중학교 과학 '물질의 구성' 단원에서 과학사 소재를 활용한 명시적.반성적 과학의 본성 수업의 효과 The Effects of Explicit and Reflective Instruction about Nature of Science Using Episodes from the History of Science in 'Composition of Material' Unit of Middle School Science원문보기
이 연구에서는 과학사 소재를 활용한 명시적 반성적 과학의 본성(NOS) 수업이 학생들의 과학의 본성에 대한 이해, 학업 성취도, 과학 수업에 대한 즐거움에 미치는 효과를 조사하였다. 남녀 공학 중학교 3학년 4학급(129명)을 통제 집단과 처치 집단으로 배치하였다. '물질의 구성' 단원에 대하여 11차시 동안 수업을 실시하였다. 수업 처치 전, 두 집단의 학생들은 대부분 과학의 본성에 대해 부적절한 견해를 지니고 있었다. 수업 처치 후, 통제 집단 학생들의 과학의 본성에 대한 견해는 변하지 않았으나, 처치 집단의 학생들은 과학의 본성에 대해 보다 적절한 이해를 나타내었다. 처치 집단의 상위 학생들은 하위 학생들보다 과학의 본성에 대해 보다 적절한 관점을 지니게 되었다. 그러나 학업성취도와 과학 수업에 대한 즐거움 검사에서는 두 집단 간 점수 차이가 통계적으로 유의미하지 않았다.
이 연구에서는 과학사 소재를 활용한 명시적 반성적 과학의 본성(NOS) 수업이 학생들의 과학의 본성에 대한 이해, 학업 성취도, 과학 수업에 대한 즐거움에 미치는 효과를 조사하였다. 남녀 공학 중학교 3학년 4학급(129명)을 통제 집단과 처치 집단으로 배치하였다. '물질의 구성' 단원에 대하여 11차시 동안 수업을 실시하였다. 수업 처치 전, 두 집단의 학생들은 대부분 과학의 본성에 대해 부적절한 견해를 지니고 있었다. 수업 처치 후, 통제 집단 학생들의 과학의 본성에 대한 견해는 변하지 않았으나, 처치 집단의 학생들은 과학의 본성에 대해 보다 적절한 이해를 나타내었다. 처치 집단의 상위 학생들은 하위 학생들보다 과학의 본성에 대해 보다 적절한 관점을 지니게 되었다. 그러나 학업성취도와 과학 수업에 대한 즐거움 검사에서는 두 집단 간 점수 차이가 통계적으로 유의미하지 않았다.
In this study, we investigated the effects of explicit and reflective instruction about nature of science (NOS) using episodes from the history of science upon students' understanding about NOS, achievement, and enjoyment of science lessons. Four classes of ninth graders (N=129) at a coed middle sch...
In this study, we investigated the effects of explicit and reflective instruction about nature of science (NOS) using episodes from the history of science upon students' understanding about NOS, achievement, and enjoyment of science lessons. Four classes of ninth graders (N=129) at a coed middle school were divided into the control and the treatment groups. The students were taught about the composition of material for 11 classes. Before the instruction, most of the students in both the control and the treatment groups held naive views about NOS. After the instructions, the views about NOS of the control group students did not change, whereas the students in the treatment group held more adequate views about NOS. The high-level students in the treatment group showed more adequate views about NOS than the low-level students. However, there were no significant differences between the test scores of the two groups in the achievement and the enjoyment of science lessons.
In this study, we investigated the effects of explicit and reflective instruction about nature of science (NOS) using episodes from the history of science upon students' understanding about NOS, achievement, and enjoyment of science lessons. Four classes of ninth graders (N=129) at a coed middle school were divided into the control and the treatment groups. The students were taught about the composition of material for 11 classes. Before the instruction, most of the students in both the control and the treatment groups held naive views about NOS. After the instructions, the views about NOS of the control group students did not change, whereas the students in the treatment group held more adequate views about NOS. The high-level students in the treatment group showed more adequate views about NOS than the low-level students. However, there were no significant differences between the test scores of the two groups in the achievement and the enjoyment of science lessons.
