[논문]양초 연소 탐구 과제 상황에서 초등 예비교사가 생성한 관찰 및 가설의 오류 특성 - 학습자의 선행 지식의 활용을 중심으로 -

오창호; 양일호

문제 정의

연구의 결과에서, 관찰 과정에서는 관찰의 기술 상황만으로는 해석적 관찰 혹은 간섭적 관찰 상황이 명확하게 드러나지 않았기 때문에, 관찰 기술상의 오류 분석을 하기보다는 가설 생성 단계에서의 오류분석을 통한 관찰과 가설 생성 과정 사이의 개연성을 탐색하는데 초점을 두었다. 이 연구에서 밝힌 관찰과 가설 기술의 오류 유형 분석 결과를 통해 초등 예비교사의 실험 전 단계 수행 능력에 대한 몇 가지 추가 연구 문제를 도출할 수 있었다.
참여자들은 과제 1에서 기록한 관찰 사실을 인과 적의 문으로 변환한 뒤, 각각의 의문에 대해 가설을 생성하였다. 이 과정에서 연구자가 의도적으로 모든 관찰 사실을 의문으로 변환시키도록 지시하였는데, 그 이유는 의문과 가설 기술 결과를 분석함으로써 관찰의 기록이 개인의 어떠한 사고에 기반하고 있는지 역으로 추적하기 위해서였다.
이 연구는 탐구 활동의 실험 전 활동 중 관찰과 의문 생성, 가설 생성에 대한 예비 초등교사의 반응을 조사하고, 가설 생성 활동에서의 오류 유형 분석을 통해 사전 지식이 관찰과 가설 생성 과정에 어떠한 영향을 미치는지 탐색하기 위해 수행되었다. 연구의 결과에서, 관찰 과정에서는 관찰의 기술 상황만으로는 해석적 관찰 혹은 간섭적 관찰 상황이 명확하게 드러나지 않았기 때문에, 관찰 기술상의 오류 분석을 하기보다는 가설 생성 단계에서의 오류분석을 통한 관찰과 가설 생성 과정 사이의 개연성을 탐색하는데 초점을 두었다.
이 연구에서는 참여자의 선행 지식이 가설 생성에 미치는 영향을 관찰 사실의 기술뿐만 아니라 이와 연관된 가설 기술을 함께 분석함으로써 관찰 기술 분석만으로 알기 어려웠던 학습자의 선행 지식에 의한 오류를 탐색할 수 있었다. 앞서 기술하였듯이, 해석적 관찰 상황이나 간섭적 관찰 상황이 명확하게 드러나지 않는 과학적 관찰 사례를 분석할 때, 가설 기술로부터 관찰 기술의 원인을 탐색함으로써 관찰 기술이 학습자의 선행 지식이 어떻게 반영된 것인지 유추하는데 추가적인 분석 자료로 활용할 수 있을 것이다.
이러한 필요성에 근거해서, 이 연구에서는 예비 초등교사의 현상 관찰과 가설 생성 과정을 분석함으로써 실험 전 단계에서 나타나는 관찰의 과정 특성과 가설 생성 과정에서의 오류 유형을 살펴보고, 이를 바탕으로 발전된 관찰과 가설 오류 수정 전략 고안을 위한 기초이론으로 활용하고자 연구를 수행하였다.

