중등 과학 교사들의 과학의 본성, 과학적 인과성 및 자연에 대한 종합적 관점 조사 Comprehensive Presuppositions Regarding Nature of Science, Scientific Causality, and Nature Held by In-service Secondary Science Teachers원문보기
교사 개인의 자연 및 과학에 대한 관점은 학교교육과정에서 교육받기 이전부터 주변 환경과의 상호 작용 및 일상생활 속에서의 경험 등을 통해 형성되어, 과학학습지도에 직접적인 영향을 주게 된다. 이에 본 연구에서는 과학의 본성, 과학의 인과성, 그리고 자연이 무엇이라고 생각하는지에 대한 교사의 관점을 종합적으로 조사하였다. 본 연구에서는 Q방법론을 이용하였다. 과학의 본성, 과학적 인과성, 자연에 대한 81개의 진술문이 사용되었고, 12명의 과학교사가 각 진술문에 대해 동의하는 정도를 응답한 후, 요인분석을 통해 교사의 관점을 유형별로 구분하였다. 분석결과, 과학의 본성, 과학적 인과성, 그리고 자연에 대해서 교사의 관점이 크게 5개 유형으로 분류될 수 있었고, 유형별 특징을 알아볼 수 있었다. 그리고 과학의 본성, 과학적 인과성, 자연에 대한 관점들이 서로 연관되어 있다는 것도 확인할 수 있었다. 이러한 연구방법은 앞으로도 교사의 다양한 관점을 상호 연관지어 종합적으로 이해하는데 도움이 될 것으로 기대한다.
교사 개인의 자연 및 과학에 대한 관점은 학교교육과정에서 교육받기 이전부터 주변 환경과의 상호 작용 및 일상생활 속에서의 경험 등을 통해 형성되어, 과학학습지도에 직접적인 영향을 주게 된다. 이에 본 연구에서는 과학의 본성, 과학의 인과성, 그리고 자연이 무엇이라고 생각하는지에 대한 교사의 관점을 종합적으로 조사하였다. 본 연구에서는 Q방법론을 이용하였다. 과학의 본성, 과학적 인과성, 자연에 대한 81개의 진술문이 사용되었고, 12명의 과학교사가 각 진술문에 대해 동의하는 정도를 응답한 후, 요인분석을 통해 교사의 관점을 유형별로 구분하였다. 분석결과, 과학의 본성, 과학적 인과성, 그리고 자연에 대해서 교사의 관점이 크게 5개 유형으로 분류될 수 있었고, 유형별 특징을 알아볼 수 있었다. 그리고 과학의 본성, 과학적 인과성, 자연에 대한 관점들이 서로 연관되어 있다는 것도 확인할 수 있었다. 이러한 연구방법은 앞으로도 교사의 다양한 관점을 상호 연관지어 종합적으로 이해하는데 도움이 될 것으로 기대한다.
Teachers' presuppositions of nature of science, scientific causality, and nature are unconsciously constructed through interactions with his or her physical and social environment everyday and it began even before they were in any formal education. It directly influences their teaching later. Thus, ...
Teachers' presuppositions of nature of science, scientific causality, and nature are unconsciously constructed through interactions with his or her physical and social environment everyday and it began even before they were in any formal education. It directly influences their teaching later. Thus, this study examined what comprehensive presuppositions in nature of science, scientific causality, and nature are held by in-service secondary science teachers. For the study, Q-methodology was used. Q-sorting was done on 81 statements from three instruments: Nature statements, the Test of Preferred Explanations, and the Nature of Science Scale with twelve in-service science teachers. Teachers sorted the statements along a presented agreement scale of their viewpoint and the collected data was analyzed using recommended procedures for Q-sorts in order to group teachers with similar views. As a result, ten participants were placed in five factors based on their presuppositions of science, scientific causality, and nature and distinctive features of each factor were discovered. In addition, the study confirmed that presuppositions of science, scientific causality, and nature are interrelated. This study method will be helpful to discover more relationships regarding teachers' various viewpoints further.