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문제 정의
이 연구에서는 과학사 소재를 활용한 명시적·반성적 과학의 본성(NOS) 수업이 학생들의 과학의 본성에 대한 이해, 학업 성취도, 과학 수업에 대한 즐거움에 미치는 효과를 조사하였다.
이 연구에서는 선다형 문항에서 선택할 수 있는 답지가 제한적인 점을 보완하기 위해 모든 문항에 ‘기타’ 답지를 추가하여, 학생들이 각 문항에 제시된 답지 이외의 견해를 가지고 있는 경우에는 이 답지를 선택하게 하고 그 이유를 서술하도록 하였다.
이 연구에서는 중학교 3학년 ‘물질의 구성’ 단원에서 학생들의 과학의 본성에 대한 이해를 향상시킬 수 있는 명시적·반성적 과학의 본성 수업 자료를 개발하였다.
가설 설정
과학의 본성에 대한 교수 방법은 암시적(implicit) 접근과 명시적(explicit) 접근으로 나눌 수 있다(AbdEl-Khalick & Lederman, 2000a). 암시적 접근 방법에서는 교사가 과학의 본성에 대해 직접 가르치지 않아도 학생들이 과학 탐구 활동을 수행하는 과정에서 자연스럽게 과학의 본성에 대한 학습이 이루어진다고 가정한다(Moss et al., 1998). 그러나 이러한 소극적인 접근 방법은 학생들이 과학의 본성에 대해 적절한 견해를 갖도록 하는 데 효과가 크지 않았다(Meichtry, 1992).
한편, 명시적 접근 방법에서는 과학의 본성에 대한 이해를 계획적이고 의도적인 인지적 교수의 결과로 보고, 과학의 역사적, 철학적, 사회·문화적 요소 등의 과학의 본성을 학생들에게 직접 가르쳐야 한다고 가정한다(Akerson et al., 2000).
제안 방법
개발한 교수·학습 자료는 과학 교육 전문가 2인과 과학 교사 2인의 검토를 받았고, 연구 대상이 아닌 1개 학급 학생들을 대상으로 내용의 이해 여부를 점검한 후 수정·보완하여 사용하였다.
과학의 본성 검사는 노태희 등 (2002)의 연구에서 사용된 과학의 목적, 과학 이론의 정의, 모델의 성질, 과학 이론의 잠정성, 과학 이론의 성질에 대한 5문항에, 1문항을 추가하여 총 6문항으로 구성하였다. 추가한 문항은 Lederman et al.
또한, 1차 예비 검사 대상이 아닌 중학교 3학년 1개 학급을 대상으로 2차 예비 검사를 실시하여 1차 개발된 선다형 검사지 문항에 대한 학생들의 이해 여부와 가독성을 점검하여 다시 문항을 수정·보완하였다.
이를 현장에 적용하여 과학의 본성 중에서 과학의 목적, 과학 이론의 정의, 모델의 성질, 과학 이론의 잠정성, 과학 이론의 성질, 과학의 사회·문화적 영향에 대한 학생들의 견해에 어떤 영향을 미치는지 알아보았다. 또한, 이 수업이 학생들의 사전 과학 성취 수준에 따라 과학의 본성에 대한 이해, 학업 성취, 과학 수업에 대한 즐거움에 미치는 영향을 조사하였다.
수업 처치 이전에 통제 집단과 처치 집단 학생들에게 과학의 본성 검사와 과학 수업에 대한 즐거움 검사를 실시하였고, 처치 집단 학생들에게는 본 수업 이전에 새로운 수업 방법에 대한 안내를 하였다. 본 수업은 연구자 중 1인이 총 11차시 동안 진행하였고, 수업 담당 교사가 본 수업 이전에 연구 대상이 아닌 1개 학급을 대상으로 처치 집단에 실시할 수업을 연습함으로써 새로운 수업 방법에 익숙해지도록 하였다. 이때, 수업 담당 교사를 제외한 공동 연구자 중 1인이 연습 수업을 참관하여 수업 처치가 연구자의 의도대로 진행되고 있는지 점검하였고, 수업 진행에서 개선할 점이 있을 경우에는 공동 연구자들과 논의를 거쳐 이를 수정·보완하였다.