가설 설정

[가설] 겉불꽃은 완전 연소가 일어나기 때문에 산소 공급이 끊어지면서 바로 사라지고, 파란 속불꽃은 불완전 연소가 일어나면서 겉불꽃 다음으로 꺼진다.
[가설] 겉불꽃이 파란색이고 속불꽃은 붉은색이다. 관찰을 잘못했다.
[가설] 메탄 가스가 발생했기 때문에 냄새가 난다.
[가설] 불이 꺼지는 순간 산소를 갑자기 많이 소모하기 때문이다.
[가설] 붉은 부분이 바깥쪽이기 때문에 먼저 꺼지고, 속의 파란색 부분은 마지막으로 꺼진다.
[가설] 속불꽃은 산소가 부족해서 불완전 연소가 되기 때문에 파랗고, 겉불꽃은 산소가 충분히 제공되어서 완전 연소를 하므로 붉은색이 다.
[가설] 초가 탄 후 컵 윗부분이 산성을 띠기 때문이다.
[가설] 컵 안에 물이 생긴 것은 염화코발트 종이를 사용해서 검증해야 하는데, 리트머스 종이를 사용한 것은 잘못이다. 실험하기 전 컵을 깨끗하게 세척하지 않아서 이전실험에서 묻어있던 산에 리트머스 종이가 반응한 것이다.
사례 1의 경우, 참여자 A는 자극적인 냄새의 원인을, 메탄 가스의 발생, 때문이라고 가설을 세웠다. 이 경우 관찰 현상에 대해 '메탄 가스의 발생이라고 가설을 세웠지만 그 이유에 대해서는 기술하지 못하였다.
참여자 E는 촛불에서 볼 수 있는 불꽃의 색이 다름에 대한 원인으로 산소 공급 여부에 따른 완전 연소와 불완전 연소의 결과로 가설을 생성하였다. 가설의 기술 형태로 보았을 때는 과학적 설명 가설, 혹은 분석 설명형 가설에 해당할 수 있지만, 이 사례에서는 관찰 사실이 개념과 다르기 때문에 가설에서 설명하는 원인이.

