예술 고등학생들의 명시적 과학의 본성 수업을 통한 개념 변화의 특성 The Characteristics of Perceptual Change of High School of the Arts Students through Explicit Instructions on the Nature of Science원문보기
이 연구에서는 예술 고등학생들을 대상으로 명시적으로 과학의 본성 수업을 실시한 후 수업 이전과 비교하여 개념이 변화된 과학의 본성 요소를 찾아 변화 유형별로 고찰하였다. 학생들에게 어떤 과학의 본성 요소가 변화했는지를 알아보기 위해 과학의 본성 검사(VNOS-C)를 실시한 결과 실험탐구 집단은 '과학적 방법의 다양성' 및 '과학지식의 잠정성'의 요소가, 과학사 집단은 '과학지식의 잠정성' 및 '과학의 사회문화적 내재성'의 요소가 유의미한 개념 변화를 보였다. 이러한 결과는 명시적 수업의 구체적 내용과 관련된 변화이며, 각각의 수업 전략이 강조하는 점이 과학의 본성 요소에 영향을 끼친 것이다. 과학의 본성 요소의 개념 변화를 가져온 구체적 원인을 밝히기 위해 10명의 초점학생들을 선별하여 면담을 진행하였고, 과학의 본성 요소에 긍정적 또는 부정적으로 작용하는 원인과 그에 따른 영향을 총체적으로 이해하고자 하였다. 학생들은 명시적 수업의 효과로 현대의 과학 철학적 관점으로의 통합적이고 심층적인 개념 변화가 있었으나, 분석 결과 학생들은 '과학적 방법의 다양성'의 요소에 대해 부분적으로 '이론과 법칙의 차이'의 요소에 대해 피상적으로, '과학의 사회문화적 내재성' 역시 불완전하게 이해하고 있다는 것도 알 수 있었다. 또한 '창의적 상상력의 특징'의 요소에 대해서 학생들 자신이 인식하고 있는 창의성의 정의에 따라 창의성이 관여하는 탐구 단계를 다르게 인식하고 있다는 사실을 알 수 있었다. 결론적으로 예술 고등학생들에게 실험탐구와 과학사 전략을 적절히 사용함으로 각기 다른 과학의 본성 요소를 현대의 과학 철학적 관점으로 양적 질적 측면에서 변화시킬 수 있었다. 이러한 결과는 명시적 과학의 본성 수업을 통하여 예술 고등학생들이 구성주의적인 과학의 본성에 대한 개념 변화를 경험하고 있으며, 이 과정에 학생들의 개념생태와 수업전략이 관여함을 알 수 있었다. 따라서 실제 학교 현장에서도 이 연구 결과를 바탕으로 과학의 본성 수업에 대한 과학 교육 과정을 수립하는 데 있어 중요한 시사점을 줄 수 있다고 하겠다.
이 연구에서는 예술 고등학생들을 대상으로 명시적으로 과학의 본성 수업을 실시한 후 수업 이전과 비교하여 개념이 변화된 과학의 본성 요소를 찾아 변화 유형별로 고찰하였다. 학생들에게 어떤 과학의 본성 요소가 변화했는지를 알아보기 위해 과학의 본성 검사(VNOS-C)를 실시한 결과 실험탐구 집단은 '과학적 방법의 다양성' 및 '과학지식의 잠정성'의 요소가, 과학사 집단은 '과학지식의 잠정성' 및 '과학의 사회문화적 내재성'의 요소가 유의미한 개념 변화를 보였다. 이러한 결과는 명시적 수업의 구체적 내용과 관련된 변화이며, 각각의 수업 전략이 강조하는 점이 과학의 본성 요소에 영향을 끼친 것이다. 과학의 본성 요소의 개념 변화를 가져온 구체적 원인을 밝히기 위해 10명의 초점학생들을 선별하여 면담을 진행하였고, 과학의 본성 요소에 긍정적 또는 부정적으로 작용하는 원인과 그에 따른 영향을 총체적으로 이해하고자 하였다. 학생들은 명시적 수업의 효과로 현대의 과학 철학적 관점으로의 통합적이고 심층적인 개념 변화가 있었으나, 분석 결과 학생들은 '과학적 방법의 다양성'의 요소에 대해 부분적으로 '이론과 법칙의 차이'의 요소에 대해 피상적으로, '과학의 사회문화적 내재성' 역시 불완전하게 이해하고 있다는 것도 알 수 있었다. 또한 '창의적 상상력의 특징'의 요소에 대해서 학생들 자신이 인식하고 있는 창의성의 정의에 따라 창의성이 관여하는 탐구 단계를 다르게 인식하고 있다는 사실을 알 수 있었다. 결론적으로 예술 고등학생들에게 실험탐구와 과학사 전략을 적절히 사용함으로 각기 다른 과학의 본성 요소를 현대의 과학 철학적 관점으로 양적 질적 측면에서 변화시킬 수 있었다. 이러한 결과는 명시적 과학의 본성 수업을 통하여 예술 고등학생들이 구성주의적인 과학의 본성에 대한 개념 변화를 경험하고 있으며, 이 과정에 학생들의 개념생태와 수업전략이 관여함을 알 수 있었다. 따라서 실제 학교 현장에서도 이 연구 결과를 바탕으로 과학의 본성 수업에 대한 과학 교육 과정을 수립하는 데 있어 중요한 시사점을 줄 수 있다고 하겠다.
The goal of this study is to explore the characteristics of perceptual change among students majoring in arts on the nature of science and apply the results to science education. According to the study, it is important to consider the results of interaction between learners' aptitude and teaching me...
The goal of this study is to explore the characteristics of perceptual change among students majoring in arts on the nature of science and apply the results to science education. According to the study, it is important to consider the results of interaction between learners' aptitude and teaching method. Teaching the nature of science to first grade students explicitly, experimental inquiry strategy was applied to fine arts students, and teaching strategy of scientific history to music students. To find out which elements