이때, 수업 담당 교사를 제외한 공동 연구자 중 1인이 연습 수업을 참관하여 수업 처치가 연구자의 의도대로 진행되고 있는지 점검하였고, 수업 진행에서 개선할 점이 있을 경우에는 공동 연구자들과 논의를 거쳐 이를 수정·보완하였다. 사후 검사로 모든 집단의 학생들에게 과학의 본성, 학업 성취도, 과학 수업에 대한 즐거움 검사를 실시하였다.
01)를 공변인으로 하여 이원 공변량 분석을 실시하였다. 상호작용 효과가 있는 경우에는 단순 효과를 검증하기 위해 사전 과학 성취 수준별로 일원 (공)변량 분석을 실시하였다. 모든 통계 분석에는 SPSS 12.
우선 선행 연구들을 검토하여 중학교 수준에 맞는 과학사 소재를 활용한 명시적·반성적 과학의 본성 수업 활동을 계획하였다.
이 문항은 선행 연구의 개방형 문항과 분석틀 및 면담 결과에서 나타난 학생들의 견해를 바탕으로 두 명의 연구자가 선다형 검사지 문항을 제작한 후, 연구 대상이 아닌 중학교 3학년 1개 학급을 대상으로 개방형 문항 형식의 예비 검사를 실시한 후, 학생들의 응답 유형이 제작한 답지들과 일치하는지 점검하여 수정·보완하였다.
이 연구에서는 과학의 본성에 대한 학생들의 이해를 향상시키고자 학생들에게 과학사를 소재로 과학 이론의 형성 및 변화 과정 등의 정보를 제공하고, 학생들의 반성적 사고 활동을 강조한 명시적·반성적 과학의 본성 수업을 고안하였다.
과학의 본성 질문 단계에서는 ‘유리그릇에 앙금이 생기는 반응을 눈으로 관찰하는 것만으로 아리스토텔레스와 라부아지에의 설명 중 어느 것이 옳고 어느 것이 틀리다고 말할 수 있을까?’와 같은 이전 단계의 학습 내용과 관련된 과학 이론의 잠정성에 대한 과학의 본성 질문을 제시하였다. 이 질문에 대해 학생들은 조별 토론을 진행하면서 논의한 내용을 활동지에 정리한 후, 이를 전체 학급에 발표하도록 하였다. 이때 과학의 본성에 대한 학생들의 입장이 전통적인 관점에 치우친 경우, 교사는 이전 단계에서 제시한 과학사 및 과학의 본성 내용을 상기시키거나 학생들이 쉽게 이해할 수 있도록 비유를 이용(예, 장님 코끼리 만지기 비유를 통해 아리스토텔레스와 라부아지에의 설명 중 어느 것이 옳고 어느 것이 틀리다고 말 할 수 없다는 것을 설명)하여 현대적인 관점으로 전환될 수 있도록 유도하였다.
이때, 수업 담당 교사를 제외한 공동 연구자 중 1인이 연습 수업을 참관하여 수업 처치가 연구자의 의도대로 진행되고 있는지 점검하였고, 수업 진행에서 개선할 점이 있을 경우에는 공동 연구자들과 논의를 거쳐 이를 수정·보완하였다.
이를 중학교 3학년 과학 ‘물질의 구성’ 단원에 적용한 후, 이 수업이 학생들의 과학의 본성에 대한 이해, 학업 성취도, 과학 수업에 대한 즐거움에 미치는 효과를 조사하였다.
이를 현장에 적용하여 과학의 본성 중에서 과학의 목적, 과학 이론의 정의, 모델의 성질, 과학 이론의 잠정성, 과학 이론의 성질, 과학의 사회·문화적 영향에 대한 학생들의 견해에 어떤 영향을 미치는지 알아보았다.
이에 기초하여 이 연구에서는 과학의 본성에 대해 선행 연구(Aikenhead et al., 1989; Solomon et al., 1996; Lederman et al., 2002)에서 공통적으로 제시하고 있는 요소 중에서 중학생에게 적합한 과학의 목적, 과학 이론의 정의, 모델의 성질, 과학 이론의 잠정성, 과학 이론의 성질, 과학의 사회·문화적 영향을 선정하였다.
