과학의 본성이 과학 교육에서 차지하는 의미에 비하여 실제 과학 영재교육에서는 과학 영재들의 과학의 본성에 대한 인식을 향상시키기 위한 획기적인 수업이 제공되고 있지 않다. 과학영재 담당 교사들에게 과학의 본성에 대한 효율적 수업 구성을 위한 기초 자료를 제공하고자, 본 연구의 과학 영재들의 과학의 본성에 대한 인식을 알아보고 인식 간에 존재하는 상충된 관점을 파악하였다. 연구는 서울의 한 대학부설 영재센터에 재학 중인 중학생 과학영재 73명을 대상으로 VNOS를 활용하였다. 인식조사 결과, 과학영재 학생들은 '과학지식의 잠정성' 영역을 제외한 다섯 개 영역에서 인식의 개선이 요구되었고 과학의 본성영역 간에도 서로 일치하지 않는 관점을 보였다. 과학 영재학생들의 과학의 본성에 대한 인식을 전문가적 관점으로 향상시키고 각 요소 간에 일관적인 관점을 갖도록 이끌기 위하여 두 가지를 제안한다. 첫째는, 실험 자료와 과학적 지식에 대한 인식을 변화시키기 위해 지식을 확인하기 위한 실험에서 지식을 구성해가는 과정을 강조하는 실험으로 바뀔 필요가 있다는 것이다. 둘째는 과학에 대한 안목을 넓히기 위해 과학자 문화와 과학자 공동체에 다양한 방법으로 경험할 기회가 제공되어야 할 것이다.
과학의 본성이 과학 교육에서 차지하는 의미에 비하여 실제 과학 영재교육에서는 과학 영재들의 과학의 본성에 대한 인식을 향상시키기 위한 획기적인 수업이 제공되고 있지 않다. 과학영재 담당 교사들에게 과학의 본성에 대한 효율적 수업 구성을 위한 기초 자료를 제공하고자, 본 연구의 과학 영재들의 과학의 본성에 대한 인식을 알아보고 인식 간에 존재하는 상충된 관점을 파악하였다. 연구는 서울의 한 대학부설 영재센터에 재학 중인 중학생 과학영재 73명을 대상으로 VNOS를 활용하였다. 인식조사 결과, 과학영재 학생들은 '과학지식의 잠정성' 영역을 제외한 다섯 개 영역에서 인식의 개선이 요구되었고 과학의 본성영역 간에도 서로 일치하지 않는 관점을 보였다. 과학 영재학생들의 과학의 본성에 대한 인식을 전문가적 관점으로 향상시키고 각 요소 간에 일관적인 관점을 갖도록 이끌기 위하여 두 가지를 제안한다. 첫째는, 실험 자료와 과학적 지식에 대한 인식을 변화시키기 위해 지식을 확인하기 위한 실험에서 지식을 구성해가는 과정을 강조하는 실험으로 바뀔 필요가 있다는 것이다. 둘째는 과학에 대한 안목을 넓히기 위해 과학자 문화와 과학자 공동체에 다양한 방법으로 경험할 기회가 제공되어야 할 것이다.
The nature of science has been recognized in a great deal in the field of science education. However, only few innovative programs are offered for science-gifted students to improve their recognition of the nature of science. The current study describes and analyzes science-gifted students' understa...
The nature of science has been recognized in a great deal in the field of science education. However, only few innovative programs are offered for science-gifted students to improve their recognition of the nature of science. The current study describes and analyzes science-gifted students' understandings of the nature of science (NOS). In addition, the study looks into contradictory views among the aspects of NOS, which are fundamental data in constructing target programs on NOS for science gifted students. Data used in this study were collected from 73 middle school science-gifted students using an open-ended questionnaire, VNOS. The results of this study showed that the participants' understanding of NOS was significantly distributed on naive or transition view except for 'tentative NOS', and the results revealed inconsistent view among the aspects of NOS. This study proposes two suggestions to enhance the recognition of science-gifted on NOS of science to informed state and to have consistent perspectives with other areas. First, the role of experiment has to be changed-it should be the process in constructing scientific knowledge rather than an instrument to check scientific knowledge to transform perspective on experimental data and scientific knowledge. Second, various opportunities must be provided to science-gifted students, so they can experience the culture and community of scientists and science to gain a wider insight of science.