of the nature of science have come into view on modern philosophy of science, pre and post tests on the nature of science (VNOS-C) were conducted on the students. To find out specifically why views on the nature of science have changed, a case study was conducted focusing on students who showed changes in their views on the elements of the nature of science. In conclusion, this study suggests that by using experimental inquiry strategy and strategy of scientific history properly, it is possible to change students' viewpoints on the elements of the nature of science and on modern philosophy of science. Through explicit instruction, we were able to find some positive conceptual changes on the nature of science and the modern philosophy of science in terms of both quantity and quality. This shows that the students studying arts are experiencing a constructivist conceptual change on the nature of science, and that conceptual ecology and learning strategy are involved in this process. Therefore, it is thought that this study offers an important implication in organizing science education on the nature of science.
The goal of this study is to explore the characteristics of perceptual change among students majoring in arts on the nature of science and apply the results to science education. According to the study, it is important to consider the results of interaction between learners' aptitude and teaching method. Teaching the nature of science to first grade students explicitly, experimental inquiry strategy was applied to fine arts students, and teaching strategy of scientific history to music students. To find out which elements of the nature of science have come into view on modern philosophy of science, pre and post tests on the nature of science (VNOS-C) were conducted on the students. To find out specifically why views on the nature of science have changed, a case study was conducted focusing on students who showed changes in their views on the elements of the nature of science. In conclusion, this study suggests that by using experimental inquiry strategy and strategy of scientific history properly, it is possible to change students' viewpoints on the elements of the nature of science and on modern philosophy of science. Through explicit instruction, we were able to find some positive conceptual changes on the nature of science and the modern philosophy of science in terms of both quantity and quality. This shows that the students studying arts are experiencing a constructivist conceptual change on the nature of science, and that conceptual ecology and learning strategy are involved in this process. Therefore, it is thought that this study offers an important implication in organizing science education on the nature of science.
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문제 정의
이 연구에서는 선행 연구에서 적용된 개념 생태의 요소와 이와 상호작용하는 과학의 본성 요소를 학생들의 과학의 본성 개념 변화 과정을 분석하는 틀로 사용하였다. 명시적 과학의 본성 수업을 수행한 예술고 학생의 학습의 맥락을 형성하는 개념 생태의 범주와 하부 요소를 알아보고, 이러한 요소들이 과학의 본성에 대한 개념 변화에 어떻게 영향을 끼치는지를 알아보았다.