처치 집단에서는 통제 집단과 동일한 학습 주제에 대해 과학사 및 그와 관련된 과학의 본성을 구체적으로 제시하고, 과학의 본성에 대한 자신의 생각을 정리하여 활동지에 적어보게 하거나 조별 및 전체 학급 토론 등을 통해 정교화시키는 반성적 활동을 강조한 명시적·반성적 과학의 본성 수업을 실시하였다.
과학사 및 과학의 본성 정보 제시 단계에서는 이전 단계에서 제시했던 현상을 설명하기 위해 과학자들이 수행했던 활동과 문제 해결 과정 및 이와 관련된 과학의 본성에 대한 관점을 제공하였다. 학생들은 과학자들의 탐구 활동과 과학의 본성에 대한 관점을 연결지어보고, 자신의 생각을 과학자들의 생각과 비교해보았다. 과학의 본성 질문 단계에서는 ‘유리그릇에 앙금이 생기는 반응을 눈으로 관찰하는 것만으로 아리스토텔레스와 라부아지에의 설명 중 어느 것이 옳고 어느 것이 틀리다고 말할 수 있을까?’와 같은 이전 단계의 학습 내용과 관련된 과학 이론의 잠정성에 대한 과학의 본성 질문을 제시하였다.
학업 성취도와 과학 수업에 대한 즐거움 검사에 대한 통계 분석은 수업 처치를 독립 변인으로, 학생들의 사전 과학 성취 수준을 구획 변인으로 하고 이 점수들과 각각 유의미한 상관이 있는 1학기 중간고사 수학 점수(r=.65, p<.01)와 사전 과학 수업에 대한 즐거움 검사 점수(r=.76, p<.01)를 공변인으로 하여 이원 공변량 분석을 실시하였다.
한편, 통제 집단의 경우에는 처치 집단과의 학습 내용을 통제하기 위해 동일한 학습 주제에 대해 교과서 내용에 충실한 교수·학습 자료를 개발하였다.
대상 데이터
이 연구에서는 과학사 소재를 활용한 명시적·반성적 과학의 본성(NOS) 수업이 학생들의 과학의 본성에 대한 이해, 학업 성취도, 과학 수업에 대한 즐거움에 미치는 효과를 조사하였다. 남녀 공학 중학교 3학년 4학급(129명)을 통제 집단과 처치 집단으로 배치하였다. ‘물질의 구성’ 단원에 대하여 11차시 동안 수업을 실시하였다.
또한, 과학사를 활용하기에 적합한 중학교 3학년 ‘물질의 구성’ 단원을 대상으로, 연구 대상 학교에서 사용하고 있는 교과서(지학사)의 해당 단원 내용을 분석하여 11개의 학습 주제를 선정하였다.
이 연구는 서울시에 소재한 1개 남녀 공학 중학교의 3학년에서 4학급 129명(남학생: 66명, 여학생: 63명)을 선정하여, 처치 집단(65명)과 통제 집단(64명)에 각각 2학급씩 배치하였다. 두 집단 학생들의 1학기 중간고사 과학 성적에 대해 변량 분석을 실시한 결과(MS=12.
데이터처리
그러나 기대 빈도가 5보다 작은 셀의 수가 전체 셀의 20%가 넘는 경우가 있어 χ2 검증의 기본 가정을 만족하지 않았으므로, 피셔의 정확성 검정(Fisher's exact test) 방법을 사용하여 분석하였다.
사전 및 사후 과학의 본성 검사의 각 문항에 대한 학생들의 응답을 답지별로 비교하기 위해 빈도 분석을 실시하였다. 그러나 기대 빈도가 5보다 작은 셀의 수가 전체 셀의 20%가 넘는 경우가 있어 χ2 검증의 기본 가정을 만족하지 않았으므로, 피셔의 정확성 검정(Fisher's exact test) 방법을 사용하여 분석하였다.
708)을 확인한 후, 수업 처치를 독립 변인으로 하고 학생들의 사전 과학 성취 수준을 구획 변인으로 하는 이원 변량 분석을 실시하였다. 이때 사전 과학의 본성 검사 점수는 변량 분석의 기본 가정인 동변량성(p=.036)이 만족되지 않아 #로 변수 변환한 후, 통계 분석을 실시하였다.
