본 연구에서는 과학적 모델에 대한 학생들의 견해를 조사하고, 학년과 성, 성취도에 따라 견해를 비교했다. 또한 과학적 모델에 대한 학생들의 견해와 인식론적 신념 간의 상관 관계도 조사했다. 연구 대상은 서울시에 소재한 중학교 2학년 137명과 고등학교 2학년 112명이었다. 학생들은 '모델의 실재성'을 제외하고, 전반적으로 모델에 대해 적절한 견해를 지니고 있었다. 성과 성취도에 따른 비교에서는 상위 수준 학생이나 남학생의 견해가 보다 현대적인 것으로 나타났으나, 학년에 따른 비교에서는 유의미한 차이가 없었다. 상관 분석에서는 모델에 대해 부적절한 관점을 가진 학생들이 전통적인 인식론적 신념을 가지고 있는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 과학적 모델에 대한 학생들의 견해를 조사하고, 학년과 성, 성취도에 따라 견해를 비교했다. 또한 과학적 모델에 대한 학생들의 견해와 인식론적 신념 간의 상관 관계도 조사했다. 연구 대상은 서울시에 소재한 중학교 2학년 137명과 고등학교 2학년 112명이었다. 학생들은 '모델의 실재성'을 제외하고, 전반적으로 모델에 대해 적절한 견해를 지니고 있었다. 성과 성취도에 따른 비교에서는 상위 수준 학생이나 남학생의 견해가 보다 현대적인 것으로 나타났으나, 학년에 따른 비교에서는 유의미한 차이가 없었다. 상관 분석에서는 모델에 대해 부적절한 관점을 가진 학생들이 전통적인 인식론적 신념을 가지고 있는 것으로 나타났다.
The purpose of this study was to investigate students' views on the scientific model and to compare their views by grade, gender, and achievement. Relationships between students' views on the scientific model and epistemological beliefs were also investigated. Participants were 137 8th- and 112 11th...
The purpose of this study was to investigate students' views on the scientific model and to compare their views by grade, gender, and achievement. Relationships between students' views on the scientific model and epistemological beliefs were also investigated. Participants were 137 8th- and 112 11th-graders in Seoul. The results indicated that the students' views on the scientific model, on the whole, were adequate except the items concerning the 'models as exact replicas'. Male students or high-achieving students had more adequate views on the scientific model than female students or low-achieving students. However, there was no significant difference between 8th- and 11th-graders. In correlation analysis, students with inappropriate views on the scientific model were found to have traditional epistemological beliefs.
The purpose of this study was to investigate students' views on the scientific model and to compare their views by grade, gender, and achievement. Relationships between students' views on the scientific model and epistemological beliefs were also investigated. Participants were 137 8th- and 112 11th-graders in Seoul. The results indicated that the students' views on the scientific model, on the whole, were adequate except the items concerning the 'models as exact replicas'. Male students or high-achieving students had more adequate views on the scientific model than female students or low-achieving students. However, there was no significant difference between 8th- and 11th-graders. In correlation analysis, students with inappropriate views on the scientific model were found to have traditional epistemological beliefs.
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문제 정의
따라서 본 연구에 서는 우리 나라 중학생 과 고등학생 을 대상으로 과학적 모델에 대한 견해를 조사하고, 학 년, 성, 성취도에 따른 차이를 비교했다. 또한, 인식론 적 신념과모델에 대한 견해 사이의 관계도 조사하였다.
본 연구에서는 모델에 대한 학생들의 견해를 조사 하고, 학년과 성, 성취도에 따라 견해를 비교했다. 또 한 학생들이 지니고 있는 모델에 대한 견해가 인식론 적 신념에 대한 통찰을 줄 수 있을 것이라는 가정에 기초하여 모델에 대한 인식과 인식론적 신념 사이의 상관 관계를 조사했다.