이 연구에서는 예술고 학생들의 과학의 본성에 대한 개념의 인식이 실험 탐구와 과학사의 명시적 수업 활동을 통한 두 가지 교수 상황에서 구체적으로 어떻게 변화하는지를 알아보고자 한다. 이러한 명시적 과학의 본성 수업을 수행하면서 과학의 본성에 대한 어떤 요인이 어떻게 변화되어 가는지, “개념생태(conceptual ecology)” (Posner et al.
가설 설정
∙ 활동지의 활동이 과학의 본성에 대한 개념 변화에 영향을 주었는가? 구체적으로 어떤 과정이 영향을 주었는가?
이론이라는 것은 현상을 토대로 과학자가 내린 결론이기 때문에 불완전한 면이 있을 가능성은 충분히 존재한다. 시간이 흐름에 따라 과학이 발전하여 약간의 변화 과정도 거칠 것이다.
제안 방법
2009학년도 4월에 두 집단을 선정한 후 각 집단에 대하여 과학의 본성에 대한 사전 검사(VNOS-C)를 실시하였다. 그 후 5월부터 10월까지 각 집단에 처치된 8차시의 명시적 과학의 본성 수업을 실시하였고, 수업이 끝난 2009년 10월 말에 각각 동일한 사후 검사를 실시하였다.
초점 학생들과의 면담은 개념생태의 분석틀로 분석하고, 과학의 본성에 영향을 주는 개념생태의 요소, 개념 변화의 조건과 학습상황을 도식으로 기술하였다. 각 사례에서 먼저 어떤 개념생태의 요소가 과학의 본성에 대한 개념 형성에 관여하는지를 찾아내어 표현 도식에 반영하고, 개념 생태의 요소가 나타난 상황에 대한 발췌문 요약과 함께 제시하였다. 이 도식에 대한 예시는 부록 1에 제시하였다.
이 검사지는 과학의 정의, 과학 지식의 경험적 본성, 과학적 방법, 과학 지식의 잠정성, 과학의 추론적 특성, 이론 의존성, 과학지식의 사회적 구성, 과학의 창의적 특성에 관한 문항들로 구성된 개방형 질문지 형태이다. 검토를 통해 설문에서 사용된 용어를 연구 대상에 맞춰 수정하였으며, 어려울 것으로 판단되는 6번(원자의 구조) 문항을 삭제하고 과학적 지식과 관점의 차이를 묻는 VNOS-B의 6번 문항으로 교체한 총 9문항을 사용하여 검사를 실시하였다. 이 수정된 VNOS-C의 내용타당도와 안면타당도는 3명의 과학교육 전문가에 의해 검토되었다.
과학 탐구의 방법인 연역적인 실험 설계와 가설의 생성에 필요한 귀추적 사고에 대한 수업 안을 선정하였다. 가설의 검증이 이루어지기 위해서는 가설의 생성이 이루어져야 하고 가설 연역적인 탐구 과정은 가설을 설정하고 검증하는 모든 단계를 거치므로 학생들이 직접 생성한 가설을 검증하게 된다.
과학의 본성에 대한 검사(VNOS-C)의 결과는 Lederman 등(2002)의 연구에서 제안한 고전적 관점(novice view)과 현대적 관점(informed view)으로 구분하여 분석하였으며, 검사의 문항이 측정하는 과학의 본성 요소와 분석틀은 에 제시하였다.
과학의 본성의 검사로 Lederman 등(2002)이 개발한 검사 Views of Nature of Science(VNOS- C)를 수정하여 사용하였다. 이 검사지는 과학의 정의, 과학 지식의 경험적 본성, 과학적 방법, 과학 지식의 잠정성, 과학의 추론적 특성, 이론 의존성, 과학지식의 사회적 구성, 과학의 창의적 특성에 관한 문항들로 구성된 개방형 질문지 형태이다.
