칙 사례와 초기 이론에 관련된 실험 과정은 무시하고 실험 결과의 유사성에 더 주목했기 때문에 불일치성을 인정하지 않았다.
본 연구에서는 변칙 사례에 대한 학생들의 반응 유형과 특성을 조사하였다. 학생들의 응답 분류 기준은 '변칙 사례의 타당성 인정', '변칙 사례와 초기 이론 사이의 불일치성 인정', 그리고 '초기 이론에 대한 확신의 변화' 등이었다. 분류 결과, 거부, 재해석, 배제, 판단 불가, 주변 이론의 변화, 신념의 일부 변화, 이론 변화 등 7가지 반응 유형을 얻었다. 초기 이론에 대한 무조건적인 신뢰나 실험 방법의 정확성에 대한 의심이 변칙 사례를 거부하는 주된 원인이었다. 학생들은 변칙 사례와 초기 이론에 관련된 실험 과정은 무시하고 실험 결과의 유사성에 더 주목했기 때문에 불일치성을 인정하지 않았다.
In this study, the types and the characteristics of students' responses to anomalous data were investigated. The criteria for classifying students' responses were 'acceptance of validity of anomalous data', 'acceptance of inconsistency between anomalous data and initial theory', and 'change of belie...
In this study, the types and the characteristics of students' responses to anomalous data were investigated. The criteria for classifying students' responses were 'acceptance of validity of anomalous data', 'acceptance of inconsistency between anomalous data and initial theory', and 'change of belief in initial theory'. Seven types of responses were identified as follows: Rejection, reinterpretation, exclusion, uncertainty, peripheral theory change, partial belief change, and theory change. Absolute belief in the intial theory and doubts about methodological accuracy were found to be the major reasons for rejecting anomalous data. The students did not accept the inconsistency between anomalous data and initial theory because they ignored the experimental procedures and focused on the similarity of the experimental results.
In this study, the types and the characteristics of students' responses to anomalous data were investigated. The criteria for classifying students' responses were 'acceptance of validity of anomalous data', 'acceptance of inconsistency between anomalous data and initial theory', and 'change of belief in initial theory'. Seven types of responses were identified as follows: Rejection, reinterpretation, exclusion, uncertainty, peripheral theory change, partial belief change, and theory change. Absolute belief in the intial theory and doubts about methodological accuracy were found to be the major reasons for rejecting anomalous data. The students did not accept the inconsistency between anomalous data and initial theory because they ignored the experimental procedures and focused on the similarity of the experimental results.
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문제 정의
화학 관련 개념에서 변칙 사례에 대한 학생들의 반응 유형을 분류하고 특성을 조사할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 보다 효과적으로 인지 갈등을 유발하기 위한 방안 탐색의 일환으로 화학 관련 개념에서 변칙 사례에 대한 고등학생의 반응 유형을 분류하고 특성을 조사하였다.
본 연구에서는 변칙 사례에 대한 학생들의 반응 유형과 특성을 조사하였다. 학생들의 응답 분류 기준은 변칙 사례의 타당성 인정', '변칙 사례와 초기 이론 사이의 불일치성 인정', 그리고 '초기 이론에 대한 확신의 변화 등이었다.
결과들도 보고되고 있으므로. 본 연구에서는 인지 갈등을 효과적으로 유발하기 위한 방안을 탐색하기 위해 화학 관련 개념에서 변칙 사례에 대한 학생들의 반응을 분류하고 그 특성을 조사하였다.
신념의 일부 변화는 본 연구에서 새롭게 분류된 유형으로서 변칙 사례를 설명하는 새로운 개념이 없었던 점에 기인한 것으로 생각된다. 이는 변칙 사례와 과학개념을 동시에 제시할 때 갈등 유발이 더욱 효과적일 가능성을 제안한다.
제안 방법
대상으로 하였다. 목표 개념을 선정한 후, 초기 이론과 변칙 사례에 대한 이해 정도를 확인하기 위하여 고등학교 1학년 학생들을 대상으로 예비 검사를 실시하였다. 예비 검사 결과를 바탕으로 반응 검사지를 수정 .
변칙 사례에 대한 학생들의 반응을 조사하기 위해 '밀폐된 용기 속에서 양초가 연소될 때 수면이 상승하는 원인(권혁순, 1991; 김조연, 1999; Lawson & Birk, 1994; Lawson, Abraham, & Renner, 1989)'을 소재로, 선행 연구(Chinn & Brewer, 1998)를 참고하여 검사지를 제작하였다. 반응 검사지는 초기 이론 제시부 변칙 사례 제시부 변칙 사례에 대한 반응 조사부로 구성되어 있다
, 변칙 사례의 타당성 인정 여부, , .변칙 사례와 초기 이론 사이의 불일치성 인정 여부', '초기 이론에 대한 확신의 변화 여부' 등의 세 가지 기준에 따라 학생들의 응답을 거부(rejection), 재해석(reinterpretation), 배제(exclusion), 판단 볼가(uncertainty), 주변 이론의 변화(peripheral theory change), 신념의 일부 변화(partial belief change), 이론 변화(theory change) 등의 7가지 유형으로 분류하였다 (Table 1).