The nature of science has been recognized in a great deal in the field of science education. However, only few innovative programs are offered for science-gifted students to improve their recognition of the nature of science. The current study describes and analyzes science-gifted students' understandings of the nature of science (NOS). In addition, the study looks into contradictory views among the aspects of NOS, which are fundamental data in constructing target programs on NOS for science gifted students. Data used in this study were collected from 73 middle school science-gifted students using an open-ended questionnaire, VNOS. The results of this study showed that the participants' understanding of NOS was significantly distributed on naive or transition view except for 'tentative NOS', and the results revealed inconsistent view among the aspects of NOS. This study proposes two suggestions to enhance the recognition of science-gifted on NOS of science to informed state and to have consistent perspectives with other areas. First, the role of experiment has to be changed-it should be the process in constructing scientific knowledge rather than an instrument to check scientific knowledge to transform perspective on experimental data and scientific knowledge. Second, various opportunities must be provided to science-gifted students, so they can experience the culture and community of scientists and science to gain a wider insight of science.
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문제 정의
과학의 본성에 대한 과학 영재 학생들의 인식 파악이 이후 방법론적 시도에 접목된다면 영재담당 교사는 프로그램 목표와 구성을 구체적으로 제시하여 학생들의 인식 변화를 효과적으로 이끌 수 있을 것으로 기대되기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 과학의 본성 검사지 VNOS를 통해 과학 영재들의 과학의 본성에 대한 인식을 조사하고 그 속에 내재된 상반된 인식 구조를 파악하고자 한다.
제안 방법
과학 영재 학생들이 갖고 있는 과학의 본성에 대한 인식 중 요소 간 서로 모순되는 인식이 있는지 살펴보기 위해 앞서 선정된 6가지 연구 영역을 두 영역씩 서로 조합하여 분석하였다. 가능한 전체 15개의 조합 가운데 서로 모순되거나 일관적인 관점이 드러나지 않는 4개 조합을 구체적으로 언급하고자 한다. 아래의 표에서는 학생 개개인을 구별하기 위해 각 분과에 서로 다른 알파벳을 붙였고 각 분과 내 학생들에게 숫자를 부여하였다.
과학 영재 학생들이 갖고 있는 과학의 본성에 대한 인식 중 요소 간 서로 모순되는 인식이 있는지 살펴보기 위해 앞서 선정된 6가지 연구 영역을 두 영역씩 서로 조합하여 분석하였다. 가능한 전체 15개의 조합 가운데 서로 모순되거나 일관적인 관점이 드러나지 않는 4개 조합을 구체적으로 언급하고자 한다.
본 연구에서는 VNOS-C형의 10문항 중 7문항을 선택하여 연구 대상 이외의 과학 영재 학생 5명에게 사전 검사를 실시하여 문항에 대한 이해도를 확인하였다. 과학철학자, 과학사회학자, 과학학자, 과학자들 사이에서 과학의 본성이 하나의 명확한 형태로 규명된 것은 아니나(Smith etal., 1997) 어느 정도의 일치를 드러내고 있으며 특히 초, 중등 교육과정과 일상생활에 접근가능하며 논쟁의 여지가 없어 교육과정에서 중요시 되고 있는 특성들(Lederman, 1992)중 질문지에 대한 응답으로 드러난 6가지를 선택하여 분석하였다. 분석 대상에 해당되는 6가지 과학의 본성은 NSTA (“The Nature of Science”, 2000)에서 제시하는 입장과도 동일하다.
, 2009) 과학영재 학생들의 영역 간 모순점이나 일치되지 않는 관점을 파악할 필요가 있다. 따라서 연구자는 각 영역을 두 개씩 조합하여 학생들의 인식을 15개의 2차원 형태로 분석한 뒤 서로 모순되거나 일관되지 않는 관점을 드러내는 4개의 조합에 초점을 두어 연구 결과를 제시하였다.
, 2002). 본 연구에서는 VNOS-C형의 10문항 중 7문항을 선택하여 연구 대상 이외의 과학 영재 학생 5명에게 사전 검사를 실시하여 문항에 대한 이해도를 확인하였다. 과학철학자, 과학사회학자, 과학학자, 과학자들 사이에서 과학의 본성이 하나의 명확한 형태로 규명된 것은 아니나(Smith etal.
본 연구에서는 과학의 본성에 대한 과학 영재학생들의 인식을 여섯 가지 영역으로 구분하여 알아보았다. 연구 결과 대상 학생들은 ‘과학지식의 잠정성’ 영역에서는 대부분의학생들이 전문가적 관점을 갖고 있었으나, ‘과학지식이 경험적 자료에 근거함’ 영역과 ‘과학 지식에서 창의성과 상상력의 필요성’ 영역에서는 과도기적 관점이 절반가량의 비율을 차지하였고, ‘과학의 주관성과 이론의존성’, ‘과학에 대한 사회적, 문화적 영향’ 영역에서는 초보자적 관점과 전문가적 관점에 비슷한 비율의 양극화된 경향을, ‘법칙과 이론의 구분’ 영역에서는 초보자적 관점이 지배적이었다.