Teachers' presuppositions of nature of science, scientific causality, and nature are unconsciously constructed through interactions with his or her physical and social environment everyday and it began even before they were in any formal education. It directly influences their teaching later. Thus, this study examined what comprehensive presuppositions in nature of science, scientific causality, and nature are held by in-service secondary science teachers. For the study, Q-methodology was used. Q-sorting was done on 81 statements from three instruments: Nature statements, the Test of Preferred Explanations, and the Nature of Science Scale with twelve in-service science teachers. Teachers sorted the statements along a presented agreement scale of their viewpoint and the collected data was analyzed using recommended procedures for Q-sorts in order to group teachers with similar views. As a result, ten participants were placed in five factors based on their presuppositions of science, scientific causality, and nature and distinctive features of each factor were discovered. In addition, the study confirmed that presuppositions of science, scientific causality, and nature are interrelated. This study method will be helpful to discover more relationships regarding teachers' various viewpoints further.
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문제 정의
둘째, 과학교사가 과학의 인과성에 대해 어떠한 관점을 가지는 지 조사한다.
셋째, 과학교사가 자연이 무엇인지에 대해 어떠한 관점을 가지는 지 조사한다.
첫째, 과학교사가 과학의 본성에 대한 어떠한 관점을 가지는 지 조사한다.
본 연구는 자연과 과학에 대한 세계관이 실제 과학학습지도에 영향을 줄 수 있다는 이전의 연구결과에 따라, 자연이 무엇인지에 대한 교사의 관점(NI), 과학의 본성에 대한 교사의 관점(NOSS), 그리고 과학의 인과성에 대한 교사의 관점(TOPE)을 조사하였다. 특히, 본 연구에서는 이러한 세 가지 관점을 각각 조사하였을 뿐 아니라, 함께 조사하여 서로의 관점이 어떻게 연관되어 있는지도 조사하였다. 또한 기존의 연구들이 도구의 각 항목별로 교사들이 일반적으로 어떠한 관점을 가지고 있는지를 조사한 것에 비해, 본 연구에서는 교사의 관점을 유형별로 추출하여, 교사 개인이 각각 어떠한 유형의 관점을 가지고 있는지 알 수 있도록 Q 방법을 이용하였다.
제안 방법
본 연구에서는 NI, TOPE, NOSS의 3가지 도구를 이용하였다. NI(18개 명제), TOPE(34개 명제), NOSS(29개 명제)의 순서대로 하나의 카드에 하나의 명제씩 적어(총 81개 카드) 교사에게 제시하고, 교사들은 각 카드에 적힌 명제를 보고 교사 자신이 동의하는 정도에 따라 그림 1과 같이 정렬하도록 하였다.
넷째, 과학교사가 가지는 과학의 본성에 대한 관점, 과학의 인과성에 대한 관점, 자연이 무엇인지에 대한 관점들 사이에 어떠한 연관성이 있는지 조사한다.
모든 교사의 Q-소팅이 QUANL 프로그램에 입력되면, 응답결과를 이용하여 주요인분석과 배리맥스 회전(varimax rotation)을 통해 Q 요인분석을 실시했다. Q 표본이 모두 얻어진 후 자료 분석을 위해 각 교사에게는 고유의 코드가 주어졌다.
본 연구는 자연과 과학에 대한 세계관이 실제 과학학습지도에 영향을 줄 수 있다는 이전의 연구결과에 따라, 자연이 무엇인지에 대한 교사의 관점(NI), 과학의 본성에 대한 교사의 관점(NOSS), 그리고 과학의 인과성에 대한 교사의 관점(TOPE)을 조사하였다. 특히, 본 연구에서는 이러한 세 가지 관점을 각각 조사하였을 뿐 아니라, 함께 조사하여 서로의 관점이 어떻게 연관되어 있는지도 조사하였다.
본 연구에서는 ‘NI(Nature Is)’의 각 문장이 적힌 카드를 읽고 동의하는 정도에 따라 분류하도록 하였고, 10분 정도가 소요되었다.
분류 결과, NI, TOPE, NOSS에 대한 과학 교사의 관점을 5개 유형으로 나눌 수 있었고, 각 유형별 특징을 논의하였다. 특히, NI의 특정한 관점을 가진 교사들이 NOSS 또는 TOPE의 특정 관점을 가지는 경우들이 관찰되어, NI, TOPE, NOSS에 대한 관점들이 상호 연관되어 있음을 볼 수 있었다.
