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Model Eliciting Activity(MEA)를 통한 초등 과학영재들의 문제해결 특성 분석
An Analysis of the Characteristics of Elementary Science Gifted Students' Problem Solving through Model Eliciting Activity(MEA) 원문보기

대한지구과학교육학회지 = Journal of the Korean society of earth science education, v.12 no.1, 2019년, pp.64 - 81  

윤진아 (부산대학교) ,  한금주 (부산대학교) ,  남윤경 (부산대학교)

초록
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본 연구는 MEA(Model Eliciting Activity)활동에서 나타나는 초등과학영재들의 문제해결 과정에서 나타나는 사고특성을 분석하는데 목적을 두었다. 이를 위해 광역시 소재 P대학부설 과학영재교육원 입학 선발과정에서 1차 창의적 문제해결력 검사를 통과한 40명의 초등과학영재를 대상으로 MEA활동을 실시하고 활동지를 분석하였다. 수행된 MEA활동은 'Coffee cup challenge'로 컵 도면을 활용하며 주어진 크기의 종이에 컵 옆면과 바닥을 가장 많이 배치하는 최적의 방법을 고안하는 활동으로 구성되어있다. 학생들이 문제해결과정에서 그린 3가지의 그림과 그 그림에 대한 설명이 주요 데이터로 수집되었으며, 통계적(상관분석)과 질적 분석을 통해 1)직관적 사고와 시각적 표현 그리고 2) 분석적 사고와 의사소통능력간의 관계를 분석하였다. 연구의 결과 1) 직관적 통찰은 시각적 표현능력과 전체 문제해결과정에서 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다, 2) 분석적 사고와 정교화 과정이 의사소통능력에 큰 영향을 주는 것으로 해석되었다. 따라서 본 연구는 MEA활동이 스스로 아이디어를 구성하고, 다양한 해결방법을 찾아갈 수 있는 학습기회를 제공함으로써 초등과학영재들에게 반성과 사고를 촉진하고 학문적 연결과 의사소통능력을 길러주는 유용한 활동임을 고찰하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to analyze elementary science gifted students' characteristics of the thinking in the problem solving process through a MEA(Model Eliciting Activity)activity. The subjects of this study are 40 elementary science gifted students who passed the first screen for the admissi...

주제어

표/그림 (18)