2009학년도 4월에 두 집단을 선정한 후 각 집단에 대하여 과학의 본성에 대한 사전 검사(VNOS-C)를 실시하였다. 그 후 5월부터 10월까지 각 집단에 처치된 8차시의 명시적 과학의 본성 수업을 실시하였고, 수업이 끝난 2009년 10월 말에 각각 동일한 사후 검사를 실시하였다. 또한 연구자는 명시적 과학의 본성 수업 실시 전 의도적으로 표집된 37명의 학생을 대상으로 개별적으로 사전 면담을 실시하였고, 그들 중 과학의 본성에 대한 사후 검사에서 개념 변화가 생긴 10명의 초점 학생들을 선정하여 수업 후 2번의 사후 면담을 하였다.
과학의 본성 교육은 무엇보다도 학습자 개개인의 능력과 자질의 최적의 수업방법에 따라 달라질 때 효과가 있다고 할 수 있다. 그리하여 이 연구에서는 예술 고등학생들을 대상으로 명시적으로 과학의 본성 수업을 실시한 후 수업 이전과 비교하여 유의미하게 변화된 과학의 본성 요소를 찾고 변화 유형을 중심으로 고찰하였다. 실험 탐구와 과학사의 수업 전략을 세워 명시적인 과학의 본성 수업을 수행한 결과 구체적으로 명시적 수업 내용과 관련된 변화가 있었으며, 이는 실험 탐구와 과학사의 수업 전략이 학생들에게 과학의 본성 요소와 관련하여 각기 다른 영향을 줄 수 있다는 것을 뜻한다.
그 후 5월부터 10월까지 각 집단에 처치된 8차시의 명시적 과학의 본성 수업을 실시하였고, 수업이 끝난 2009년 10월 말에 각각 동일한 사후 검사를 실시하였다. 또한 연구자는 명시적 과학의 본성 수업 실시 전 의도적으로 표집된 37명의 학생을 대상으로 개별적으로 사전 면담을 실시하였고, 그들 중 과학의 본성에 대한 사후 검사에서 개념 변화가 생긴 10명의 초점 학생들을 선정하여 수업 후 2번의 사후 면담을 하였다.
사후 면담은 초점 학생들이 수업 후에 작성한 동일 검사지를 바탕으로 수업 도중이나 그 외에 과학의 본성 요소의 개념 변화에 영향을 준 요소들을 자세히 설명하도록 하였다. 연구자는 질문지를 사용하여 학생들의 관심을 면담 내용에 집중시키고 관련된 질문을 계속하는 반구조화된 형태의 면담을 진행하였으며, 초점 학생들에게 공통적으로 물어보았던 질문 내용은 다음과 같았다.
미술 전공 3학급의 110명은 실험 탐구를 이용한 집단으로 음악 전공 3학급의 97명은 과학사를 이용한 집단으로 배치하였다. 수업 실시 전 사전면담을 한 학생 중 명시적 과학의 본성 수업과 관련한 사전∙사후 과학의 본성 검사의 결과가 과학의 본성의 요소별로 뚜렷한 변화가 생긴 총 10명의 학생을 초점학생으로 선정하여 사후 면담을 실시하였다.
사후 면담은 초점 학생들이 수업 후에 작성한 동일 검사지를 바탕으로 수업 도중이나 그 외에 과학의 본성 요소의 개념 변화에 영향을 준 요소들을 자세히 설명하도록 하였다. 연구자는 질문지를 사용하여 학생들의 관심을 면담 내용에 집중시키고 관련된 질문을 계속하는 반구조화된 형태의 면담을 진행하였으며, 초점 학생들에게 공통적으로 물어보았던 질문 내용은 다음과 같았다.
과학의 본성에 대한 개념 변화의 원인을 알아보기 위해 Miles와 Huberman(1994)의 방법을 사용하여 사전∙사후 면담을 분석하였다. 이 방법은 연구 결과를 다양한 그림으로 도식화할 수 있는 장점이 있으며, 분석은 코딩, 자료변환, 내용분석의 단계로 이루어졌다. <표 3>은 분석결과 나온 면담의 예이며, 사례 학생이 상황적 맥락에서 경험하는 과학의 본성의 변화를 서술, 유형화하고 분석하기 위하여 과학의 본성의 개념 변화 과정에 영향을 준 것으로 판단되는 개념 생태의 요소들을 조사한 것이다.