본 연구에서는 학생들의 응답을 우선 각 영역에 따라 1차원적으로 제시하였다. 이 자료를 통해 과학의 본성 중 6개 영역에 학생들이 세 관점 중 어느 관점에 분포되어 있는지를 살펴볼 수 있다.
마지막으로 과학적 이론과 법칙 사이의 관계 및 기능을 강조한 ‘법칙과 이론의 구분’이다. 선택한 과학의 본성 여섯가지 영역을 분석하기 위해 연구자 2인이 Lederman 외 (2002)가 제시한 준거를 숙지한 후 초보자(naive)적 관점, 과도기(transition)적 관점, 전문가(informed)적 관점으로 구분하였다. 개방형 질문지에서 학생들은 자신의 인식을 드러내기 위해 다양한 예를 제시하도록 요구받는데, 특히 검사지 전체에 걸쳐 답변의 일관성이 잘 유지되는지에 분석의 초점을 두었다.
대부분의 학생들은 과학 지식주장이 변화가능하다는 인식을 드러냈다. 해당 관점을 갖고 있는 학생들은 과학사에 드러난 플로지스톤설, 천동설과 지동설, 원자의 구조 등 다양한 과학 지식주장의 변천 사례를 인식의 근거로 제시하였다.
대상 데이터
본 연구는 서울 소재 대학 부설 과학영재교육원의 영재수업에 참여하고 있는 학생을 대상으로 하였다. 학생들은 서울 시내 중학교 2학년에 재학 중이며 추천, 창의적 문제 해결력 검사, 면접의 3단계 선발과정을 거쳐 프로그램에 참여하게 되었다.
이 중 과학 관련네 개 분과 학생 73명을 대상으로 연구를 수행하였다. 연구에 참여한 학생 중 남학생은 61명, 여학생은 12명이다. 네 개 분과는 전체적인 3단계 선발 과정은 동일하다 각 과정에 구체적 내용 즉 선발검사와 면접 내용 등은 선발에 참여한 각 분과의 교수단에 따라 서로 다르게 수행되었다.
학생들은 서울 시내 중학교 2학년에 재학 중이며 추천, 창의적 문제 해결력 검사, 면접의 3단계 선발과정을 거쳐 프로그램에 참여하게 되었다. 이 중 과학 관련네 개 분과 학생 73명을 대상으로 연구를 수행하였다. 연구에 참여한 학생 중 남학생은 61명, 여학생은 12명이다.
본 연구는 서울 소재 대학 부설 과학영재교육원의 영재수업에 참여하고 있는 학생을 대상으로 하였다. 학생들은 서울 시내 중학교 2학년에 재학 중이며 추천, 창의적 문제 해결력 검사, 면접의 3단계 선발과정을 거쳐 프로그램에 참여하게 되었다. 이 중 과학 관련네 개 분과 학생 73명을 대상으로 연구를 수행하였다.
이론/모형
본 연구에서는 과학 영재 학생들의 과학의 본성에 대한 인식을 알아보기 위해 VNOS(Views of Nature of Science questionnaire)를 사용하였다. 국내 연구에서 리커트 척도형이나 다지선다형 검사지가 주로 사용되고 있으나(김문선, 2008) 타당도에 대한 몇 가지 제한점이 제기되고 있다.
성능/효과
둘째로, ‘법칙과 이론의 구분’ 영역이 ‘과학지식의 잠정성’ 영역과 갖는 모순된 인식이다.
Driver 외 (1996)는 과학 교육 내에서 과학의 본성이 갖는 가치를 다섯 가지 관점으로 제시하고 있다. 먼저 과학을 이해하고 일상생활에서 접하는 기술의 산물과 그 형성 과정을 이해하는 실용주의적 관점에서, 사회-과학적 이슈를 이해하고 의사 결정 과정에 참여하는 민주주의적 관점에서, 동시대적 문화의 주요 요소 중 하나로 과학을 인식하는 문화적 관점에서, 가치 있는 도덕적 책무를 포함해서 과학적 공동체의 준거를 이해하는 도덕적 관점에서, 마지막으로 과학 내용을 성공적으로 학습하도록 지원하는 과학 교육적 관점에서 과학의 본성이 중요한 역할을 한다는 것이다. 우리나라에서도 과학교육 연구를 통해 과학의 본성이 갖는 가치와 긍정적 역할이 점진적으로 인식되었고 2007년 개정 교육과정에서는 과학적 문제 해결 태도 양성을 위한 과학의 가치 인식에 대한 이해를 강조하면서 과학의 본성이 언급되고 있다(교육인적자원부, 2007).