본 연구에서는 모델에 대한 학생들의 견해를 조사 하고, 학년과 성, 성취도에 따라 견해를 비교했다. 또 한 학생들이 지니고 있는 모델에 대한 견해가 인식론 적 신념에 대한 통찰을 줄 수 있을 것이라는 가정에 기초하여 모델에 대한 인식과 인식론적 신념 사이의 상관 관계를 조사했다.
제안 방법
따라서 본 연구에 서는 우리 나라 중학생 과 고등학생 을 대상으로 과학적 모델에 대한 견해를 조사하고, 학 년, 성, 성취도에 따른 차이를 비교했다. 또한, 인식론 적 신념과모델에 대한 견해 사이의 관계도 조사하였다.
생활 수준이 유사한 인접 지역구의 중학교 2개교, 고등학 교 2개교에서 2학급씩 총 8학급을 표집했다. 검사는 2차시에 걸쳐 진행되었는데, 첫 시간에는 모델에 대 한 견해 검사를, 두 번째 시간에 인식론적 신념 검사 를 실시했다. 검사가 실시될 당시 중학교 2학년은 7 차 교육과정기의 1, 2학년 과정을, 고등학교 2학년은 6차 교육과정기의 중학교 3년 및 공통과학을 수강한 상태였다.
과학 교육 전문가 3인에게 번역의 적절성과 검사 문항이 조사하고자 하는 것을 잘 반영하고 있는지 등 에 대해 안면 타당도를 검증 받았다. 또한 검사지에 사용된 과학적 용어 등이 학생들이 이해하기에 적절 한지 알아보기 위해 중학교 2학년 학생 3。여명을 대 상으로 예비 연구(pilot study)를 실시하여 각 문항에 대한 이해 여부를 점검했다. 검사지의 내적 신뢰도 (Cronbach’s a：는 5개 영역의 순서대로 각각 .
모델 의 실재성에 대한 문항은，그렇지 않다，가 현대적 견 해에 해당하므로 역으로 채점했다. 학생들의 1학기말 과학 성적을 표준점수로 변환하여 상 • 하위로 성취 수준을 구분한 후, 모수 통계 분석을 위한 기본 가정 을 점검하였다. 학년, 성, 성취 수준에 따라 모델에 대 한 이해 수준의 차이를 见증으로 확인했다.
과학적 모델에 대한 각 문항별 평균과 표준편차를 조사하였다(7泌" 1). 또한, 현대적 인식론의 관점에서 학생들의 응답을 분류하였던 선행 연구7오卜 비교하기 위하여 각 문항별로 '전혀 그렇지 않다(1)와 '그렇지 않다(2)，를 동의하지 않는 것으로, '보통이다(3)，는 미 결정으로, 그렇다(4)와 매우 그렇다(5)를 동의하는 것으로 구분하여 빈도를 조사하였다.
과학적 모델에 대한 인식 검사의 결과를 학년별, 성 별, 성취 수준별로 분석하였다(7泌" 2). 먼저 모든 하 위 집단들의 평균이 리커트 중간 점수인 3점 이상으 로 나타나 학생들이 대체로 현대적 견해에 근접한 것 을 알 수 있었다.
학생들의 성취 수준을 상위 수준과 하위 수준으로 구분하여, 모델에 대한 견해 차이를 见증으로 확인 하였다. 분석 결과 상위 수준 학생들의 평균(3.
대상 데이터
연구 대상 및 절차. 본 연구의 대상은 서울시에 소 재한 남녀 공학 중학교의 2학년 137명 (남: 68, 여 : 69) 과 고등학교 2학년 112명 (남: 63, 여: 49)이었다. 생활 수준이 유사한 인접 지역구의 중학교 2개교, 고등학 교 2개교에서 2학급씩 총 8학급을 표집했다.