이 연구에서는 박종원, 김두현(2007)이 개발한 “과학적 탐구상황에서 과학의 본성 이해를 위한 포괄적인 학습 자료”들 중 실험 탐구와 과학사를 소재로 한 명시적 과학의 본성 수업을 선정하여 수업 안을 구성하였다.
그리하여 과학의 본성을 하나의 개념으로 보고 현대적 관점으로 개념변화가 일어날 수 있도록 하는 개념생태의 요소를 알아보는 것이 필요하다는 것이다. 이 연구에서는 선행 연구에서 적용된 개념 생태의 요소와 이와 상호작용하는 과학의 본성 요소를 학생들의 과학의 본성 개념 변화 과정을 분석하는 틀로 사용하였다. 명시적 과학의 본성 수업을 수행한 예술고 학생의 학습의 맥락을 형성하는 개념 생태의 범주와 하부 요소를 알아보고, 이러한 요소들이 과학의 본성에 대한 개념 변화에 어떻게 영향을 끼치는지를 알아보았다.
이러한 명시적 과학의 본성 수업을 수행하면서 과학의 본성에 대한 어떤 요인이 어떻게 변화되어 가는지, “개념생태(conceptual ecology)” (Posner et al., 1982)를 도입하여 알아보았다.
실험 탐구와 과학사의 수업 전략을 세워 명시적인 과학의 본성 수업을 수행한 결과 구체적으로 명시적 수업 내용과 관련된 변화가 있었으며, 이는 실험 탐구와 과학사의 수업 전략이 학생들에게 과학의 본성 요소와 관련하여 각기 다른 영향을 줄 수 있다는 것을 뜻한다. 이에 구체적으로 과학의 본성 요소에 대한 개념 변화의 원인을 알아보기 위하여 개념 변화가 생긴 학생들과 면담 후 그 내용을 개념생태 이론으로 분석하였다.
초점 학생들과의 면담은 개념생태의 분석틀로 분석하고, 과학의 본성에 영향을 주는 개념생태의 요소, 개념 변화의 조건과 학습상황을 도식으로 기술하였다. 각 사례에서 먼저 어떤 개념생태의 요소가 과학의 본성에 대한 개념 형성에 관여하는지를 찾아내어 표현 도식에 반영하고, 개념 생태의 요소가 나타난 상황에 대한 발췌문 요약과 함께 제시하였다.
가설의 검증이 이루어지기 위해서는 가설의 생성이 이루어져야 하고 가설 연역적인 탐구 과정은 가설을 설정하고 검증하는 모든 단계를 거치므로 학생들이 직접 생성한 가설을 검증하게 된다. 학생들이 제안된 가설을 검증하기 위하여 직접 실험을 설계하고 가설을 평가한다. 이 연구에서 사용한 가설 검증에 대해 학습하는 활동지의 실례는 <그림 1>과 같다.
대상 데이터
경기도에 소재한 K예술 고등학교의 1학년 6학급을 선정한 후, 예술고 학생들의 과학과 본성과 예술의 속성에 대한 인식을 조사한 연구 결과를 토대로(김희정과 김성원, 2012), 수업을 구성하였다. 미술 전공 3학급의 110명은 실험 탐구를 이용한 집단으로 음악 전공 3학급의 97명은 과학사를 이용한 집단으로 배치하였다.
또한 과학사 집단에서 ‘과학 지식의 잠정성’ ‘창의적 상상력의 특징’ ‘관찰의 이론 의존성’ ‘과학의 사회문화적 내재성’ 의 요소에 변화가 생긴 학생을 선발하였다.
경기도에 소재한 K예술 고등학교의 1학년 6학급을 선정한 후, 예술고 학생들의 과학과 본성과 예술의 속성에 대한 인식을 조사한 연구 결과를 토대로(김희정과 김성원, 2012), 수업을 구성하였다. 미술 전공 3학급의 110명은 실험 탐구를 이용한 집단으로 음악 전공 3학급의 97명은 과학사를 이용한 집단으로 배치하였다. 수업 실시 전 사전면담을 한 학생 중 명시적 과학의 본성 수업과 관련한 사전∙사후 과학의 본성 검사의 결과가 과학의 본성의 요소별로 뚜렷한 변화가 생긴 총 10명의 학생을 초점학생으로 선정하여 사후 면담을 실시하였다.