옳다고 생각하는 128명을 대상으로 결과를 분석하였다. 선행 연구(Chinn & Brewer. 1998; Kuhn, 1989)를 참고하여, '변칙 사례의 타당성 인정', 변칙 사례와 초기 이론 사이의 불일치성 인정', 초기 이론에 대한 확신의 변화 등을 반응 유형 분류의 기준으로 설정하였다. 연구자 2인이 학생들의 응답을 분류하고 일치도를 구한 후, 차이를 검토하는 과정을 반복하였다.
1998; Kuhn, 1989)를 참고하여, '변칙 사례의 타당성 인정', 변칙 사례와 초기 이론 사이의 불일치성 인정', 초기 이론에 대한 확신의 변화 등을 반응 유형 분류의 기준으로 설정하였다. 연구자 2인이 학생들의 응답을 분류하고 일치도를 구한 후, 차이를 검토하는 과정을 반복하였다. 최종적으로 구한 분석자간 일치도가 93%에 도달한 후 연구자 1인이 모든 응답을 분류하였다.
목표 개념을 선정한 후, 초기 이론과 변칙 사례에 대한 이해 정도를 확인하기 위하여 고등학교 1학년 학생들을 대상으로 예비 검사를 실시하였다. 예비 검사 결과를 바탕으로 반응 검사지를 수정 . 보완한 후, 과학 교육 전문가 4인으로부터 타당성을 검증 받았다.
1991: Lawson, Abraham, & Renner, 1989)을 반영하였다. 초기 이론 제시 후 욿다' , 보통이다' , 옳지 않다'의 3단계 리커트 척도 문항을 통해 이론에 대한 학생들의 확신 정도를 조사하였다. 변칙 사례 제시부에서는 산소 소모 이론으로 설명되지 않는 상황을 제시하였다(부록 2).
학생들은 검사지에 제시된 초기 이론과 변칙 사례를 읽은 후, 변칙 사례에 대한 자신의 생각을 기록하였다. 학생들의 응답에 기초하여 반응 유형을 분류하고 특성을 분석하였다.
대상 데이터
변칙 사례에 대한 반응을 조사하기 위해서는 초기이론으로 제시된 산소 소모 이론에 확신이 있어야 하므로, 156명의 학생 중 대안적 개념을 대변하는 초기이론이 옳다고 생각하는 128명을 대상으로 결과를 분석하였다. 선행 연구(Chinn & Brewer.
본 연구는 서울시에 소재한 고등학교 1학년 여학생 156명을 대상으로 하였다. 목표 개념을 선정한 후, 초기 이론과 변칙 사례에 대한 이해 정도를 확인하기 위하여 고등학교 1학년 학생들을 대상으로 예비 검사를 실시하였다.
이론/모형
초기 이론인 산소 소모 이론은 연소 시 소모된 산소의 빈자리를 채우기 위해 수면이 상승한다는 내용으로서. 흔히 발견되는 학생들의 대안적 개념(권혁순. 1991: Lawson, Abraham, & Renner, 1989)을 반영하였다. 초기 이론 제시 후 욿다' , 보통이다' , 옳지 않다'의 3단계 리커트 척도 문항을 통해 이론에 대한 학생들의 확신 정도를 조사하였다.
성능/효과
그 원인으로 우선 변칙 사례의 특성을 생각할 수 있다. '공룡 멸종의 원인 등을 소재로 학생들이 이해하기 어려운 초기 이론과 변칙 사례를 제시한 선행연구와 달리, 본 연구에서는 간단한 상황 제시만으로도 쉽게 시각화 할 수 있는 사례를 제시하여 갈등이 효과적으로 유발된 것으로 해석할 수 있다. 논리 제시보다 실제로 현상을 보여준 현상 제시 방법을 이용할 때 인지 갈등 유발이 효과적이었다는 결과(김범기와 권재술 1995)를 고려할 때 개념 변화를 위해서는 학생들이 직접 관찰할 수 있거나 시각화가 가능한 변칙 사례를 사용해야 할 것이다.
전반적으로 확실한 판단을 내리지 못한다. 12.5%의 학생들이 이러한 반응을 보였다 판단 불가의 반응을 보인 학생들 중 대다수는 변칙사례와 초기 이론이 실험 과정은 서로 다르나 결과는 동일하다는 점을 이유로 제시하였는데, 이는 본 연구에서 사용한 변칙 사례의 특성에 기인한 것으로 생각된다. 따라서, 변칙 사례와 초기 이론 사이의 차이점을 명백히 제시할 때, 이러한 반응을 감소시킬 수 있을 것이다.