131), 이는 학생들의 과학의 본성에 대한 견해가 매우 불안정하기 때문으로 볼 수 있다(노태희 등, 2002). 이에 과학의 본성 검사 점수에 대한 통계 분석은 사전 집단 간 동질성(MS=.76, F=2.55, p=.708)을 확인한 후, 수업 처치를 독립 변인으로 하고 학생들의 사전 과학 성취 수준을 구획 변인으로 하는 이원 변량 분석을 실시하였다. 이때 사전 과학의 본성 검사 점수는 변량 분석의 기본 가정인 동변량성(p=.
이론/모형
과학 수업에 대한 즐거움 검사는 Fraser (1981)의 과학에 대한 태도 검사 중 ‘과학 수업의 즐거움’ 영역에 해당하는 10문항을 사용하였다.
명시적·반성적 과학의 본성 수업은 Monk와 Osborne (1997)의 과학사 수업 모형에 기초하여, 도입 질문, 과학사 및 과학의 본성 정보 제시, 과학의 본성 질문, 일반화의 4단계로 구성하였고, 구체적인 활동 과정은 다음과 같다.
학업 성취도 검사는 개정된 Bloom의 목적 분류표(Anderson et al., 2001)에 따라 지식 5문항, 이해 8문항, 적용 7문항으로 구성하였다. 제작된 검사지는 과학 교육 전문가 3인과 과학 교사 1인에게 안면 타당도를 검증 받았고, 이 연구에서의 내적 신뢰도(Cronbach's α)는 .
성능/효과
이 연구에서는 선다형 문항에서 선택할 수 있는 답지가 제한적인 점을 보완하기 위해 모든 문항에 ‘기타’ 답지를 추가하여, 학생들이 각 문항에 제시된 답지 이외의 견해를 가지고 있는 경우에는 이 답지를 선택하게 하고 그 이유를 서술하도록 하였다. 개발된 검사지는 중학교 과학 교사 2인에게 단어 사용의 적절성을 검증 받았으며, 과학 교육 전문가 3인에게 안면 타당도를 검증 받았다.
과학 이론의 잠정성에 대한 사전 검사 결과에서는 학생들이 ‘예전 이론이 틀렸다는 것이 증명되어 새로운 이론으로 바뀐다’(통제: 60.9%, 처치: 63.1%)라는 반증주의의 견해를 가장 많이 지니고 있는 것으로 나타났다.
과학 이론의 정의에 대한 문항에서도 사전 검사 결과에서는 두 집단의 학생들 모두 ‘실험이나 관찰을 통해 사실로 증명된 것이다’(통제: 39.1%, 처치: 38.5%)와 ‘그럴듯하지만 아직 증명되지 않은 사실이다’(통제: 23.4%, 처치: 30.8%)라는 경험주의와 실증주의적 관점의 응답 빈도가 높았다.
이 연구는 서울시에 소재한 1개 남녀 공학 중학교의 3학년에서 4학급 129명(남학생: 66명, 여학생: 63명)을 선정하여, 처치 집단(65명)과 통제 집단(64명)에 각각 2학급씩 배치하였다. 두 집단 학생들의 1학기 중간고사 과학 성적에 대해 변량 분석을 실시한 결과(MS=12.93, F=.03, p=.866), 사전 과학 성취 수준이 동질한 집단임을 확인하였다. 또한, 연구 대상 학생들의 성취 수준은 1학기 중간고사 과학 성적의 중앙값에 기초하여 상위와 하위로 구분하였고, 성취 수준에 따른 집단별 사례수는 Table 1과 같다.
마지막으로 과학의 사회·문화적 영향에 대한 문항의 사전 검사 결과에서는 과학자들이 한 가지 현상을 서로 다르게 해석하는 이유에 대해 통제 집단이나 처치 집단의 학생들 모두 ‘과학자들의 사회·문화적 배경이 다르기 때문’이라는 현대적인 견해가 비교적 높게 나타났다(통제: 56.3%, 처치: 41.5%).
반면, 사후 과학의 본성 검사 결과에서는 모든 문항에서 처치 집단 학생들이 통제 집단보다 현대적인 견해에 대한 응답 빈도가 높았고, 특히 ‘과학의 목적’, ‘모델의 성질’, ‘과학 이론의 잠정성’, ‘과학 이론의 성질’, ‘과학의 사회·문화적 영향’의 5문항에서 그 차이가 통계적으로 유의미하였다(p<.05).