실험 탐구 집단에서 ‘과학적 방법의 다양성’ ‘이론과 법칙의 차이’ ‘과학의 사회문화적 내재성’ 과 수업에서는 다루지 않았지만 집단 비교에서 유의미한 변화가 있었던 ‘과학지식의 잠정성’ 의 요소에 변화가 생긴 학생을 선발하였다.
데이터처리
분석은 2명의 과학교육 전문가에 의해 이루어졌고, 일치도가 90%에 이를 때까지 반복되었다. 각 집단별로 사전∙사후 검사의 Wilcoxon 검증을 실시하였으며, 모든 통계 분석은 SPSS 18.0 프로그램을 사용하였다.
이론/모형
과학의 본성에 대한 개념 변화의 원인을 알아보기 위해 Miles와 Huberman(1994)의 방법을 사용하여 사전∙사후 면담을 분석하였다. 이 방법은 연구 결과를 다양한 그림으로 도식화할 수 있는 장점이 있으며, 분석은 코딩, 자료변환, 내용분석의 단계로 이루어졌다.
성능/효과
가장 높은 점수를 나타낸 문항은 두 집단 모두에서 ‘과학지식의 잠정성’과 ‘관찰의 이론 의존성’에 대한 인식이었다.
그러나 연구의 주관성에 대한 수업 후 검사지의 사례 상황을 다른 사례로 교체하면서 오개념을 해결하는 과정을 보이는데, 이를 통해 학생 F의 ‘관찰의 이론 의존성’ 의 요소가 보다 정교하게 개념 변화가 이루어지는 정합적 변화가 일어났다.
넷째, ‘과학의 사회문화적 내재성’ 은 많은 학생들이 종두법의 사례를 학습하거나 인간복제와 같은 생명 윤리와 관련된 사례를 접하고서 현대의 과학 철학적 관점으로 변화를 보였다.
다섯째, 대부분의 학생들은 ‘창의적 상상력의 특징’ 에 대해 창의력이 주로 가설 설정 단계에 쓰인다고 인식하고 있었다.
다음으로 학생 B는 ‘과학적 방법의 다양성’ 이, 학생 C와 D는 과학의 ‘창의적 상상력의 특징’ 의 요소가 다양한 사례 상황으로 확장 적용되면서 이해가 증가된 확장적 변화를 하였다.
둘째, ‘이론과 법칙의 차이’ 를 학습한 후에도 오개념이 고쳐지기 힘들다는 것이다.
둘째, 많은 학생들이 ‘과학지식의 잠정성’ 에 대해 불완전한 이해를 하고 있다는 사실을 알 수 있었다.
또한 과학의 본성의 내용을 ‘심층적 변화’ 를 통해 보다 이해하기 쉽게, ‘정합적 변화’ 를 통해 더욱 정교성 있게 학생들에게 명시적으로 설명을 해야 개념 이해를 높일 수 있다는 것을 알 수 있었다.
마지막으로 학생 J는 ‘과학의 사회문화적 내재성’ 에 대한 요소가 동료들과의 대화에서 영향을 받아 사회문화적 가치를 지녀야 한다고 하였으나 부모의 권위에 의해 과학이 보편적 가치를 지녀야 한다고 본래의 관점으로 돌아가는 회귀적 변화를 보였다.
셋째, ‘과학의 사회문화적 내재성’ 을 많은 학생들이 완전하지 못한 부분적인 이해를 하고 있는 것을 알 수 있었다.
셋째, ‘이론과 법칙의 차이’ 는 개념 변화가 어려운 요소로 평가된다.
