[논문]과학영재들이 문제발견 과정에서 나타내는 과학개념 연결방식과 융합적 사고의 특징

박미진; 서혜애

doi:10.21796/jse.2018.42.2.256

과학영재들이 문제발견 과정에서 나타내는 과학개념 연결방식과 융합적 사고의 특징
How the Science Gifted Connect and Integrate Science Concepts in the Process of Problem Finding 원문보기

과학교육연구지 : 경북대학교 과학교육연구소 = Journal of science education, v.42 no.2, 2018년, pp.256 - 271

초록
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본 연구는 과학영재들이 문제발견 과정에서 나타내는 과학개념 연결방식과 융합적 사고의 특징을 분석하는데 목적을 두었다. 이를 위해 2015학년도 광역시 소재 대학부설 과학영재교육원 중등 심화과정 전공영역별로 지원한 228명을 모집단으로 설정하고, 연구대상은 선발과정 1차 전형에서 실시한 과학 창의적 문제해결력 검사도구 점수를 기준으로 상위 30%에 속하는 67명을 상위집단으로, 하위 30%에 속하는 64명을 하위집단으로 구분하고, 두 집단에 속하는 총131명을 표집하였다. 자료수집을 위한 검사도구 문항은 초등과학 교육과정에서 추출한 소리, 전기, 무게, 온도, 호흡, 광합성, 날씨, 지진의 과학개념 8개를 활용하여 개발하였다. 검사문항은 과학개념 8개 가운데 가장 선호하는 과학개념 2개를 연결하여 과학적 질문을 생성하도록 제시하였으며, 연구대상이 진술한 과학적 질문을 분석하였다. 연구결과 과학영재들은 심화과정 전공영역에 따라 과학개념 연결 선호도에서 차이를 나타냈다. 과학적 질문에서 나타난 과학개념 연결방식의 특징을 분석하기 위해 수집한 자료를 먼저 관계, 유사성, 비유사성에 근거한 연결방식으로 분류하였다. 나아가 관계에 근거한 과학개념 연결방식은 속성, 수단, 영향, 예측, 원인, 측정, 현상으로, 유사성에 근거한 과학개념 연결방식은 속성, 대상, 과학적 원리, 현상에 근거한 연결로, 비유사성에 근거한 과학개념 연결방식은 병렬, 자원, 제거에 근거한 연결로 세분화하였다. 상위집단과 하위집단 간에 과학개념 연결방식은 통계적으로 유의미한 (p<.000) 차이를 보였다. 상위집단은 하위집단에 비해 서로 다른 과학영역에 해당하는 개념을 연결하여 과학적 질문을 더 많이 생성하였으나, 하위집단은 상위집단에 비해 동일한 과학영역 내 개념들을 연결하여 과학적 질문을 더 많이 생성하였다. 상위집단은 하위집단에 비해 유사성에 근거한 과학개념 연결방식을 더 빈번하게 사용하는 특징을 나타낸 반면, 하위집단은 상위집단에 비해 비유사성에 근거하여 단순하게 병렬시키는 연결을 더 빈번하게 사용하는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The study aimed to investigate how the science gifted connect and integrate science concepts in the process of problem finding. Research subject was sampled from 228 applicants for a science gifted education center affiliated with a university in 2015. A creative problem solving test (CPST) in science, which administered as an admission process, was utilized as a reference to sample two groups. Sixty-seven students from top 30% in test scores were selected for the upper group and 64 students from bottom 30% in test scores were selected for the lower group. The CPST, which was developed by researchers, included one item about how to connect two science concepts among eight science concepts, sound, electricity, weight, temperature, respiration, photosynthesis, weather, and earthquake extracted from elementary science curriculum. As results, there were differences in choosing two concepts among four science major areas. The ways of connecting science concepts were characterized by three categories, relation-based, similarity-based, and dissimilarity-based. In addition, relation-based was characterized by attributes, means, influences, predictions, and causes; similarity-based was by attributes, objects, scientific principles, and phenomena, and dissimilarity-based was by parallel, resource, and deletion. There were significant (p<.000) differences in ways of connecting science concepts between the upper and the lower groups. The upper group students preferred connecting science concepts of inter-science subjects while the lower group students preferred connecting science concepts of intra-science subject. The upper group students showed a tendency to connect the science concepts based on similarity. In contrast, the lower group students frequently showed ways of connecting the science concepts based on dissimilarity. In particular, they simply parallelled science concepts.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유추란?	개념을 연결하고 융합하는 방식에는 유추(analogy) 와 조합(combination)의 사고과정이 있다(Welling, 2007). 유추는, 창의적 사고과정의 특징으로서, 일반적인 상황에서 설명되는 개념의 구조를 다른 새로운 상황으로 교환하여 창의적으로 설명하는 것으로 정의 할 수 있다. 조합은 두 개 또는 그 이상의 개념들을 결합하고 통합하여 새로운 한 개념을 만들어 내는 것으로 정의된다(Welling, 2007).
	유추적 접근을 활용하여 개념을 연결하고 융합하는 과정은 어떻게 되나?	이러한 유추적 접근을 활용하여 개념을 연결하고 융합하는 과정은 다음과 같이 5가지로 구체화할 수 있다. 첫째, 개념의 주된 특징이나 성질을 찾아낸다 (identification). 둘째, 한 개념에서 발견한 특징들을 다른 개념에서 발견한 특징들과 연결시킨다(mapping). 셋째, 연결된 특징들을 새로운 상황에 적용하여(application) 새로운 개념을 만들어낸다. 넷째, 새로운 개념에 대한 추가적 특징을 정의하여 새롭게 나타나는 특징을 정교화한다(elaboration). 다섯째, 새로이 나타난 특징을 포함하는 새로운 개념으로 수정한다(revision).
	초기 과학의 특징은?	과학은 역사를 통해 과거에서부터 오늘날에 이르기까지 자연현상을 탐구하는 것과 함께 복잡한 사회 문제를 해결하는데 중요한 역할을 해왔다. 초기 과학은 자연현상을 발견하고 탐구하는 대상으로 삼았으며, 자연현상 그 자체를 하나의 통합체로 이해하려고 시도하였다(Kang et al,, 2007). 그 후 과학은 발전 하는 과정에서 탐구하는 대상에 따라 영역별로 세분화되고 전문적으로 진보하였으며, 그 결과 물리, 화학, 생물, 지구과학 등의 각 과학영역들은 영역 간 경계를 만들어냈다(Aikenhead, 1994; Choe & Joo, 2007; Kim & Kim, 2011).

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저자의 다른 논문 :

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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