제안 방법

1차 유형틀의 범주에 해당하지 않거나 유형의 속성이 사례를 정확히 구분하지 못하는 경우에는 새로운 유형을 생성하거나 통합하는 과정을 거쳐 2차 유형틀을 개발했다. 2차 유형 틀을 사용하여 가설의 특징을 재분석한 후, 분석 자료와 일치하지 않는 유형 분류가 발생한 경우는 논의를 통해 분석틀을 수정하거나 재 유형화하였다. 가설의 특징 분석틀 채점에서 분석자 2인의 일치도가 .
생성된 관찰의 종류는 박종원과 김익균(1999)이 분류한 유형으로 구분하였는데, 연구 목적에 따라 관찰 과정에서의 오류를 분석하기 보다는 관찰의 유형과 참여자의 선행 지식과의 관계에 대해 논의하기 위한 자료로 활용하였다. 가설의 특징 분석은 기존의 연구들(권용주 등, 2003, 2000; 박종원, 2003, 2001, 2000; 정용재오+ 송진웅, 2006; 정진수, 2007)에서 연구된 가설의 유형을 바탕으로 1차 유형틀을 개발한 후 수집된 자료를 범주화하였다. 유형틀의 검토와 수정은 과학교육 박사 수료자 1명과 공동으로 수행하였으며, 1차 유형 틀을 사용하여 가설의 특징을 분석한 결과 분석 자간 일치도가 .
관찰 사실의 부인 기술 유형은 개념혼동에 의한 기술 유형과 비교했을 때, 개념이나 관찰 사실의 왜곡이 일어나는 대신 관찰 사실을 부인한다는 측면에서 차이가 있다. 관찰 사실의 부인 기술유형의 경우는 인과적 의문 상황과 관계가 없는 가설 진술이라는 측면에서 가설 형성의 기술적 오류로 판단하기 보다는 관찰 상황의 번복이라는 해석이 가능하지만, 본 연구에서는 참여자들에게 가설을 기술하라는 요청상황에서 발생한 사례이므로 가설 기술 과정에서의 오류로 분류하였다.
관찰 단계를 생략하고 의문에서 시작되는 가설 생성의 경우에는 가설의 어미가, ~이 (하)다, 로 종결되면 정용재와 송진웅(2006)이 제시한 '결과 예측형' 가설 진술 오류로 판단될 수 있지만, 관찰이 선행된 경우는 현상에 대한 인과적 설명을 위해 가설을 생성하므로 이미 일어난 현상을 설명하기 위한, 설명적 가설(박종원, 2000), 의 종결어미 형태를 취하는 것이 타당할 것이다. 그렇기 때문에, 이 연구에서는 단정형 종결 어미를 사용한 가설기술의 오류를 오류로 판정하지 않았다. 과제 1의 가설 생성 단계에서의 기술 오류 유형을 살펴보면 다음과 같은 특징이 있다.
회귀하는 기술적 오류를 의미한다. 본 연구에서는 관찰 사실의 부인 기술 유형을 개념의 혼동이 일어나지 않은 상태에서 관찰 사실과 다른 개념을 도입하거나 현상의 원인을 다른 곳에서 찾음으로써 관찰에 오류가 있었음을 지 적하는 사례로 분류하였다. 과제 2의 가설 생성 과정에서 총 135개의 가설 중 7개의 관찰 사실의 부인 기술 오류 유형 이 발견되었다.
실험 전 단계에서 관찰과 가설 생성 과정을 탐색하기 위해 참여자들로 하여금 컵 속 촛불 연소 현상에 대한 실험 전 단계, 즉 관찰과 의문 생성, 가설생성 과제를 수행하게 하였다 1차 과제에서는 컵, 양초, 물과 페트리 접시 등을 제공하고 좃불이 연소되는 과정에서 볼 수 있는 모든 것을 관찰하고 기록하도록 하였다. 과제를 수행하는 동안 참여자들은 양초의 개수, 컵의 크기, 물의 양 등을 임의대로 조절하는 등 자유롭게 관찰 환경을 조작하며 수행하였고, 현상 관찰의 횟수에는 제한을 두지 않았다.
자료 수집을 위한 과제는 양초 연소 실험을 선택하였다. 양초의 연소 실험은 학습자의 선행 지식에 따라 연소의 개념을 어떻게 형성해 나가는가를 확인하기 적절한 활동이며(BouJaoude, 1991), 짧은 시간 동안 관찰을 통해 다양한 현상을 관찰할 수 있는 탐구 소재로 적합하다고 판단하여 이 과제를 선택하였다.
참여자에 의해 생성된 87 개의 가설 오류를 인과적 의문의 설명 여부, 선행지식의 활용 여부, 기술의 특성 등을 중심으로 분석하였다. 참여자가 기술한 인과적 의문 형성 과정에서 관찰 사실과 인과적 의문과의 관계를 분석함으로써 인과적 의문이 선행 지식에 의해 어떻게 형성되었는지 분석하였고, 가설 기술에서 나타난 오류가 어떤 요인에 근거한 것인지를 분석하였다. 예를 들어, '컵을 완전히 덮지 않아도 불이 꺼진다'는관찰 사실에 대한 가설을, 연소가 되기 위해서는 산소가 필요한데, 바깥보다 산소의 양이 적기 때문에 불-이 꺼진다, 고 기술했을 경우, 개인의 선행 지식(연소가 되기 위해서는 산소가 필요하다)을 바탕으로 현상에 대한 인과 관계를 설명 하고 있지 만(산소의 양 차이), 산소가 공급되고 있는 상황임에도 불구하고 연소가 계속되지 않는 것을 설명하지 못한 채 관찰 사실(불이 꺼진다)만을 재기술하는 것으로 분류하였다.
과제를 수행하는 동안 참여자들은 양초의 개수, 컵의 크기, 물의 양 등을 임의대로 조절하는 등 자유롭게 관찰 환경을 조작하며 수행하였고, 현상 관찰의 횟수에는 제한을 두지 않았다. 참여자는 주어진 실험 도구를 활용하여 다양한 연소 현상에 대한 관찰 결과를 기록하였다, 2차 과제에서는 참여자가 관찰 사실을 바탕으로 인과적 의문을 만든 후 의문에 대한 설명 가설을 만들었다. 1 차 과제와 2차 과제를 수행하기 전 연구자는 활동에 대한 간단한 안내만 제시하였고, 참여자의 활동에 개입하지 않았다.
수행했다. 참여자들은 과제 1에서 기록한 관찰 사실을 인과 적의 문으로 변환한 뒤, 각각의 의문에 대해 가설을 생성하였다. 이 과정에서 연구자가 의도적으로 모든 관찰 사실을 의문으로 변환시키도록 지시하였는데, 그 이유는 의문과 가설 기술 결과를 분석함으로써 관찰의 기록이 개인의 어떠한 사고에 기반하고 있는지 역으로 추적하기 위해서였다.
4%에 해당되었다. 참여자에 의해 생성된 87 개의 가설 오류를 인과적 의문의 설명 여부, 선행지식의 활용 여부, 기술의 특성 등을 중심으로 분석하였다. 참여자가 기술한 인과적 의문 형성 과정에서 관찰 사실과 인과적 의문과의 관계를 분석함으로써 인과적 의문이 선행 지식에 의해 어떻게 형성되었는지 분석하였고, 가설 기술에서 나타난 오류가 어떤 요인에 근거한 것인지를 분석하였다.
참여자의 관찰 결과, 기술 특징을 분석하기 위해 참여자들에게 양초 연소 관찰 과제를 제시하고 관찰 사실을 기록하게 하였다. 과제 1의 활동 결과로 참여자가 관찰한 현상은 총 46개 였으며, 이 과정 에서 박종원과 김익균(1999)이 제시한 4가지 관찰 유형인 초보적 관찰, 해석적 관찰, 조작적 관찰 간섭적 관찰이 모두 나타났다.
조작적 관찰이 일어나는 상황이 초보적 관찰의 결과 발생한 의문을 규명하고자 하는 활동이라고 본다면 이는 명시적이지 않은 가설 생성과 가설 검증을 위한 실험 설계 과정이 암묵적으로 포함될 수 있으므로 실험 단계로 분류할 수도 있다. 하지만 이 연구에서는 박종원과 김익균(1999)의 조작적 관찰의 정의1)를 수용하여 변인을 조절하면서 개략적인 실험 상황을 추가적으로 수행한 경우를 조작적 관찰로 구분하였다. 표 1에서 볼 수 있듯이, '지름이 작은 컵을 사용하면 촛불이 금방 꺼진다, 는 관찰을 하기 위해서는 초기 관찰 상황에서 지름이 큰 컵과 지름이 작은 컵에서 촛불이 꺼지는 시간을 측정 .
볼 수 있다. 해석적 관찰은 간섭적 관찰과 마찬가지로 참여자의 선행 지식이 관찰 사실에 영향을 주지만, 위의 사례에서 볼 수 있듯이 관찰 사실에 대한 해석적 정보를 이미 가지고 있었기 때문에 일련의 해석을 포함한 관찰 결과를 기술하는 것으로 사례를 분류하였다. 하지만 이처럼 해석적 관찰 상황이나 간섭적 관찰 상황이 명확하게 드러나지 않는 과학적 관찰 사례를 분석할 때, 관찰의 이론 의존성(Hanson, 1961; Martin, 1972; Millar, 1989)에 의해 영향을 받거나 왜곡된 상황을 찾아내는 것은 관찰 기술 상황만의 판단만으로는 어려움이 있다.
활동을 통해 수집한 자료는 참여자들이 제출한 활동지를 활용하였다. 생성된 관찰의 종류는 박종원과 김익균(1999)이 분류한 유형으로 구분하였는데, 연구 목적에 따라 관찰 과정에서의 오류를 분석하기 보다는 관찰의 유형과 참여자의 선행 지식과의 관계에 대해 논의하기 위한 자료로 활용하였다.