AI 본문요약
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문제 정의

  • MEA는 문제에 대한 인식, 문제해결 방법에서 융합적 사고력을 요구하는 해결책 설계, 그리고 문제해결방법에 대한 의사소통 능력을 함께 활용하도록 설계되었으며, 특히 모델링 능력에 대한 영재성과 창의성 판단을 위해 연구되었다(Chamberlin & Moon, 2005). 따라서 본 연구에서는 융합적 문제 해결 상황을 제공하는 MEA 활동을 통해 초등과학영재 학생들의 문제 해결적 특성을 파악하는 것을 그 목적으로 한다.
  • 두 번째 활동에서 학생들은 실제 컵 도면을 활용하여 배치해 봄으로써 손그림과의 차이점, 자신의 처음 손그림의 문제점을 인식하고 새로운 방법을 고안하거나 사고하는 단계이다. 따라서 이 활동에서는 문제 해결을 위해 주어진 자료나 정보 간의 논리적 관계를 분석하고 명료화하는 사고를 통해 분석적 사고력을 살펴보고자 하였다.
  • 본 연구는 MEA(Model Eliciting Activity) 활동에서 나타나는 초등과학영재들의 문제 해결 과정에서 나타나는 사고 특성을 분석한 것이다. 먼저 초등과학영재들의 직관적 사고력과 분석적 사고력은 각각의 문제 해결 전체 점수와 강한 상관관계를 보이지만 둘 사이에는 통계적으로 유의미한 상관관계가 없었다.
  • 본 연구에서는 사고력의 근본적이면서 상반된 두 가지 측면, 발산적 사고와 수렴적 사고 측면에서의 직관적 사고와 분석적 사고(Bruner, 1963)에 초점을 맞추어 MEA 활동을 통해 드러난 이 두 가지 사고력의 상호작용을 알아보고 이러한 사고과정과 관련된 시각화, 의사소통 능력이 사고과정 전반에서 어떻게 나타나는지에 중점을 두어 살펴보고자 한다. 본 연구의 구체적인 연구 문제는 다음과 같다.
  • 수행된 MEA 활동은 ‘Coffee cup challenge’로 컵 도면을 활용하며 주어진 크기의 종이에 컵 옆면과 바닥을 가장 많이 배치하는 최적의 방법을 고안하는 단계별 문항으로 MEA 활동에서 나타난 초등과학영재들의 문제 해결 특성을 분석하는 데 목적을 두었다.
  • 본 연구의 결과는 MEA 각각의 활동 과정을 통해 문제 해결의 시작 부분에서 직관적으로 선택된 문제해결 방법이 전체 문제 해결 과정에서 중요한 방향을 결정하며 분석적 사고가 직관적 사고와 함께 상호보완적인 역할을 하고 있음(이대현, 1999)을 보여 준다. 이와 더불어 본 연구의 결과는 또한 상위그룹과 하위 그룹 학생들의 사고력 차이에 대한 자료를 제공한다. 하위그룹의 문제 해결 과정에서, 직관적 사고력이 비슷한 학생들 중 시각적 표현능력이 하락한 학생은 1명이었으나, 분석적 사고력이 비슷한 학생들 중 의사소통능력이 하락하는 학생은 7명으로 나타났다.
  • 첫 번째 활동에서 학생들은 제시된 문제 상황을 읽고 이에 대한 최적의 모델을 설계하기 위한 사고과정이 일어난다. 자신이 생각하는 최적의 모델을 손 그림을 그려보고 그 이유에 대해 기술함으로써 직관적 통찰력과 시각적 표현능력을 살펴보고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
MEA 연구목적은 무엇이 있는가? MEA 연구목적은 크게 세 가지로 볼 수 있다. 첫째, 학생들이 실생활에서 복잡한 문제를 해결하기 위해 수학적 모델을 이용하도록 하는 것이다(Lesh & Doerr, 2003). 둘째, 실생활의 복잡한 문제를 해결하는 과정을 통해 학생들의 사고과정을 면밀히 분석할 수 있는 기회를 얻을 수 있다(Chamberlin & Coxbill, 2012). 셋째, MEA 문제를 해결하기 위해서는 다양한 사고 과정과 창의성을 발휘해야하기 때문에 이를 해결하는 과정에서 학생들은 수학적 지식을 사용하고, 교사는 사고과정을 분석함으로써 창의적 수학영재를 식별하는 역할을 할 수 있다(Chamberlin & Moon, 2005).
문제해결이란 무엇인가? 학자들마다 의견의 차이가 있지만 문제해결이란 문제해결자가 즉각적으로 이용할 수 있는 분명한 해결방법이 없을 때 현재의 주어진 상태에서 목표상태에 도달하기 위한 인지과정(cognitive processing)을 의미한다(Mayer, 1999). 문제해결에서 인지 과정은 과학적 사고과정의 하나로 학습방법, 학습결과 등으로 정의되거나 추론, 직관, 분석적사고, 비판적사고, 반성적사고, 과학적 방법, 발견, 탐구 등 다양한 사고과정으로 표현된다(Chiappetta & Russell, 1982; Fiest, 2008).
문제해결에서 인지 과정은 어떻게 정의되거나 표현되는가? 학자들마다 의견의 차이가 있지만 문제해결이란 문제해결자가 즉각적으로 이용할 수 있는 분명한 해결방법이 없을 때 현재의 주어진 상태에서 목표상태에 도달하기 위한 인지과정(cognitive processing)을 의미한다(Mayer, 1999). 문제해결에서 인지 과정은 과학적 사고과정의 하나로 학습방법, 학습결과 등으로 정의되거나 추론, 직관, 분석적사고, 비판적사고, 반성적사고, 과학적 방법, 발견, 탐구 등 다양한 사고과정으로 표현된다(Chiappetta & Russell, 1982; Fiest, 2008). 다시 말해 문제해결력은 문제에 대한 인식을 기반으로 다양한 해결책을 선택하고 전략을 구성하는 복잡하고 고차원적인 사고의 과정이 연속적이고 상호 보완적으로 결합된 형태라고 볼 수 있다.
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