위의 과정은 교사와 연구자 일대일 대면으로 실시되었고, 교사가 카드를 받아 배열하는 중, 점수별 카드수가 맞지 않는 경우에는 카드를 다른 곳으로 이동할 수 있도록 하였으며, 또 자신의 생각을 바꾼 경우에도 카드를 다른 곳으로 이동할 수 있도록 하였다. 카드가 모두 정렬된 후에는 카드의 위치를 연구자가 별지에 기록하였다.
대상 데이터
본 연구에는 중등 교사 12명이 참여하였고, 교사들의 연령은 29세에서 54세 사이로 다양하며, 교직 경력 및 전공 또한 다양하다(표 1).
즉 Q 방법의 연구 대상은 무작위로 추출되는 것이 아니라 연구 문제와 이론적으로 관련성을 가진 연구 대상을 구조화하여 선정한다(Van Exel & Graaf, 2005).
이론/모형
NOSS의 문장은 자연과 과학에 대한 방대한 문헌들을 기반으로 전문가들에 의해 개발되어 Q 표본을 추출하는 과정과 동일한 과정을 거쳐서 개발되었다. 과학의 본성에 대한 조사도구는 여러 가지가 있지만, NOSS에서 제시하고 있는 문장 형태의 진술문은 Q 방법론을 사용하는 본 연구에 적합하기 때문에 NOSS를 선택하였다. 본 연구에서는 NOSS의 각 진술문 카드를 읽고 동의하는 정도에 따라 분류하는 데 15분 정도가 소요되었다.
그리고 과학의 본성에 대한 교사의 관점을 알아보기 위해서 Kimball(1967)의 ‘NOSS(Nature Of Science Scale)’를 사용하였다.
특히, 본 연구에서는 이러한 세 가지 관점을 각각 조사하였을 뿐 아니라, 함께 조사하여 서로의 관점이 어떻게 연관되어 있는지도 조사하였다. 또한 기존의 연구들이 도구의 각 항목별로 교사들이 일반적으로 어떠한 관점을 가지고 있는지를 조사한 것에 비해, 본 연구에서는 교사의 관점을 유형별로 추출하여, 교사 개인이 각각 어떠한 유형의 관점을 가지고 있는지 알 수 있도록 Q 방법을 이용하였다.
본 연구에서 자연이 무엇인지, 자연이 어떠한 특성을 가지는 것인지에 대한 교사의 관점을 조사하기 위해서 Cobern(2000)의 ‘NI(Nature is)’라는 도구를 사용하였고, 과학적 인과성에 대한 교사의 관점을 조사하기 위해서 Cobern(1997)의 ‘TOPE(Test Of Preferred Explanations)'를 사용하였다.
본 연구에서는 NI, TOPE, NOSS의 3가지 도구를 이용하였다. NI(18개 명제), TOPE(34개 명제), NOSS(29개 명제)의 순서대로 하나의 카드에 하나의 명제씩 적어(총 81개 카드) 교사에게 제시하고, 교사들은 각 카드에 적힌 명제를 보고 교사 자신이 동의하는 정도에 따라 그림 1과 같이 정렬하도록 하였다.
성능/효과
이러한 과학의 인과성에 대한 인식을 조사하기 위해 Cobern(1997)은 TOPE(Test of Preferred Explanations)를 개발하고 대학생과 과학자에게 적용하였다. 그 결과, 과학에 더 많은 흥미를 가지고 있을수록 TOPE에 더 높은 점수를 받는 것으로 나타났다. 또한 과학에 흥미를 가진 대학생들과 과학자들의 점수를 비교한 결과에서 과학자들의 점수가 월등히 높게 나타나지 않는 점도 간과할 수 없을 것이다.