본 연구의 대상은 서울시에 소 재한 남녀 공학 중학교의 2학년 137명 (남: 68, 여 : 69) 과 고등학교 2학년 112명 (남: 63, 여: 49)이었다. 생활 수준이 유사한 인접 지역구의 중학교 2개교, 고등학 교 2개교에서 2학급씩 총 8학급을 표집했다. 검사는 2차시에 걸쳐 진행되었는데, 첫 시간에는 모델에 대 한 견해 검사를, 두 번째 시간에 인식론적 신념 검사 를 실시했다.
데이터처리
과학적 모델에 대한 각 문항별 평균과 표준편차를 조사하였다(7泌" 1). 또한, 현대적 인식론의 관점에서 학생들의 응답을 분류하였던 선행 연구7오卜 비교하기 위하여 각 문항별로 '전혀 그렇지 않다(1)와 '그렇지 않다(2)，를 동의하지 않는 것으로, '보통이다(3)，는 미 결정으로, 그렇다(4)와 매우 그렇다(5)를 동의하는 것으로 구분하여 빈도를 조사하였다.
이론/모형
검사 도구. 모델에 대한 학생들의 견해를 조사하기 위해 Treagust등이 개발한 SUMS(Students’ Understanding of Models in Science)7의 문항을 사용했다. SUMS는 모델의 다양성 (Models as multiple representations), 모 델의 실재성 (Models as exact replicas), 설명 도구로서 의 모델(Models as explanatory tools), 모델의 유용성 (The uses ofscientific models),모델의 잠정성 (The changing nature of models) 등의 5가지 범주로 구성되어 있으 며, 범주별 문항 수는 각각 8, 8, 5, 3, 3개로 총 27문 항이다.
인식론적 신념의 조사에는 Schommer의 인식론적 신념 검사지13를 사용했다. 인식론적 신념 검사지는 과학에서 대부분의 단어들은 하나의 분명한 의미를 지니고 있다는 '단순한 지식', 과학 선생님이 가르쳐 주신 답을 제대로 이해할 수 없다 하더라도 그것을 받아들여야 한다는 '전능한 권위', 과학적 진리는 변 하지 않는다는 '확실한 지식', 과학을 공부하는 능력 은 타고나는 것이라는 '선천적인 능력', 과학을 잘하 는 학생은 과학 내용을 접했을 때 바로 이해한다는 '빠른 학습'의 5가지 범주에 대해 12개의 하위 영역 으로 구성되어 있다.
성능/효과
이와 같이 모델은 추상적이고 어려운 과학 개념을 시 각화하여 구체적으로 표현하기 때문에, 직접 관찰할 수 없는 개념과 이론의 이해를 도울 수 있다는 측면 에서 유용하다.3 또한 과학 수업에서 모델은 어떤 현 상에 대한 예측을 가능하게 하고, 현상의 기본적인 성 질에 대한 통찰력을 제공할 수 있다고 제안되었다.4 이러한 모델의 다양한 기능을 제대로 파악하고 사 용하기 위해서는 모델의 본성과 역할을 이해하는 것이 필수적이다.
학생들은 설명 도구로서의 모델의 기능에 대해 잘 이해하고 있었다. 학생들은 모델이 시각적으로 어떤 사물을 표현하고 (ET/17) 과학 현상을 설명하는데 사용된다(ET/19)고 응답하여, 모델이 과학 개념의 이해를 도울 수 있다 고 생각하는 것으로 나타났다. 특히 모델이 과학 현 상에 대한 이미지를 머리 속에 떠올릴 수 있도록 돕 는다는 문항(ET/18)】 현대적 견해 비율은 82%로 매 우 높았다.
과학적 모델에 대한 인식 검사의 결과를 학년별, 성 별, 성취 수준별로 분석하였다(7泌" 2). 먼저 모든 하 위 집단들의 평균이 리커트 중간 점수인 3점 이상으 로 나타나 학생들이 대체로 현대적 견해에 근접한 것 을 알 수 있었다. 학년별 비교에서는 중학교 2학년이 3.