대상 데이터

과제 2에서 참여자가 생성한 가설은 의문에 따라 매우 다양한 형태로 나타나는데, 46개의 인과 적의 문에 대한 가설은 137개가 생성되었으며, 이 중 모르겠다고 기술한 2개의 사례를 제외한 135개의 가설을 분석하였다. 135개의 인과적 가설 중 연구자가 오류 사례로 분류한 것은 87개로, 전체 가설 중 64.
본 연구는 조직화된 실험 연구가 아닌, 탐구 수업 활동에서 나타나는 학습자의 반응을 탐색하기 위한 조사 연구로써, 엄밀하게 구조적인 표집과 대상 선정을 하는 대신 과학교육방법론을 수강하고 있는 초등교육 전공 2학년 1개 반 34명을 임의 대상으로 선정 하였다. 이들은 모두 과학 교과 교육 관련 강좌를 3학점 이상 이수하였으며, 탐구 학습에 대한 기본 소양을 학습하였다.

이론/모형

활용하였다. 생성된 관찰의 종류는 박종원과 김익균(1999)이 분류한 유형으로 구분하였는데, 연구 목적에 따라 관찰 과정에서의 오류를 분석하기 보다는 관찰의 유형과 참여자의 선행 지식과의 관계에 대해 논의하기 위한 자료로 활용하였다. 가설의 특징 분석은 기존의 연구들(권용주 등, 2003, 2000; 박종원, 2003, 2001, 2000; 정용재오+ 송진웅, 2006; 정진수, 2007)에서 연구된 가설의 유형을 바탕으로 1차 유형틀을 개발한 후 수집된 자료를 범주화하였다.