반면, 이론 변화는 가장 주된 반응으로서, 부분적인 이론 변화의 경향을 보인 반응들을 포함하면 50% 에 가까운 학생들이 변칙 사례를 통해 인지 갈등이 유발된 것으로 나타났다. 이는 변칙 사례가 시각화를 통해 쉽게 이해할 수 있었기 때문으로 해석된다.
변칙 사례에 대한 타당성 및 초기 이론과의 불일치성을 부인하는 것이 일반적이라는 선행 연구 결과들과 달리, 본 연구에서는 거부 반응은 크게 감소하였다. 반면, 이론 변화는 가장 주된 반응으로서, 부분적인 이론 변화의 경향을 보인 반응들을 포함하면 50% 에 가까운 학생들이 변칙 사례를 통해 인지 갈등이 유발된 것으로 나타났다.
변칙 사례에 대한 타당성 인정', 변칙 사례와 초기 이론 사이의 불일치성 인정', 초기 이론에 대한 확신의 변화'를 기준으로 반응 유형을 분류한 결과 '거부', 재해석', 배제', 팜단 불가', '주변 이론의 변화' , '신념의 일부 변화', 이론 변화 둥 7가지 유형이 나타났다.
포기하는 반응 유형이다. 본 연구에서는 28.1% 의 학생들이 완전한 이론 변화 반응을 보였으며 신념의 일부 변화 및 주변 이론의 변화까지 포함한다면 47.6%의 학생들이 변칙 사례를 접한 후 초기 이론에 대한 신념이 변한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 대다수가 초기 이론에 대한 신념을 고수하고 부분적이거나 완전한 이론 변화 반응을 보인 학생이 극소수였던 선행 연구(Chinn & Brewer, 199幻와 상반된다.
후속연구
'공룡 멸종의 원인 등을 소재로 학생들이 이해하기 어려운 초기 이론과 변칙 사례를 제시한 선행연구와 달리, 본 연구에서는 간단한 상황 제시만으로도 쉽게 시각화 할 수 있는 사례를 제시하여 갈등이 효과적으로 유발된 것으로 해석할 수 있다. 논리 제시보다 실제로 현상을 보여준 현상 제시 방법을 이용할 때 인지 갈등 유발이 효과적이었다는 결과(김범기와 권재술 1995)를 고려할 때 개념 변화를 위해서는 학생들이 직접 관찰할 수 있거나 시각화가 가능한 변칙 사례를 사용해야 할 것이다. 또 다른 원인으로 연구 참여자의 특성을 생각할 수 있다.
인지 갈등 유발과 관련된 연구가 보다 다양하게 이루어지기 위해서는 본 연구의 변칙 사례에 대한 반응유형과 특성 조사를 바탕으로 인지 갈등 유발 정도를 정량화 할 수 있는 방안이 연구되어야 할 것이다. 또한, 인지 갈등을 효과적으로 유발할 수 있는 방안을 탐색하기 위해 변칙 사례에 대한 반응에 영향을 미치는 학습자 변인이나 변칙 사례의 유형에 따른 효과 등에 대해서도 연구가 이루어져야 할 것이다.
인지 갈등을 유발하기 위해서는 변칙 사례의 타당성 뿐 아니라, 초기 이론과의 불일치성을 인정하게 하는 방안을 마련하는 것 또한 중요한 문제이다. 본연구에서 실험 결과가 동일하다는 점에 주목하여 일치성을 주장한 경우가 많았음을 고려할 때 가능한 한 초기 이론과의 공통점을 배제한 변칙 사례를 제시하는 것이 하나의 방안이 될 수 있을 것이다.
이와 같이 변칙 사례에 대한 학생들의 반응이 다양함을 고려할 때 학생들의 반응에 대한 체계적인 분석은 인지 갈등을 효과적으로 유발하기 위한 방안의 기초가 될 수 있을 것이다. 또한 변칙 사례에 대한 학생들의 반응 조사 연구가 매우 부족하며, 대상 개념이나 대상 학생에 따라서도 변칙 사례에 대한 반응이 상이할 가능성이 있으므로.
이와 같이 변칙 사례와 초기 이론 사이의 유사성이 학생 반응에 미친 영향을 고려할 때 인지 갈등의 효과를 높이기 위해서는 초기 이론과 분명히 구별되는 변칙 사례를 제시할 필요가 있다. 인지 갈등 유발과 관련된 연구가 보다 다양하게 이루어지기 위해서는 본 연구의 변칙 사례에 대한 반응유형과 특성 조사를 바탕으로 인지 갈등 유발 정도를 정량화 할 수 있는 방안이 연구되어야 할 것이다. 또한, 인지 갈등을 효과적으로 유발할 수 있는 방안을 탐색하기 위해 변칙 사례에 대한 반응에 영향을 미치는 학습자 변인이나 변칙 사례의 유형에 따른 효과 등에 대해서도 연구가 이루어져야 할 것이다.
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