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중등학생들의 과학과 생물에서의 '실험'의 의미에 대한 인식구조 비교
Comparing the Structure of Secondary School Students' Perception of the Meaning of 'Experiment' in Science and Biology 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.35 no.6, 2015년, pp.997 - 1006  

이준기 (전북대학교) ,  신세인 (전북대학교) ,  하민수 (강원대학교)

초록
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실험에 대한 메타적 인식은 학생들의 과학적 탐구와 과학의 본성에 대한 이해의 중요한 요소 중 하나이다. 이 연구에서는 중학생과 고등학생의 과학과 생물에서의 '실험'의 의미에 대한 인식을 알아보았다. 특히 이 연구에서는 언어 네트워크 분석방법을 사용하여 학생들의 인식을 구조적으로 확인하였다. 이 연구를 위해 190명의 중학생과 200명의 고등학생 이 연구에 참여하였다. 학생들은 과학에서의 '실험'과 생물에서의 '실험'의 의미에 대한 두 문항에 서술형으로 응답하였다. 수집된 응답을 바탕으로 총 4개의 언어 네트워크가 구성되었다. 연구 결과, 과학에서의 '실험'에 대하여 중학생들은 '우리', '직접', '원리' 등의 단어를 중심으로 활동적 측면에서의 실험을 인식하였다. 반면 고등학생은 '이론', '사실', '내용' 등의 단어를 중심으로 지식을 생성하는 탐구과정으로서의 실험으로 인식하였다. 또한 생물에서의 '실험'에 대하여 중학생은 '해부', '몸'을 중심으로, 고등학생은 '생명', '관찰'이 중심으로 인식하여 생명체를 다루는 관찰활동으로 인식하였다. 이러한 연구결과는 앞으로 과학 교과 및 생물 교과에서 실험을 지도하는데 있어서 중요한 근거자료로 활용될 수 있을 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Perception of the experiment is one of the most important factors of students' understanding of scientific inquiry and the nature of science. This study examined the perception of middle and high school students of the meaning of 'experiment' in the biological sciences. Semantic network analysis (SN...

주제어

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문제 정의

  • 그렇다면 우리는 과연 학생들과 어디까지 함께 해야 ‘실험’을 한다고 인정되는 것일까? 학생들은 과학에서의 실험을 어떤 의미로 인식하고 있으며, 이것은 개별 과학의 세부 교과목에서 어떤 차별적 기준과 의미공간을 형성할까? 이러한 의문에 답하기 위해서는 학생들이 실험에 대해 형성하고 있는 인식의 구조를 보다 명확히 파악하는 과정이 필요하다. 따라서 이 연구에서는 과학에서의 실험의 의미와 함께 특히 생물에서의 실험의 의미를 어떻게 생각하는지 알아보려 한다.
  • 이 연구는 중학생과 고등학생들이 형성하고 있는 과학과 생물에서의 ‘실험’에 대한 인식구조를 언어네트워크 방법론을 활용하여 구조적으로 파악해 보고자 하였다.
  • 이 연구에서는 언어네트워크 분석 방법을 사용하여 과학실험과 생물실험에 대한 학생들의 인식구조를 알아보았다. 우선 전처리된 언어데이터들의 집단별 출현빈도를 Krkwic 프로그램을 사용하여 확인하였다.
  • 언어네트워크분석법은 집단의 인식망을 구조적으로 도식화해서, 점(node) 수준의 지식만이 아닌 선(link)과 구조라는 큰 그림을 볼수 있게 도와주기 때문에 직관적 이해가 용이하다(Doerfel & Barnett,1999; Lewicki, Gray & Elliot, 2003). 이 연구에서는 언어네트워크방법을 사용하여 학생들의 과학과 생물에서의 실험을 인식을 나타내는데 사용하는 핵심적 개념 어휘가 무엇인지 확인하고, 실험에 대한 인식 구조를 맥락적으로 이해하고자 한다.
  • 우선 전처리된 언어데이터들의 집단별 출현빈도를 Krkwic 프로그램을 사용하여 확인하였다. 이 연구에서는 집단별 출현빈도 상위 20위 내의 단어들을 대상으로 언어네트워크 분석을 수행하였다. 하나의 응답(문장) 속에서 동시에 출현하는 빈도에 따라 계산된 두 단어간의 유사도(similarity)를 바탕으로 학생들의 응답 행렬(학생×단어)을 20개의 단어들 간의 공출현 행렬(단어×단어)로 변환하였다.
  • 특히 중등학생들의 인지구조 내에 ‘실험’자체에 대한 개념이 어떤 단어들을 중심으로 형성되고 있으며, 서로 어떤 관계를 맺으며 의미를 만들어가고 있는지 알아보았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
물질과학과 달리 생물에서는 어떤 맥락이 많은가? 또한 물질과학에서의 지식을 생성하는 과정이 연역적으로 가설을 정당화 하는 맥락이 많다면, 생물에서는 발견의 맥락과 개연성 있는 과학적 설명들을 제시해 내는 경험 귀추적 맥락이 많다(Lawson, 1995;Mayr, 1997). 19세기 프랑스 사회학자이자 실증주의자인 오귀스트 콩트(Isidore Marie Auguste François Xavier Comte, 1798~1857)의 학문분류에 의하면, 과학은 크게 경성과학(hard science)과 연성과학(soft science)으로 나뉠 수 있으며 일반적인 자연과학(물리학이나 화학 같은 물질과학)은 경성과학에 생물학과 심리학, 의학, 사회과학은 연성과학에 포함된다고 주장한 바 있다.
실험에 대한 메타적 인식은 어떤 요소 중 하나인가? 실험에 대한 메타적 인식은 학생들의 과학적 탐구와 과학의 본성에 대한 이해의 중요한 요소 중 하나이다. 이 연구에서는 중학생과 고등학생의 과학과 생물에서의 '실험'의 의미에 대한 인식을 알아보았다.
과학교육에서 실험의 목적에 대해 많은 연구가 이루어져왔던 이유는 무엇인가? 학생들의 탐구력 향상은 과학교육의 오랜 목표 중 하나이다. 탐구능력은 미래 사회를 살아갈 학생들에게 없어서는 안 될 중요한 소양중 하나이다. 때문에 학교 과학교육 맥락에서도 실험은 언제나 결정적 위치를 점유해 왔다. 대부분 과학교과에서는 실험이라는 방식을 통하여 학생들이 탐구할 수 있는 기회를 제공하고자 노력해왔다. 과학 교수-학습 상황에서 실험들은 직간접적으로 체험은 학생들의 과학에 대한 이해를 돕는데 중요한 역할을 한다고 알려져 있다(Han, 2004). 이러한 중요성과 유용성으로 인하여 선행연구들을 통하여 실험의 목적에 대해서 많은 연구들이 이루어져 왔다(Kim & Song, 2003; Yang et al.
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