성능/효과

2차 유형 틀을 사용하여 가설의 특징을 재분석한 후, 분석 자료와 일치하지 않는 유형 분류가 발생한 경우는 논의를 통해 분석틀을 수정하거나 재 유형화하였다. 가설의 특징 분석틀 채점에서 분석자 2인의 일치도가 .95 이상임을 확인한 후, 분석자 1인이 가설의 특징 유형을 분석하였다.
사실을 기록하게 하였다. 과제 1의 활동 결과로 참여자가 관찰한 현상은 총 46개 였으며, 이 과정 에서 박종원과 김익균(1999)이 제시한 4가지 관찰 유형인 초보적 관찰, 해석적 관찰, 조작적 관찰 간섭적 관찰이 모두 나타났다. 이 중 초보적 관찰 유형 사례는 32개, 조작적 관찰은 12개, 해석적 관찰은 1 개, 간섭적 관찰은 1개가 나타났다.
관찰 사실의 재기술 오류 유형은 가설을 생성하는 것처럼 기술하고 있지만, 의문에 대한 원인을 찾기 보다는 관찰 사실을 재기술함으로써 관찰 현상을 다시 설명하는 형태로 나타난다. 과제 2의 가설 생성 과정에서 총 135개의 가설 중 23개의 관찰 사실의 재기술 오류 유형이 발견되었다. 다음 사례를 예로 볼 수 있다.
본 연구에서는 관찰 사실의 부인 기술 유형을 개념의 혼동이 일어나지 않은 상태에서 관찰 사실과 다른 개념을 도입하거나 현상의 원인을 다른 곳에서 찾음으로써 관찰에 오류가 있었음을 지 적하는 사례로 분류하였다. 과제 2의 가설 생성 과정에서 총 135개의 가설 중 7개의 관찰 사실의 부인 기술 오류 유형 이 발견되었다. 다음 사례를 예로 볼 수 있다.
설명하지 못하는 사례이다. 과제 2의 가설생성 과정에서 총 135개의 가설 중 49개의 인과적 관계 기술 오류 유형이 발견되었다. 이러한 유형의 사례는 다음과 같다.
관찰 사실은 감각을 사용하여 현상을 기술한 것이기 때문에 감각기관의 제한으로 인해 그 정확성과 객관성이 보장되지 않고, 오류를 가진 관찰 결과에 기인한 가설의 생성은 선행 지식과의 혼동을 유발할 수 있다. 과제 2의 가설생성 과정에서 총 135개의 가설 중 8개의 선행 지식 우선에 의한 기술 오류 유형이 발견되었다. 다음 의예를 보면 관찰 오류에 의한 선행 지식의 혼동을 관찰할 수 있다.
둘째, 이 연구에서 인과적 관계 기술 오류와 관찰사실 재기술 오류 유형에서 볼 수 있듯이, 의문 기술만으로 가설 기술의 오류 여부를 판단하는 것보다 관찰 사실 가설 기술을 비 교해서 판단할 때 인과적 관계가 더욱 명확하게 드러나는 것을 볼 수 있었다. 이러한 관점을 확장해서 교수자가 가설의 질을 판단할 때 가설 기술 자체만을 보고, 혹은 의문 상황에 기인하는 가설 기술만으로 가설의 질적 수준을 판단하기 보다는 관찰 상황과 의문, 가설 상황을 종합적으로 고려하여 가설의 수준과 오류를 판단할 수 있어야 하며, 실험실 상황에서의 실험 전 단계 즉, 현상 관찰부터 실험 설계 활동까지 과정에서 학습자가 수행하는 활동에 대한 면밀한 분석을 통해 가설 생성에 대한 교수 전략을 수립하는 것이 요구된다.
둘째로, 관찰 사실의 재기술 오류 유형이 분류되었다. 관찰 사실의 재기술 오류 유형은 가설을 생성하는 것처럼 기술하고 있지만, 의문에 대한 원인을 찾기 보다는 관찰 사실을 재기술함으로써 관찰 현상을 다시 설명하는 형태로 나타난다.
이처럼 참여자의 선행 지식은 가설을 생성하는 과정에서 관찰 사실을 왜곡 . 부정하거나 인과적 관계의 인식에 따른 표현에도 영향을 미치는 것으로 분석되었다.
참여자의 관찰 사실을 기반으로 한 가설 생성 단계에서의 4가지 오류 유형을 분류하였는데, 인과적 관계기술 오류에서는 현상의 원인을 부분적으로만 설명할 수 있는 개념을 사용하거나 구체적 설명 없이 추측으로 가설을 대신하기 때문에 가설과 인과적 의문과의 관계를 적절하게 설명하지 못하는 것을 볼 수 있었으며, 관찰 사실의 재기술 오류에서는 의문에 대한 원인을 찾기 보다는 관찰 사실을 재기술함으로써 관찰 현상을 다시 설명하는 사례를 볼 수 있었다. 선행 지식 우선에 의한 기술 오류에서는 선행개념과 관찰 사실의 불일치 상황이 발생했을 때, 관찰 사실을 왜곡하거나 선행 개념을 왜곡하여 가설을 기술하는 사례를 볼 수 있었으며, 관찰 사실의 부인 기술 오류에서는 관찰 사실을 인정하지 않고 가설 생성 단계에서 기존 관찰 상황으로 회귀하는 사례를 볼 수 있었다. 이처럼 참여자의 선행 지식은 가설을 생성하는 과정에서 관찰 사실을 왜곡 .