사후 검사 결과, ‘입자는 여러 현상을 설명하기 위해 상상한 것이다’라는 현대적인 견해에 대한 응답 빈도는 통제 집단의 경우 여전히 낮았으나, 처치 집단의 경우에는 매우 높아졌다(통제: 18.8%, 처치: 75.5%).
5%). 사후 검사 결과에서 현대적인 견해를 선택한 학생들의 응답은 통제 집단의 경우 사전 검사 결과와 비슷한 빈도(50.0%)를 보였으나, 처치 집단의 경우에는 그 빈도(84.6%)가 매우 증가하였다. 이러한 결과는 처치 집단 학생들의 경우, 과학사에서 잘 알려진 몇 가지 논쟁을 소재로 한 토론 활동을 통해 과학자들의 생각은 그들이 살았던 그 당시의 사회·문화적인 영향을 받으며, 이로 인해 동일한 현상에 대해 여러 과학자들이 서로 다르게 해석할 수 있다(Zoller et al.
연구 결과, 명시적·반성적 과학의 본성 수업은 전통적 수업보다 과학의 본성에 대해 부적절한 견해를 지니고 있던 학생들의 관점을 현대적인 관점으로 전환하는데 효과적이었다.
이러한 결과는 명시적·반성적 과학의 본성 수업이 전통적인 수업 방식에 비해 상위와 하위 학생들 모두에게 효과적이었고, 특히 상위 학생들에게 더욱 효과적일 수 있음을 보여준다.
학업 성취도 점수의 평균, 표준 편차, 교정 평균을 Table 6에 제시하였다. 이원 공변량 분석 결과(Table 7), 수업 처치의 주 효과는 없었고(p=.600), 수업 처치와 사전 과학 성취 수준 간의 상호작용 효과도 나타나지 않았다(p=.716).
과학 수업에 대한 즐거움 검사 점수의 평균, 표준 편차, 교정 평균은 Table 8과 같다. 이원 공변량 분석 결과(Table 9), 수업 처치에 의한 주 효과는 없었고(p=.152), 수업 처치와 사전 과학 성취 수준 사이의 상호작용 효과도 없었다(p=.485).
과학의 본성 검사에 대한 평균과 표준 편차는 Table 4와 같다. 이원 변량 분석 결과(Table 5), 수업 처치의 주 효과(p=.000) 및 수업 처치와 사전 과학 성취 수준 사이의 상호작용 효과(p=.007)가 있었다(Fig. 1). 단순 효과 검증 결과, 사전 과학 성취 수준별로는 상위와 하위 학생들 모두 집단 간 점수 차이가 통계적으로 유의미하였다(상위: MS=87.
통제 집단의 학생들은 사후 검사 결과에서도 사전 검사에서와 유사한 응답 양상을 보였던 반면, 처치 집단의 학생들은 ‘과학자는 자연 현상에 대해 탐구하고 설명한다’는 현대적인 견해를 선택한 비율이 사전 검사보다 높아졌다(사전: 35.4%, 사후: 60.0%).
후속연구
이는 학생들이 수동적으로 교사의 설명을 듣거나 간단한 탐구 활동에 참여했던 기존 수업 방식에 비해, 처치 집단의 학생들은 매 수업 시간마다 많은 활동을 수행해야했기 때문에 부담을 느꼈을 가능성이 있다. 따라서 추후 연구에서는 학생들의 활동량을 조정하고 학생들의 정의적인 태도를 향상시킬 수 있는 요소들을 도입할 필요가 있다.