Cobern(2000)은 이 도구를 적용하여 고등학교 교사 네 명의 자연에 대한 관점을 알아보기 위한 연구를 진행했고 교사들의 관점이 교실 수업에 반영되는지의 여부를 연구하였다. 그 결과, 교사의 개인화된 과학적 관점(personalized scientific worldview)은, 과학 미스터리 애호가(The Lover of Scientific Mysteries), 낙관적 환원주의자(The Optimistic Reductionist), 과학적 불교신자(The Scientific Buddhist), 논리적이고 과학적인 낙천가(The Logical Scientific Pollyanna)의 4개 유형으로 나타났고, 교사의 자연에 대한 이러한 관점들이 수업 중에 나타난다고 하였다. 예를 들면, ‘과학 미스터리 애호가’의 관점을 가진 교사는 연구에 참여하는 중에 자연이 복잡하다고 하였고, 수업시간에는 학생들에게 자연의 미스터리와 이것을 풀기 위한 과학자들의 노력을 자주 언급했다.
넷째, 자연을 외부에 존재하는 객관적인 것이므로 개의치 않는다는 관점에 반대하는 경우(NI 유형 2와 4)에는, 과학적 모형은 사람이 고안하여 한계가 있고(NOSS 유형 2), 자연의 분류체계도 과학자가 주관적이라는 관점(NOSS 유형 4)을 가지고 있었다. 즉 자연을 객관적인 실체로 보지 않는 경우에는, 과학이 과학자의 고안에 의한 산물이라는 관점을 가지고 있는 것으로 해석된다.
둘째, 과학적 인과설명에 대해서 동의하지 않는 경우(TOPE 유형 2, 4)에는, 과학모형은 사람이 고안한 것이고 과학이 한계가 있다는 관점(NOSS 유형 1)이나 자연의 분류체계가 주관적이라는 관점(NOSS 유형 4)을 가지고 있었다.
둘째, 첫째의 경우와 유사하게, 자연을 이해할 수 있다는 관점(NI 유형 1, 5)을 가진 경우에도, 과학 지식이 논리적이고 체계적으로, 관찰을 통한 일반화 과정과 탐구 과정을 통해(NOSS 유형 1), 그리고 관찰을 통한 일반화 과정과 과학적 방법을 통해 얻어진다는 관점(NOSS 유형 5)을 가지고 있었다.
예를 들어, NI에 대해서 자연이 외부에 객관적으로 존재한다는 관점에 동의하지 않는 경우에는 NOSS에 대해서 과학적 모형과 자연의 분류체계 등이 과학자의 주관적 고안이라는 관점을 가진 것으로 나타났다. 또, TOPE에서 비과학적인 인과설명에 동의하는 교사는 NOSS에서 과학의 실용성을 강조하는 관점을 가진 것으로 나타났고, NI에서 자연은 우리의 생활을 위해 보호될 필요가 있다고 보는 관점을 가진 교사들을 TOPE에서 과학적인 인과설명에 동의하지 않기도 하고, 비과학적인 인과설명에 동의하기도 한다는 것을 알 수 있었다.
셋째, 그러나 반대로 자연이 변화될 수 있고 이해하기 어렵다는 관점(NI 유형 3)을 가진 경우에는, 과학적 탐구 과정(문제제기부터 결론까지)만을 강조하였다(NOSS 유형 3).
셋째, 비과학적인 인과설명에 대해서 동의하는 경우(TOPE 유형 2, 5)에는, 과학의 실용성을 강조(NOSS 유형 2, 5)하는 관점을 가지고 있었다. 즉 논리적 인과설명보다는 실용적인 결과가 나온다면 비과학적이더라도 그 산물이나 설명을 받아들일 수 있다는 관점으로 이해되었다.
즉, 이 유형의 교사들은 자연은 ‘자연 그 자체를 알기 위해 연구되어야 할 대상’(항목 1)이며, ‘자연은 항상 있어 왔고 있을 것’(항목 12)이라는 점에 동의한 반면, ‘자연은 이해하기 어렵다’(항목 7)거나 ‘자연은 어떤 목적에 의해 생겨났다’(항목 15)는 초자연적 묘사에 대해서는 동의하지 않는 것으로 나타났다.
첫째, 1개 사례를 제외하고는 과학적인 관점에 동의하면서 비과학적인 관점에 대해서 동의하지 않는 경우에는(TOPE 유형 1, 3, 4, 5), 과학의 본성(NOSS)에 대해서 체계적인 논리적 사고(NOSS 유형 1, 4), 문제 제기에서 결론까지의 과학적 탐구과정(NOSS 유형 1, 3), 그리고 과학적 방법(NOSS 유형 1, 5)에 대해 동의하는 관점을 가지고 있었다.
