[논문]테라포밍에 대한 과학적 모델링 수업에서 소그룹 상호작용 중 발현되는 초등학생의 창의성

박신희; 최승언; 김찬종

doi:10.14697/jkase.2020.40.6.611

테라포밍에 대한 과학적 모델링 수업에서 소그룹 상호작용 중 발현되는 초등학생의 창의성
Elementary Students' Creativity Appear in Small Group Interactions During Model-Based Classrooms on Terraforming 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.40 no.6, 2020년, pp.611 - 620

초록
AI-Helper

본 연구는 학생들의 모델링 과정에서 나타나는 창의성을 사회적 구성주의 관점에서 사회적 상호작용을 통해 학습자가 구성할 수 있는 인지적 능력으로 보고, 이것이 성인의 지도보다는 학습자끼리 서로 상호작용할 때 더 활성화 될 수 있음에 주목하였다(Vygotsky, 1978). 이에 따라 모델링 과정에서 나타나는 학생들의 창의성과 그것에 영향을 미치는 소그룹 상호작용의 특징에 대하여 질적 분석을 통한 본질적 사례연구를 수행하였다. 연구자는 실제 수업에 활용할 9차시의 모듈을 개발하였다. 연구 참여자는 한국의 4학년 초등학생 24명(남 12명, 여 12명)이다. 연구자는 수업자 및 관찰자로서 연구에 참여했으며, 수업 동영상 자료와 녹음 자료, 학생 면담 녹음 자료, 활동지 등의 자료를 수집하였다. 창의성의 수준은 'Mini-C' 창의성(Beghetto & Kaufman, 2007)을 기준으로 하였으며, 학생들의 창의성 분석을 위하여 Davis, Rimm & Siegle(2010)가 제시한 19가지 창의적 능력을 참고하였다. 연구 결과, 개인 모델링 과정에서 주로 나타난 학생들의 창의성은 정교화, 평가, 시각화, 성급한 결론의 유보, 독창성, 분석, 집중 등이었다. 또한 모델링 과정에서 학생들의 창의성에 영향을 주는 소그룹 상호작용은 '제안', '동의', '질문', '반박', '전환'의 5가지로 분류할 수 있었다. 각각의 상호작용을 통해 학생들은 모델링 과정에서 자신만의 생각과 아이디어를 표현하고, 수정하는 과정을 보여주었다. 특히 어린 학생들임에도 불구하고, 자신의 개인 모델을 무조건적으로 반영하기 보다는 다양한 창의적 능력의 사용과 합의를 통해 더 나은 그룹 모델을 형성하고자 하였다. 이러한 점은 앞으로 과학적 모델링 연구에서 학생들의 창의성에 더욱 주목해야 할 필요성을 보여준다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of the study is to find creativity factors of students in the process of small group modeling and relate them to the types of interactions among students. In order to capture students' detailed interactions, this study was conducted as an 'essential case study' through qualitative analysis. We have developed the modules of nine lessons about terraforming, and they were used in an actual classroom. In order to understand the creativity of the students in the process of modeling, students' discourses and interview data were analyzed using 19 creative factors or abilities. The findings are as follows. Frequently found creativity factors are Elaboration, Evaluation, Visualization, Resist premature closer, Originality, Analysis and Concentration. And students' interactions that affect students' creativity in the process of modeling can be classified into four categories: Suggestion, Agreement, Questioning, Refutation, and Conversion. Through each interaction, students demonstrated the process of expressing and modifying their own thoughts and ideas in the modeling process. The findings of the study suggest that it is important to the teachers to understand types of interactions among students and the relationship between the types of interaction and creativity factors for students' creative modeling in modeling-based learning.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Contents of each class in the teaching and learning process
표 Table 2. Creative Ability (Davis, Rimm & Siegle, 2010)
그림 Figure 1. The process of analyzing the relationship between interaction and creativity
표 Table 3. Discourse attitude
그림 Figure 2. Frequency of creative ability of participants during modeling
표 Table 4. Group characteristics of small group interaction in the modeling process