34로 점수가 유사하였으며, f-검증 결과 유의미한 차이가 없었다. 즉 과학의 본성 에 대한 레바논 학생들의 견해가 학년에 따라 차이가 없었던 것18과 유사하게, 과학의 본성의 한 측면인 모 델에 대한 학생들의 견해도 학년과 상관없이 그대로 유지되는 것으로 나타났다. 학생들은 과학 수업을 통해 지구, 분자, 인체, 태양계 등과 같은 다양한 과학 적 모델을 접하게 된다.
학생들의 성취 수준을 상위 수준과 하위 수준으로 구분하여, 모델에 대한 견해 차이를 见증으로 확인 하였다. 분석 결과 상위 수준 학생들의 평균(3.38)이 하위 수준 학생들의 평균(3.27)에 비하여 .01 수준에 서 유의미하게 높았다. 과학의 본성에 대한 학생들의 견해는 과학 성적이나 과학 지식과는 무관하다고 보 고된 경우가 많았으나,18,23 모델에 대한 학생들의 이 해는 과학 성적에 따라 어느 정도 달라지는 것으로 나타났다.
모델에 대한 학생들의 견해는 학년이 올라가도 변 함이 없었다. 또한 모델에 대한 남학생과 여학생의 견 해 비교에서는 남학생이 여학생보다 모델에 대해 더 잘 이해하였으며, 성취 수준에 따른 비교에서는 모델 의 사용에 좀더 익숙한 상위 수준 학생들이 하위 수 준 학생들보다 모델에 대해 더 잘 이해하는 것으로 나타났다. 따라서 과학 수업에서 모델의 본성에 대한 이해 측면에서 과학 수업이 진행될 필요가 있다.
후속연구
그러나 모델의 실재성에 대한 학생들의 견해는 현대적 견해와 거리가 먼 것으로 나타났다. 과학 수 업에서 모델의 역할과 의미, 제한점 등에 대한 자세 한 설명 없이 모델이 사용되는 것에 한 원인이 있을 수 있으므로,10 교과서에서 모델에 대한 설명이 적절 하게 제시되어 있는지, 설명이 생략되어 있지는 않은 지 등에 대한 분석이 이루어져야 할 것이다.
본 연구는 객관식 설문지를 통해 조사했으므로 학 생들의 모델에 대한 견해를 정확하게 밝히기에는 제 한이 뒤따른다. 따라서 인터뷰나 주관식 문항 등을 통 해 학생들의 견해를 심도있게 조사할 필요가 있다.
참고문헌 (23)
Harrison, A. G.; Treagust, D. F. International Journalof Science Education 2000, 22, 1011.
Gilbert, J. K.; Boulter, C. J. In International Handbookof Science Education; Fraser, B. J.; Tobln, K. G., Eds.;Kluwer Academic Publishers: Dordrecht, 1998; p 53-66.
Treagust, D. F.; Harrsion, A. G. In Researching Teaching:Methodologies and Practices for UnderstandingPedagogy; Loughran, J., Ed.; Falmer Press: London,1999; p 28-43.
Bhushan, N.; Rosenfeld, S. Journal of Chemical Education1995, 72, 578.
Gilbert, J. K. Models in science and science education,Exploring models and modeling in science and technology education; The University of Reading: Reading, UK. 1997.
Harrison, A. G.; Treagust, D. F. Science Education1996, 80, 509.
Treagust, D. F.; Chittleborough, G.; Mamiala, T. Studentsconcept of models: An epistemological and ontologicalperspective; Proceeding Western AustralianInstitute for Educational Research Forum 2000, 2001.
Simpson, J. A.; Weiner, E. S. C. The Oxford EnglishDictionary; Clarendon Press: Oxford, 1989.
노태희; 최용남 화학교육 1998, 25, 189.
Schommer, M. Journal of Educational Psychology 1990,82, 498.
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