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문제 정의
- 따라서, 이 연구의 목적은 초등학교 지역 과학영재반 학생들을 대상으로 야외 지층을 통해 독립적인 차원에서 관찰과 추리 활동을 경험시키고, 이 과정에서 나타나는 학생들의 관찰과 추리에 대한 특징들을 조사하는 것이다. 연구의 목적을 달성하기 위한 구체적인 연구 문제로 첫째, 관찰 활동은 어떤특징이 있는가.
- 본 연구는 지층을 대상으로 초등학교 4학년과 5 학년 학생들이 수행한 탐구 활동에서 나타난 관찰및 추리의 특성을 알아보는데 그 목적이 있었다. 그러나 이 연구에서 탐구 활동에 참여한 학생들이 일반 초등학교 학급이 아닌, 주변 9개 초등학교에서 별도의 절차를 거쳐 선발된 영재 학급 학생들이었으므로 위 결과를 우리나라 일반 초등학교 4학년과 5학년 학생들에게 일반화 하는 것은 무리가 있다.
- 탐구 활동에서 학생들에게 야외에서 관찰과 추리 활동을 위한 충분한시간을 제공하였으나, 학생들은 관찰과 추리 활동을 모두 수행하는데 평균 한 시간 정도를 사용하였다. 본 연구의 문제를 해결하기 위해서 학생들로부터 얻어진 자료들은 연구자들이 함께 토론하였으며, 이 과정에서 연구자들이 최종 합의한 자료와 결과들을 결론을 도출하는데 사용하였다.
가설 설정
- 「물의 깊이가 깊었을 것이다. 왜냐하면, 지층이 높기 때문이다.
- 「물의 양은 많았을 것이다. 왜냐하면 물이 많다고 생각한 이유는 지층이 깊기 때문이다」, 「알갱이의 크기는 작았을 것이다.
- 「추리」: 호수의 깊이는 약간 깊었을 것이다. 왜냐하면 퇴적물이 들어오니까 아래에 퇴적물이 쌓이는데 공룡들이 밟아서 약간깊은 것 같다.
- 」, 「무거운 자갈은 힘이 약한 물에 의해 운반되지 않는다.」, 「경사가 급하면 흐르는 물의 속도가빠르다.」등과 탐구 활동에서 지층 관찰을 통해 얻은 과학 지식을 조합하면, 탐구 활동이 이루어진 지역에 대한 과거 자연환경을 추리함에 있어서 지질학자들의 추리 내용 중「경사가 급했다.
- 왜냐하면, 지층이 높기 때문이다.」, 「깊이가 깊었을 것이다. 큰 돌이 더 많고 흙이 별로 없기 때문이다.
- 그러므로 학생들의 선경험인「물속에서 큰 자갈은 모래나 진흙에 비해 빨리 가라앉는다.」, 「무거운 자갈은 힘이 약한 물에 의해 운반되지 않는다.」, 「경사가 급하면 흐르는 물의 속도가빠르다.
- 그러나 이 학생 또한 관찰 사실인「아래쪽이 위쪽보다 더 까칠까칠하다.」, 「지층의 색은 비슷하다.」등은 그 인과 관계를 규명하기 위한 추리 활동과 연계되지 않았다.
- 관찰근거로 제시한 내용과 추리 결과를 관계지어 볼 때, 학생들은「지층의 두께와 지층을 만든 퇴적물이 쌓였던 과거의 호수 깊이는 같다.」, 「크기가 큰 자갈은 물의 양이 많은 호수의 가장 깊은 곳까지 운반된다.」는 선경험(선지식)을 가지고 있는 것으로 분석되었다.
- 」등과 탐구 활동에서 지층 관찰을 통해 얻은 과학 지식을 조합하면, 탐구 활동이 이루어진 지역에 대한 과거 자연환경을 추리함에 있어서 지질학자들의 추리 내용 중「경사가 급했다.」, 「퇴적된곳의 수심은 얕았다.」, 「퇴적 활동이 일어난 장소는매우 넓었다.
- 큰 돌이 더 많고 흙이 별로 없기 때문이다.」, 「호수의 깊이는 깊었다. 그래서 층의 높이가 크다.
- 그 이유는 지층이 큰데 이것을 다 덮고도 물이 남았기 때문이다.」, 「호수의 깊이는 깊었을 것이다. 왜냐하면 호수의 깊이가 깊지 않고 얕았더라면 지층의 높이는 높지 않았을 것 같기 때문에」, 「무거운 돌이 왔으므로 깊이는 깊었을 것이다.
- 그래서 층의 높이가 크다.」, 「호수의 깊이는 매우 깊었다. 그 이유는 지층이 큰데 이것을 다 덮고도 물이 남았기 때문이다.
- 셋째, 관찰과 추리 활동 간 상호작용은 어떻게 이루어지는가. 넷째, 추리의 결과가 과학적 이거나 과학적 이 지 못하는 것에 영향을 크게 미치는 요인은 무엇인가를 설정하였다.
- 여러 자갈들이 같이 굳어 있는 것으로 보아 중류쯤으로 생각된다. 돌이 울퉁불퉁하였으며 거칠었으니까, 상류이고 물살이 빨랐을 것이다. 지층의 모양으로 보아서물의 깊이는 매우 깊었을 것이다.
- 연구의 목적을 달성하기 위한 구체적인 연구 문제로 첫째, 관찰 활동은 어떤특징이 있는가. 둘째, 학생들의 추리 활동에서는 어떤 특징이 나타나는가. 셋째, 관찰과 추리 활동 간 상호작용은 어떻게 이루어지는가.
- 둘째, 학생들의 추리 활동에서는 어떤 특징이 나타나는가. 셋째, 관찰과 추리 활동 간 상호작용은 어떻게 이루어지는가. 넷째, 추리의 결과가 과학적 이거나 과학적 이 지 못하는 것에 영향을 크게 미치는 요인은 무엇인가를 설정하였다.
- 돌이 울퉁불퉁하였으며 거칠었으니까, 상류이고 물살이 빨랐을 것이다. 지층의 모양으로 보아서물의 깊이는 매우 깊었을 것이다.」등.
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