[논문]지질구조에 대한 모델링기반 학습에서 나타나는 논증패턴과 정신모형 수준에 대한 분석

박수경

doi:10.14697/jkase.2015.35.5.0919

지질구조에 대한 모델링기반 학습에서 나타나는 논증패턴과 정신모형 수준에 대한 분석
Analysis on the Argumentation Pattern and Level of Students' Mental Models in Modeling-based Learning about Geologic Structures 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.35 no.5, 2015년, pp.919 - 929

초록
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본 연구에서는 지질구조에 대한 모델링기반 학습 프로그램을 개발하고 모델링기반 학습에서 나타나는 논증패턴과 학생들의 정신모형 수준과의 관계를 밝히고자 하였다. 고등학교 2학년 126명을 대상으로 대륙이동설, 해령, 변환단층, 단층의 특징에 대하여 4회의 모델링기반 학습을 실시하였다. 연구대상 중에서 2개 학급은 실험집단으로 모델링기반 학습을 실시하였고 나머지 2개 학급은 비교집단으로 교사중심 설명식 수업을 실시하였다. 모델링기반 학습 후 실험집단과 비교집단의 사후 성취도와 학생들의 정신모형 분포를 정량적으로 비교하였다. 실험집단 중 5개 조의 논증활동을 녹음 전사한 자료에 대하여 본 연구에서 설정한 분석틀을 근거로 정성적으로 분석하였다. 본 연구의 분석틀은 TAP의 5가지 요소와 학생들의 대안개념이 포함되는 요소 5가지 등 총 10가지의 코딩 요소로 구성하였다. 정신모형 유형을 조사한 결과, 실험집단에서 단면 인과모형과 입체형 모형의 비율이 높게 나타난 반면, 비교집단에서는 2차원 모형과 단면 단순모형의 비중이 높게 나타났다. 논증유형을 분석한 결과, 주장의 빈도가 높을수록 논증활동이 성공적으로 이루어졌고 정신모형의 수준이 높게 나타났다. 반박이 제기된 경우, 만든 모형을 다시 관찰하여 자료를 수정하고, 이에 따라 주장을 다시 전개하였다. 이로써 모델링기반 학습에서 모형이 학생들의 논증 과정에 긍정적으로 작용함을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aims to develop a modeling-based learning program about geologic structures and to reveal the relationship between the argumentation patterns and levels of students' mental models. Participants included 126 second grade high school students in four sessions of modeling-based learning regarding continental drift, oceanic ridges, transform faults, and characteristics of faults. A modeling-based learning program was implemented in two classes of the experimental group, and teacher-centered traditional classes were carried out for the other students in the comparison group. Science achievement scores and the distribution of students' mental models in experimental and comparison groups were quantitatively compared. The video-taped transcripts of five teams' argumentation were qualitatively analyzed based on the analytic framework developed in the study. The analytic framework for coding students' argumentation in the modeling-based learning was composed of five components of TAP and the corresponding components containing alternative concepts. The results suggest that the frequencies of causal two-dimensional model and cubic model were high in the experimental group, while the frequencies of simple two-dimensional model and simple cross sectional model were high in the comparison group. The higher the frequency of claims, an argumentation pattern was proven successful, and the level of mental model was higher. After the rebuttal was suggested, students observed the model again and claimed again according to new data. Therefore, the model could be confirmed as having a positive impact on students' argumentation process.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	논문의 저자가 연구에서 사용한 TAP의 5가지 요소가 의미하는 것은 각각 무엇인가?	본 연구에서 사용한 TAP의 5가지 요소는 자료(Data), 주장(Claim), 보장(Warrant), 보강(Backing), 반박(Rebuttal)이다. 자료는 주장이 타당성을 가지기 위해 제시하는 관찰사실이나 주장이 도출 되는 증거, 배경, 지식을 의미한다. 주장은 자료를 바탕으로 이끌어낸 개인의 생각 또는 대안으로 지지를 받고자 하는 진술이다. 보장은 자료와 주장을 연결하면서 정당화하는 진술로 자료와는 다른 측면에서 주장을 지지하는 진술이며, 보강은 보장을 강화시키기 위하여 구체적인 상황이나 사례, 이론 등을 제시한 것이다. 또한 반박은 주장에 대하여 상충하는 진술이다(Toulmin, 1958). 본 연구에서는 논증패턴 프로파일뿐 아니라 논증의 내용과 논리적 관계를 파악하기 위하여 대안개념을 포함한 경우 별도의 요소로 표시해야 한다고 판단하였다.
	모형의 역할은 무엇인가?	모형(model)은 어떤 물체나 현상 또는 아이디어의 속성을 기호, 그림, 다른 사물 등으로 나타낸 설명 체계로 과학에서 활용되는 모형은 구체적인 현상과 추상적인 개념을 연결하는 다리의 역할을 한다. 과학적 모형의 본성과 유용성에 대하여 배우고, 과학적 모형을 구성하며, 구성한 모형을 검증하는 과정에 학생들이 참여하는 것은 과학 교육의 핵심이라고 할 수 있다(Gilbert, Boulter, & Elmer, 2000; Gilbert & Ireton, 2003; Halloun, 2007).
	정신 모형이란?	정신 모형(mental model)은 학습자가 사고활동을 전개할 때 의미론적 표상과 시각적 표상을 동원하여 자연 현상을 기초로 현상을 설명하고 예측하기 위해 만든 내적 표상체계이다(Johnson-Laird, 1983). 이러한 정신모형은 특정 시간에 특정 상황에 대한 정지된 이미지와 달리 동영상으로 보는 것과 같은 방식으로 간주되기도 한다(Franco & Colinvaux, 2000).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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