한편, 명시적·반성적 과학의 본성 수업은 학생들의 사전 과학 성취 수준에 따라 그 효과가 다르게 나타날 수 있으므로, 추후 개별 학생들의 인지적인 특성이 수업 처치를 통해 과학의 본성에 대한 이해에 어떤 영향을 주는지에 대한 체계적인 연구가 진행될 필요가 있다. 또한, 이 연구에서는 중학교 3학년 과학 화학 영역의 한 단원에서 과학의 본성의 일부 요소들을 적용한 수업의 직후 효과만을 조사하였으므로 연구 결과를 일반화하는 데에는 신중을 기할 필요가 있으며, 이러한 수업이 학생들의 과학의 본성에 대한 견해에 장기적으로는 어떤 영향을 미치는 지도 알아볼 필요가 있다. 마지막으로 과학의 여러 교과 영역에 대해 과학의 본성에 대한 다양한 요소들을 포함시켜 중등뿐만 아니라 초등이나 예비 교사들을 위한 교수·학습 자료 및 수업 전략들을 개발하고, 교육 현장에서 교사들이 적극적으로 활용할 수 있도록 지속적인 연구가 이루어질 필요가 있다.
마지막으로 과학의 여러 교과 영역에 대해 과학의 본성에 대한 다양한 요소들을 포함시켜 중등뿐만 아니라 초등이나 예비 교사들을 위한 교수·학습 자료 및 수업 전략들을 개발하고, 교육 현장에서 교사들이 적극적으로 활용할 수 있도록 지속적인 연구가 이루어질 필요가 있다.
이 연구에서 개발한 과학사 소재를 활용한 명시적·반성적 과학의 본성 수업 자료는 효과적인 과학의 본성 수업을 위한 유용한 자료가 될 것이다.
이상의 논의로부터 학생들이 과학의 본성에 대해 적절한 관점을 가지도록 하기 위해서는 중등학교 현장에서 보다 적극적으로 과학의 본성을 가르칠 필요가 있음을 알 수 있다. 이 연구에서 개발한 과학사 소재를 활용한 명시적·반성적 과학의 본성 수업 자료는 효과적인 과학의 본성 수업을 위한 유용한 자료가 될 것이다.
한편, 명시적·반성적 과학의 본성 수업은 학생들의 사전 과학 성취 수준에 따라 그 효과가 다르게 나타날 수 있으므로, 추후 개별 학생들의 인지적인 특성이 수업 처치를 통해 과학의 본성에 대한 이해에 어떤 영향을 주는지에 대한 체계적인 연구가 진행될 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
학생들의 과학의 본성에 대한 이해를 향상시키는 것은 왜 중요한가?
현대 사회에서는 일상생활에서 접하게 되는 다양한 문제들에 대해 합리적인 의사결정을 내리고, 이들 문제를 과학 지식과 과학적 방법을 이용하여 해결하는 능력이 중요한데, 과학의 본성(nature of science: NOS)에 대한 이해는 이러한 능력을 기르기 위한 필수 요소이다(교육부, 1997; AAAS, 1993; NRC, 1996). 또한, 과학의 본성의 한 측면인 과학 지식의 형성과 발달 과정은 과학 학습의 원리와 유사하고(Sequeira & Leite, 1991), 학생들의 과학의 본성에 대한 이해 정도는 과학 개념에 대한 이해도와 밀접한 관련이 있다고 보고되고 있다(차정호 등, 2005; Lin et al., 2004).
학생들이 과학 탐구 활동을 수행하는 과정만으로 과학 본성에 대한 학습이 부족하다고 보는 이유는 무엇인가?
그러나 이러한 소극적인 접근 방법은 학생들이 과학의 본성에 대해 적절한 견해를 갖도록 하는 데 효과가 크지 않았다(Meichtry, 1992). 이는 학생들에게 과학의 본성에 대한 현대적인 관점이 직접적으로 제시되지 않았을 뿐 아니라, 학습 과정에서 과학의 본성에 대해 생각해볼 기회가 제공되지 않았기 때문으로 볼 수 있다.
명시적·반성적 과학의 본성 수업은 어떠한 점에서 효과적인 것으로 나타나는가?
연구 결과, 명시적·반성적 과학의 본성 수업은 전통적 수업보다 과학의 본성에 대해 부적절한 견해를 지니고 있던 학생들의 관점을 현대적인 관점으로 전환하는데 효과적이었다. 즉, 처치 집단의 학생들은 이 수업을 통해 ‘과학의 목적’, ‘모델의 성질’, ‘과학 이론의 잠정성’, ‘과학 이론의 성질’, ‘과학의 사회 문화적 영향’에 대해 수업 전보다 적절한 견해를 지니게 되었다.
참고문헌 (38)
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