첫째, 자연을 연구의 대상으로 보는 경우(NI 유형 1, 4)에는, 관찰을 통해 일반화된 규칙이 나오고 문제제기에서 결론도출까지의 탐구 과정을 거친다는 관점(NOSS 유형 1)과 과학 지식이 체계적인 논리적 과정과 과학적 방법으로 얻어진다는 관점(NOSS 유형 4)을 가지고 있었다.
첫째, 자연을 우리의 생활을 위해 보호될 필요가 있다고 보는 관점(NI 유형 2, 4, 5)을 가진 경우에는, 과학적인 인과설명에 동의하지 않거나(TOPE 유형 2, 4), 비과학적인 인과설명에 동의하는 경우(TOPE 유형 2, 5)가 있었다. 즉, 자연이 우리를 위해 유용하고 이용되기 위해 보호한다고 생각하면, 굳이 인과설명이 과학적이지 않을 수도 있으며, 또 과학적인 인과설명을 받아들이지 않을 수도 있다는 경우로 해석된다.
분류 결과, NI, TOPE, NOSS에 대한 과학 교사의 관점을 5개 유형으로 나눌 수 있었고, 각 유형별 특징을 논의하였다. 특히, NI의 특정한 관점을 가진 교사들이 NOSS 또는 TOPE의 특정 관점을 가지는 경우들이 관찰되어, NI, TOPE, NOSS에 대한 관점들이 상호 연관되어 있음을 볼 수 있었다. 예를 들어, NI에 대해서 자연이 외부에 객관적으로 존재한다는 관점에 동의하지 않는 경우에는 NOSS에 대해서 과학적 모형과 자연의 분류체계 등이 과학자의 주관적 고안이라는 관점을 가진 것으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
교사 개인의 관점은 어떻게 형성되나?
교사 개인의 관점은 학교교육과정에서 교육받기 이전부터 주변 환경과의 상호작용 및 일상생활 속에서의 경험 등을 통해 형성된다(Hofstein et al., 1988; Kearney, 1984).
교사가 학생에게 미치는 영향에 대해 진행된 연구들이 교사의 어떤 역할을 강조하였는가?
이들 여러 가지 요인들 중에서, 교사가 학생에게 미치는 영향에 대해 연구들이 진행되었고(박민정 등, 2007; Cobern & Loving, 2002; Wenglinsky, 2000), 그 결과 교실에서 교사의 역할이 중요하다고 강조해 왔다(Allen & Crawley, 1998). 그런데, 주목할 것은 대부분의 연구에서 교사를 교실에서 한 인간으로서 보다는 교사의 전문적인 역할만을 강조하고 있다는 점이다(Duke & Stiggins, 1990; Grossman, 1990). 그러나 교사는 자신이 가르칠 학생들과 마찬가지로 사회문화적 영향에 의해 형성된 인간이고, 특히 자연을 보는 교사 개인의 관점은 교실에서도 자연스럽게 유지되고 전달될 수 있다는 점을 간과해서는 안 될 것이다(Cobern & Loving, 2002; Southerland et al.
교사의 개인화된 과학적 관점에는 어떤 유형들이 있나?
Cobern(2000)은 이 도구를 적용하여 고등학교 교사 네 명의 자연에 대한 관점을 알아보기 위한 연구를 진행했고 교사들의 관점이 교실 수업에 반영되는지의 여부를 연구하였다. 그 결과, 교사의 개인화된 과학적 관점(personalized scientific worldview)은, 과학 미스터리 애호가(The Lover of Scientific Mysteries), 낙관적 환원주의자(The Optimistic Reductionist), 과학적 불교신자(The Scientific Buddhist), 논리적이고 과학적인 낙천가(The Logical Scientific Pollyanna)의 4개 유형으로 나타났고, 교사의 자연에 대한 이러한 관점들이 수업 중에 나타난다고 하였다. 예를 들면, ‘과학 미스터리 애호가’의 관점을 가진 교사는 연구에 참여하는 중에 자연이 복잡하다고 하였고, 수업시간에는 학생들에게 자연의 미스터리와 이것을 풀기 위한 과학자들의 노력을 자주 언급했다.
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