가설의 특징 분석은 기존의 연구들(권용주 등, 2003, 2000; 박종원, 2003, 2001, 2000; 정용재오+ 송진웅, 2006; 정진수, 2007)에서 연구된 가설의 유형을 바탕으로 1차 유형틀을 개발한 후 수집된 자료를 범주화하였다. 유형틀의 검토와 수정은 과학교육 박사 수료자 1명과 공동으로 수행하였으며, 1차 유형 틀을 사용하여 가설의 특징을 분석한 결과 분석 자간 일치도가 .75로 나타났다. 1차 유형틀의 범주에 해당하지 않거나 유형의 속성이 사례를 정확히 구분하지 못하는 경우에는 새로운 유형을 생성하거나 통합하는 과정을 거쳐 2차 유형틀을 개발했다.
예를 들어, '컵을 완전히 덮지 않아도 불이 꺼진다'는관찰 사실에 대한 가설을, 연소가 되기 위해서는 산소가 필요한데, 바깥보다 산소의 양이 적기 때문에 불-이 꺼진다, 고 기술했을 경우, 개인의 선행 지식(연소가 되기 위해서는 산소가 필요하다)을 바탕으로 현상에 대한 인과 관계를 설명 하고 있지 만(산소의 양 차이), 산소가 공급되고 있는 상황임에도 불구하고 연소가 계속되지 않는 것을 설명하지 못한 채 관찰 사실(불이 꺼진다)만을 재기술하는 것으로 분류하였다. 이와 같은 과정으로 참여자의 가설 기술의 오류 유형을 분류한 결과, 인과적 관계기술 오류, 관찰 사실의 재기술 오류, 선행 지식 우선에 의한 기술 오류, 관찰 사실의 부인 기술 오류 등의 유형을 분류할 수 있었다. 과제 2에서 예비 초등교사가 생성한 가설의 오류 유형과 사례를 표 2 에 제시하였다.
관찰 기술에 참여자 E가 갖고 있는 선행 지식이 올바른 개념과 반대로 형성되어 있는 것을 볼 수 있는데, 사례 6의 가설 생성 과정에서는 이 왜곡된 개념을 정당화시키려 시도하는 것을 관찰할 수 있었다. 이처럼 가설 생성 과정에서 선행 지식을 정당화시키는 양상은 Lakatos의 보조 가설을 강화함으로써 핵을 보호하고 보호대를 수정하는 부정적 발견법으로 설명이 가능하지만, 참여자 E의 사례 분석 결과로 볼 때 불일치 자료를 발견하여 핵심 개념을 변화시키는 관찰 사실이 발견되기 전까지는 왜곡된 관찰 결과를 사실로 받아들이는 것을 볼 수 있었으며, 사전 지식과 위배되는 사례를 받아들이지 못하고 거부 혹은 배제하는 사례를 보였다. 이는 BouJaude (1991)의 연구에서 제시된 것과 같이 학생들은 연소 과정에서 일어나는 현상을 자신의 경험에 의해 정의하는 경향이 강하다는 것과 일치하는 결과이다.
간섭적 관찰 사례는 일부 관찰 사실과 지식간의 불일치 상황에서 볼 수 있었다. 참여자의 관찰 사실을 기반으로 한 가설 생성 단계에서의 4가지 오류 유형을 분류하였는데, 인과적 관계기술 오류에서는 현상의 원인을 부분적으로만 설명할 수 있는 개념을 사용하거나 구체적 설명 없이 추측으로 가설을 대신하기 때문에 가설과 인과적 의문과의 관계를 적절하게 설명하지 못하는 것을 볼 수 있었으며, 관찰 사실의 재기술 오류에서는 의문에 대한 원인을 찾기 보다는 관찰 사실을 재기술함으로써 관찰 현상을 다시 설명하는 사례를 볼 수 있었다. 선행 지식 우선에 의한 기술 오류에서는 선행개념과 관찰 사실의 불일치 상황이 발생했을 때, 관찰 사실을 왜곡하거나 선행 개념을 왜곡하여 가설을 기술하는 사례를 볼 수 있었으며, 관찰 사실의 부인 기술 오류에서는 관찰 사실을 인정하지 않고 가설 생성 단계에서 기존 관찰 상황으로 회귀하는 사례를 볼 수 있었다.
볼 수 있다. 첫째, 리트머스 색변화 관찰 전에 컵 안쪽에 물이 맺힌 현상을 확인하기 위한 염화코발트 색 변화 관찰을 제안하고, 둘째, 리트머스 색 변화의 원인을 관찰 상황과 관련이 없는 다른 곳에서 찾는 것을 볼 수 있다. 이는 의문 상황과 관련이 없는 다른 관찰 사실에 대한 의문이 해결되지 않은 상태에서 새로운 관찰 사실에 대한 가설을 생성하는 것이 타당하지 않다고 여겨 관찰 사실을 부인하고 선행 지식에 대한 규명을 우선시하는 것으로 보인다.