연구 결과 대상 학생들은 ‘과학지식의 잠정성’ 영역에서는 대부분의학생들이 전문가적 관점을 갖고 있었으나, ‘과학지식이 경험적 자료에 근거함’ 영역과 ‘과학 지식에서 창의성과 상상력의 필요성’ 영역에서는 과도기적 관점이 절반가량의 비율을 차지하였고, ‘과학의 주관성과 이론의존성’, ‘과학에 대한 사회적, 문화적 영향’ 영역에서는 초보자적 관점과 전문가적 관점에 비슷한 비율의 양극화된 경향을, ‘법칙과 이론의 구분’ 영역에서는 초보자적 관점이 지배적이었다.
첫째는, ‘과학 지식이 경험적 자료에 근거함’ 영역에 대한 올바른 인식을 갖지 못할 경우 ‘과학지식의 잠정성’, ‘과학의 주관성과 이론의존성’ 영역과 상호 모순되는 인식을 가질 수 있다는 것이다.
후속연구
지식 구성과정으로서의 실험은 간단하고 단순한 실험이라 할지라도 미래 과학자로서 스스로의 과학 활동에 의미와 가치를 부여하게 될 것이다. 나아가 지식 주장에 일치하지 않는 실험 자료를 얻더라도 긍정적이고 생산적인 시각을 통해 과학에 대한 흥미와 호기심을 지속적으로 성장시킬 수 있을 것이다. 또한 과학에 대한 폭넓은 안목을 기르기 위해 과학 지식의 습득뿐 아니라 과학이 형성되는 과정을 접할 수 있는 다양한 기회가 주어져야 할 것이다.
나아가 지식 주장에 일치하지 않는 실험 자료를 얻더라도 긍정적이고 생산적인 시각을 통해 과학에 대한 흥미와 호기심을 지속적으로 성장시킬 수 있을 것이다. 또한 과학에 대한 폭넓은 안목을 기르기 위해 과학 지식의 습득뿐 아니라 과학이 형성되는 과정을 접할 수 있는 다양한 기회가 주어져야 할 것이다. 일례로 사사활동, 지식포럼 참여, 학회 견학 등의 활동을 통해 과학에서 관찰 역시 이론의존적인 부분이 있으며 과학 활동에 다양한 주관적 요소가 개입될 가능성이 있다는 것을 자연스럽게 인식하도록 이끌 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Lederman은 과학의 본성을 무엇이라 정의하였는가?
과학지식체계의 다면성과 복잡성으로 인해 과학의 본성에 대한 통일된 하나의 견해가 존재하는 것은 아니지만, 어느 정도의 동의가 과학교육 사회에서 이루어졌다(Naiz, 2009). 그 중 초중등 교육과정에서 다루어지는 과학의 본성을 강조하는 Lederman (1992)은 과학의 본성을 과학에 대한 인식론으로 규정하면서, 과학지식과 그것의 발달 과정에 내재된 가치와 신념이라고 정의내렸다.
과학의 본성은 과학적 소양의 기본 요소로 과학교육자들 사이에서 동의를 얻어내면서 무엇으로 인식되고 있는가?
과학의 본성은 과학적 소양의 기본 요소로 과학교육자들 사이에서 동의를 얻어내면서(AAAS, 1993; Hipkins & Barker, 2005) 과학적 시민 양성을 위한 중요한 덕목으로 인식되고 있다(NRC, 1996). 또한 과학의 본성에 대한 인식이 진정한 탐구 수행(Toth et al.
과학의 본성 검사지 VNOS를 통해 과학 영재들의 과학의 본성에 대한 인식을 조사하고 그 속에 내재된 상반된 인식 구조를 파악하고자 하는 이유는 무엇인가?
그러므로 과학 영재 학생의 과학의 본성에 대한 인식 변화를 위해 다양한 방법론적 전환을 시도하는 것도 중요하지만 과학 영재 학생들의 과학의 본성에 대한 인식을 명확하게 규명하고 그 안에 드러난 문제점을 파악하는 것 역시 의미가 있을 것이다. 과학의 본성에 대한 과학 영재 학생들의 인식 파악이 이후 방법론적 시도에 접목된다면 영재담당 교사는 프로그램 목표와 구성을 구체적으로 제시하여 학생들의 인식 변화를 효과적으로 이끌 수 있을 것으로 기대되기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 과학의 본성 검사지 VNOS를 통해 과학 영재들의 과학의 본성에 대한 인식을 조사하고 그 속에 내재된 상반된 인식 구조를 파악하고자 한다.
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