그리하여 이 연구에서는 예술 고등학생들을 대상으로 명시적으로 과학의 본성 수업을 실시한 후 수업 이전과 비교하여 유의미하게 변화된 과학의 본성 요소를 찾고 변화 유형을 중심으로 고찰하였다. 실험 탐구와 과학사의 수업 전략을 세워 명시적인 과학의 본성 수업을 수행한 결과 구체적으로 명시적 수업 내용과 관련된 변화가 있었으며, 이는 실험 탐구와 과학사의 수업 전략이 학생들에게 과학의 본성 요소와 관련하여 각기 다른 영향을 줄 수 있다는 것을 뜻한다. 이에 구체적으로 과학의 본성 요소에 대한 개념 변화의 원인을 알아보기 위하여 개념 변화가 생긴 학생들과 면담 후 그 내용을 개념생태 이론으로 분석하였다.
셋째, ‘이론과 법칙의 차이’ 는 개념 변화가 어려운 요소로 평가된다. 이 연구에서도 이론과 법칙의 차이를 명시적으로 교수하였으나 학생들의 개념 변화가 유의미하지 않게 나타났으며, 개념 변화가 있었던 학생과의 면담 결과도 피상적 이해에 그쳤다는 것을 확인할 수 있었다. 이에 이론과 법칙에 대한 교수를 할 때 이론과 법칙의 차이 및 과학지식에서의 이론과 법칙의 관계와 지위에 대한 명시적인 학습이 같이 이루어져야 할 것이다.
첫째, ‘과학적 방법의 다양성’ 은 개념 변화가 어려울 것이라 생각되었으나, 수업 후 많은 학생들에게서 실험만이 과학적 방법이 아니라는 개념 변화가 확인되었다.
첫째, ‘과학지식의 잠정성’ 과 ‘관찰의 이론 의존성’ 은 연관되어 있다.
넷째, ‘과학의 사회문화적 내재성’ 은 많은 학생들이 종두법의 사례를 학습하거나 인간복제와 같은 생명 윤리와 관련된 사례를 접하고서 현대의 과학 철학적 관점으로 변화를 보였다. 하지만 면담 결과 과학이 모든 면에서 사회문화적 가치를 지녀야 한다는 완전한 변화가 아닌 중도적이거나 부분적인 변화라는 것이 확인되었다. 이를 토대로 ‘과학의 사회문화적 내재성’ 은 학습만으로는 완전한 개념 변화가 쉽지 않은 요인임을 알 수 있었으며, 수업 외적인 요인 중 어떤 요인이 학생들의 개념 변화에 영향을 주는지 연구해야 할 필요가 있을 것이다.
후속연구
과학의 본성에 대한 이해를 도울 수 있는 효과적인 교육 방법에 대해서는 계속적인 연구가 필요하다. 과학을 하는 것만으로는 과학의 본성에 대한 바람직한 관점을 형성할 수 없으므로 과학의 본성에 대한 명시적인 교육이 필요하다(Lederman et al.
첫째, ‘과학적 방법의 다양성’ 은 개념 변화가 어려울 것이라 생각되었으나, 수업 후 많은 학생들에게서 실험만이 과학적 방법이 아니라는 개념 변화가 확인되었다. 그러나 면담 결과 이는 단순한 사례의 확장에 그친 것으로 실험 이외의 방법이 있음을 확인한 정도이며 구체적으로 과학지식에 발달에는 실험 이외에도 많은 다양한 방법들이 있다는 것을 직접 학생들이 탐구하며 체험할 수 있도록 가르쳐야 할 것이다.
여러 학자들은 과학의 본성에 대한 이해를 향상시키기 위한 수업 방법으로 과학사를 도입한 수업을 제안하였다(Duschl, 1990; Irwin, 2000; Solomon et al, 1992). 따라서 과학의 본성을 이해하기 위한 다양한 접근법들 중에서 실험 탐구와 역사적 사례의 교수법에 대한 구체적인 연구가 필요하며(Lederman, 2007), 예술고 학생들이 자신의 전공과 관련하여 가장 많이 인식하고 있는 과학의 본성 요소를 토대로(김희정과 김성원, 2012), 실험 탐구와 과학사의 명시적 접근법을 적용한 수업의 효용성에 대한 연구가 필요하다고 하겠다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
예술 고등학생들을 대상으로 명시적으로 과학의 본성 수업을 실시한 후 수업 이전과 비교하여 개념이 변화된 과학의 본성 요소를 찾아 변화 유형별로 고찰하기 위하여 조사 분석 한 결과는?