후속연구

의한 오류를 탐색할 수 있었다. 앞서 기술하였듯이, 해석적 관찰 상황이나 간섭적 관찰 상황이 명확하게 드러나지 않는 과학적 관찰 사례를 분석할 때, 가설 기술로부터 관찰 기술의 원인을 탐색함으로써 관찰 기술이 학습자의 선행 지식이 어떻게 반영된 것인지 유추하는데 추가적인 분석 자료로 활용할 수 있을 것이다.
이상의 연구를 살펴볼 때, 실험 전 단계에서의 인지적 활方에서는 학습자의 선행 지식이 과학적 개념을 구성하는데 중요한 역할을 하지만, 지식의 적용이나 차용 단계에서 발생할 수 있는 오류의 가능성이 존재하고, 탐구 활동에서 이러한 오류를 판단하고 수정할 수 있는 전략의 필요성이 제기된다. 이러한 필요성에 근거해서, 이 연구에서는 예비 초등교사의 현상 관찰과 가설 생성 과정을 분석함으로써 실험 전 단계에서 나타나는 관찰의 과정 특성과 가설 생성 과정에서의 오류 유형을 살펴보고, 이를 바탕으로 발전된 관찰과 가설 오류 수정 전략 고안을 위한 기초이론으로 활용하고자 연구를 수행하였다.
중등학교의 탐구 실험 상황에서 볼 수 있는 결과와는 다소 차이가 있음에도 불구하고, 하나의 사례로서 학습자의 관찰과 가설 생성 활동에서의 반응을 예상하고 지도하는데 의미 있는 정보를 제공할 것이라고 기대한다. 특히 실험 전 활동에서 나타날 수 있는 기술 특성들을 교수자가 판단하고 교수 전략을 세우는 근거 자료로 활용할 수 있을 것이다.
중등학교의 탐구 실험 상황에서 볼 수 있는 결과와는 다소 차이가 있음에도 불구하고, 하나의 사례로서 학습자의 관찰과 가설 생성 활동에서의 반응을 예상하고 지도하는데 의미 있는 정보를 제공할 것이라고 기대한다. 특히 실험 전 활동에서 나타날 수 있는 기술 특성들을 교수자가 판단하고 교수 전략을 세우는 근거 자료로 활용할 수 있을 것이다.

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