[논문]초등과학영재들의 자연선택 개념 형성을 위한 논변활동 효과 분석

박철진; 차희영

doi:10.14697/jkase.2016.36.4.0591

초등과학영재들의 자연선택 개념 형성을 위한 논변활동 효과 분석
Analyzing the Effectiveness of Argumentation Program to Conceptualize the Concept of Natural Selection for Elementary Science-Gifted Students 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.36 no.4, 2016년, pp.591 - 606

초록
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이 연구는 초등 과학영재 학생들이 자연선택 개념에 대하여 과학적 개념을 형성하기 위한 논변활동 프로그램을 개발하고 그 효과를 알아보고자 수행했다. 이를 위해 자연선택 핵심 개념을 과잉생산, 제한된 자원, 개체군 안정, 경쟁, 변이, 변이의 유전, 차등적 생존, 개체군 변화, 종 분화의 9가지 개념을 선정하여 각각의 개념을 형성할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 초등학교 6학년 학생이 이해할 수 있는 용어로 변경한 선다형 자연선택 검사지와 개방형 검사지를 활용하여 프로그램 투입 전 후 개념 변화를 확인하였다. 개발된 프로그램은 초등 과학영재 6학년 19명 학생에게 투입하였다. 소집단 논변활동 전 후 논변 글쓰기는 설명의 충분성과 설명의 개념적인 질 범주로 구분하여 채점하였다. 논변 글쓰기 점수 향상이 큰 소집단과 적은 소집단의 시각적 모델 및 담화를 분석하였다. 연구 결과 선다형 자연 선택 검사지에서 19명 학생 모두 점수가 유의미하게 향상되었고 개방형 검사지에서도 자연 선택 핵심 개념은 증가하고 대안 개념은 줄어 들어 개발된 논변활동 프로그램은 초등 과학영재 학생들의 자연선택 개념 향상에 효과적이었음을 알았다. 논변 글쓰기 점수 향상이 큰 소집단에서는 반대 담화 및 엄격한 기준이 활용되어 논변에 대한 평가 및 수정이 이루어져 논변의 질을 향상 시킨 반면 논변 글쓰기 점수 향상이 적은 소집단에서는 반대 담화 비율이 낮고 엄격한 기준 보다 비형식적 기준이 더 많이 활용되었다. 또한 논변 글쓰기 점수 향상이 큰 소집단에서는 자료 분석에 많은 담화가 이루어 졌고 소집단 시각적 모델이 소집단 구성원들에 의해 공동 구성되어 소집단 간 토론에 활용되었고 다른 소집단에 의해 평가 및 수정이 이루어졌다. 반면, 논변 글쓰기 점수 향상이 적은 소집단에서는 특정 소집단 구성원의 시각적 모델이 소집단의 시각적 모델로 선택되었고 모델을 평가하고 선택하는 과정에 대한 담화가 이루어지지 않았다. 이러한 소집단에서는 소집단 구성원들의 시각적 모델에 대한 이해가 낮았고 소집단 간 토론에 활용이 되지 못하여 평가 및 수정이 이루어지지 않았다. 이 연구를 통해 초등 과학영재 학생들이 생명 현상에 대해 자연선택 핵심 개념을 활용한 진화적 설명이 가능한 것을 확인하였으므로 초등학교 교육과정내 진화적 관점을 반영시킬 수 있는 가능성을 엿보았다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to develop the argumentation program to build scientific concepts on natural selection for science-gifted elementary students and to know how to implement this program. For this study, nine key concepts about natural selection such as the overproduction of offspring, limited resources, population stability, competition, variation, heredity of variation, differential survival, change of the population and speciation were selected through the literature study. The programs were developed by learning cycle instructional model. Argument writings and discourses have been collected, analyzed and compared before and after the program. Two questionnaires to compare pre and post concept change consist of multiple choice questionnaire and open-ended response question were developed and applied to 19 science-gifted elementary students. Sufficiency of the explanation and conceptual quality of the explanation were used to assess the quality of their arguments before and after the program. Discourse and visual models collected from the highest and lowest group about score improvement were compared. The scores of the gifted statistically improved significantly in multiple choice questionnaire. Students' alternative conceptions about natural selection at the beginning of the program decreased and changed scientifically after the program. Visual models drawn by the students supported the results as well. This study asserts that elementary science-gifted students are able to explain evolutionary perspectives about organism change and use the key concepts of natural selection. The study means that evolutionary perspective is possible to be reflected in elementary science curriculum for the gifted.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	진화론은 무엇인가?	National Research Council(2011)는 생물학의 근간이 되는 개념 중 하나로 진화론을 선정했다. 진화론은 생명 현상을 포괄적으로 설명하는 이론으로서 생물학에서 가장 중심이 되는 이론이므로 과학교육에서 다루어야 할 내용이다(Ha, Cha & Ku, 2010; Dobzhansky, 1973; Rutledge & Warden, 2000). 생물의 진화를 이해하기 위해서는 변이, 변이의 유전, 경쟁, 과잉 생산, 제한된 환경, 차별적 생존과 번식, 자연 선택, 개체군 변이 등과 같은 개념들이 개인의 인지구조에 논리적으로 결합이 되어야 한다.
	생물의 진화를 이해하기 위해서 어떤 개념들이 개인의 인지구조에 논리적으로 결합이 되어야하는가?	진화론은 생명 현상을 포괄적으로 설명하는 이론으로서 생물학에서 가장 중심이 되는 이론이므로 과학교육에서 다루어야 할 내용이다(Ha, Cha & Ku, 2010; Dobzhansky, 1973; Rutledge & Warden, 2000). 생물의 진화를 이해하기 위해서는 변이, 변이의 유전, 경쟁, 과잉 생산, 제한된 환경, 차별적 생존과 번식, 자연 선택, 개체군 변이 등과 같은 개념들이 개인의 인지구조에 논리적으로 결합이 되어야 한다. 그래야 학습자들의 인지구조에 선개념으로 형성되어 있는 목적론, 용불용설, 의인화, 개체 내 적응과 같은 비과학적인 진화 개념들을 효과적으로 제거할 수 있다(Nehm & Ha, 2011).
	구성주의 교수가 지식의 전달이 아니라 관련된 경험을 대화할 기회를 제공하는 것이 목적인 이유는?	구성주의 교수의 목적은 지식의 전달이 아니라 관련된 경험과 대화할 기회를 제공하는 것이다(Driver, Newton & Osborne, 2000). 논변활동이 과학지식의 습득을 위한 효과적인 교수학습 전략이 될 수 있는 이유는 자신의 생각을 드러내는 과정을 거쳐 개념을 학습할 수 있으며(Driver, Newton & Osborne, 2000), 설명을 구성하는 과정에서 지식을 통합하고 연결시켜 내용에 대한 이해를 향상시킬 수 있기 때문이다(Chi et al., 1994).

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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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