이 연구에서는 예술 고등학생들을 대상으로 명시적으로 과학의 본성 수업을 실시한 후 수업 이전과 비교하여 개념이 변화된 과학의 본성 요소를 찾아 변화 유형별로 고찰하였다. 학생들에게 어떤 과학의 본성 요소가 변화했는지를 알아보기 위해 과학의 본성 검사(VNOS-C)를 실시한 결과 실험탐구 집단은 '과학적 방법의 다양성' 및 '과학지식의 잠정성'의 요소가, 과학사 집단은 '과학지식의 잠정성' 및 '과학의 사회문화적 내재성'의 요소가 유의미한 개념 변화를 보였다. 이러한 결과는 명시적 수업의 구체적 내용과 관련된 변화이며, 각각의 수업 전략이 강조하는 점이 과학의 본성 요소에 영향을 끼친 것이다. 과학의 본성 요소의 개념 변화를 가져온 구체적 원인을 밝히기 위해 10명의 초점학생들을 선별하여 면담을 진행하였고, 과학의 본성 요소에 긍정적 또는 부정적으로 작용하는 원인과 그에 따른 영향을 총체적으로 이해하고자 하였다. 학생들은 명시적 수업의 효과로 현대의 과학 철학적 관점으로의 통합적이고 심층적인 개념 변화가 있었으나, 분석 결과 학생들은 '과학적 방법의 다양성'의 요소에 대해 부분적으로 '이론과 법칙의 차이'의 요소에 대해 피상적으로, '과학의 사회문화적 내재성' 역시 불완전하게 이해하고 있다는 것도 알 수 있었다. 또한 '창의적 상상력의 특징'의 요소에 대해서 학생들 자신이 인식하고 있는 창의성의 정의에 따라 창의성이 관여하는 탐구 단계를 다르게 인식하고 있다는 사실을 알 수 있었다. 결론적으로 예술 고등학생들에게 실험탐구와 과학사 전략을 적절히 사용함으로 각기 다른 과학의 본성 요소를 현대의 과학 철학적 관점으로 양적 질적 측면에서 변화시킬 수 있었다. 이러한 결과는 명시적 과학의 본성 수업을 통하여 예술 고등학생들이 구성주의적인 과학의 본성에 대한 개념 변화를 경험하고 있으며, 이 과정에 학생들의 개념생태와 수업전략이 관여함을 알 수 있었다. 따라서 실제 학교 현장에서도 이 연구 결과를 바탕으로 과학의 본성 수업에 대한 과학 교육 과정을 수립하는 데 있어 중요한 시사점을 줄 수 있다고 하겠다.
학생들은 생활 속에서 겪게 될 다양한 문제들에 대해 합리적 의사 결정을 내리기 위해 무엇을 이해하고 있어야하는가?
21세기의 과학교육의 목표는 과학적 소양을 지닌 시민을 양성하기 위한 과학의 본성에 대한 올바른 이해이다(National Research Council, 1996). 학생들은 생활 속에서 겪게 될 다양한 문제들에 대해 합리적 의사 결정을 내리는 데 필요한 지식, 기술, 태도의 함양을 위한 과학의 본성을 필수적으로 이해하고 있어야 한다(Meichtry, 1992). 특히 과학을 전공하지 않을 예술 고등학생들은 과학의 내용에 대한 인지학습보다 그들의 예술적 경험과 더불어서 생기는 과학에 대한 올바른 인식이나 태도를 교육하는 것이 더 의미있는 일이 될 것이다.
21세기의 과학교육의 목표는 무엇인가?
21세기의 과학교육의 목표는 과학적 소양을 지닌 시민을 양성하기 위한 과학의 본성에 대한 올바른 이해이다(National Research Council, 1996). 학생들은 생활 속에서 겪게 될 다양한 문제들에 대해 합리적 의사 결정을 내리는 데 필요한 지식, 기술, 태도의 함양을 위한 과학의 본성을 필수적으로 이해하고 있어야 한다(Meichtry, 1992).
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