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

”라고 설명하였다. S23 또한 비슷한 문제에 대한 해결책으로 “그냥 물 만드는 기계 만들면 안돼?”, “그냥 과학기 술이 발달해서 물이 자동으로 생성되는 거예요.”와 같이 말하며 과학 기술로 어려운 문제를 손쉽게 해결하고자 하였다. S41의 경우, 그룹원 이 “인공태양을 어떻게 만들어?”라고 묻자, “그땐 미래겠지.
전체적인 연구 데이터의 해석은 귀납적이며 상향식으로 이루어졌으며, 연구자는 데이터의 일반화 이전에 학생들의 세부적 행동 및 담화를 분석하고, 상황적 맥락을 상세하게 파악하고자 하였다. 또한 사회적 구성주의를 바탕으로, 모델링 활동에서 이루어지는 학생들의 담화 및 행위에 대해 연구자의 해석보다는 학생들의 주관적 신념과 지식의 구성을 파악하고자 하였다.
본 연구는 모델링 과정에서 나타나는 소그룹 상호작용과 학생들의 창의성에 대해 알아보고자 하였다. 연구를 위하여 먼저 ‘테라포밍’이 라는 개방형의 비구조화된 주제를 다룬 교수 학습과정안을 개발하였으며, 이를 적용한 모델링 수업 중 학생들의 담화 및 태도, 그리고 개인 활동지 등의 자료를 수집하고 분석하였다.
본 연구는 위와 같은 창의성의 수준과 구분을 참고하여, 수업 중 모델링 과정에서 나타나는 학생들의 다양한 mini-C 수준의 창의성의 발견에 주목했다. 이에 먼저 1-9차시의 모델링 기반 수업의 자료(수업 동영상, 녹음)를 바탕으로 학생들의 수업 태도와 그룹별 성향 및 친밀도, 전체적인 수업 참여도 등을 파악하였다.
본 연구는 이러한 특성을 가진 창의성과 학생들의 과학적 모델링 간의 관련에 주목한다. 그 까닭으로 Gilbert & Justi(2016)는 “모델링 에 학생들이 직접 참여하는 것은 학생들이 그들만의 질문을 하거나 실험을 제안, 설명이나 예측을 만들거나 평가할 수 있도록 느끼게 함으로써 학생들이 보다 창의적이 되도록 할 수 있다”고 하였으며, Nersessian(2008)은 과학자의 연구 과정을 추적하여 “모델링이 어떤 주제에 대해 비유, 이미지적 표상, 사고실험을 사용하기에 창의적인 활동”임을 밝혔다.
본 연구에서는 과학적 모델링 과정 중 소그룹 상호작용에서 드러난 학생들의 창의성을 서술하였다. 이를 통해 다양한 창의적 능력 이상 호작용 유형에 따라 다르게 발휘됨을 확인할 수 있었다.
이어서 민석이는 이전에는 생각하지 못한 것(독창성)을 이야기하며 이를 이미지화 시키는 시각화를 사용한다. 이를 들은 도현이는 민석이의 말에 ‘동의’(12)하며 민석이가 말한 이미지를 다른 방식으로 시각화시키며 민석이가 이야기한 것으로부터 증기의 개념을 유추하여 문제를 해결하고자 한다. 이때 보라가 잘 이해하지 못했다(14)고 말하자, 도현이는 자신의 생각을 정교화하여 다시 설명하고 있다.
따라서 본 연구자는 모델링 과정에서 나타나는 학생들의 창의성을 사회적 상호작용을 통해 학습자가 구성할 수 있는 인지적 능력으로 여기며, 성인의 지도보다는 학습자들 간에 서로 상호작용할 때 더 활성화될 수 있다고 본다(Vygotsky, 1978). 이에 본 연구는 모델링 과정에서 나타나는 소그룹 상호작용과 창의성에 대해 알아보고자 한다.
전체적인 연구 데이터의 해석은 귀납적이며 상향식으로 이루어졌으며, 연구자는 데이터의 일반화 이전에 학생들의 세부적 행동 및 담화를 분석하고, 상황적 맥락을 상세하게 파악하고자 하였다. 또한 사회적 구성주의를 바탕으로, 모델링 활동에서 이루어지는 학생들의 담화 및 행위에 대해 연구자의 해석보다는 학생들의 주관적 신념과 지식의 구성을 파악하고자 하였다.
각각의 상호작용을 통해 학생들은 모델링 과정에서 자신만의 생각과 아이디어를 표현하고, 수정하는 과정을 보여주었다. 특히 어린 학생들임에도 불구하고, 자신의 개인 모델을 무조건적으로 반영하기보다는 다양한 창의적 능력의 사용과 합의를 통해 더 나은 그룹 모델을 형성하고자 하였다. 이러한 점은 앞으로 과학적 모델링 연구에서 학생들의 창의성에 더욱 주목해야 할 필요성을 보여준다.

제안 방법

셋째, 확정된 9차시의 모델링 기반 교수 학습과정안으로 초등학교 4학년 학생 24명(남 12명, 여 12명)을 대상으로 수업을 진행하고 데이터를 수집하였다. 넷째, 수집한 데이터를 분석하고 이를 바탕으로 모델링 과정에서 나타나는 학생들의 창의성과 이에 영향을 미치는 학생들의 사회문화적 맥락을 소그룹 상호작용을 통해 파악하였다.
자신의 의견을 말할 때 학생들의 담화 태도는 적극적으로 이야기하는 경우, 의견을 이야기할 때 자신감이 부족한 경우, 의견을 거의 이야기하지 않는 경우로 구별하였다. 다른 사람의 의견을 들을 때는 다른 사람의 의견을 수용하는 경우와 다른 사람의 의견을 평가하는 경우, 다른 사람의 의견에 회의적인 경우, 다른 사람의 의견에 반응하지 않는 경우로 나누었다. 또한 학생들의 담화 특징을 살펴보면 많은 학생들이 과학 기술에의 존하여 문제를 해결하려는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
수집한 자료의 유형은 영상 녹화, 음성 녹음, 학생 활동지, 면담 녹음이다. 동영상 자료는 전체 수업 과정을 조망하기 위해 교실 전체를 촬영하는 카메라를 교실 앞, 뒤에 1대씩(총 2대) 설치하였으며, 학생들의 모델링 활동을 좀 더 자세히 관찰하기 위해서 그룹별로 액션캠을 1대씩(총 6대) 설치하였다. 또한 소그룹 활동에서 나타나는 담화를 정확히 파악하기 위하여, 그룹별 녹음기를 1대씩(총 6대) 배치하여 음성 자료를 수집하였다.
첫째 학생들의 모델링 과정을 세밀히 관찰하고, 이 과정에서 나타나는 학생들의 창 의성을 Davis, Rimm & Siegle(2010)의 19가지 창의적 능력을 기준으로 파악하였다. 둘째, 모델링 과정에서 흔히 나타나는 학생 간 상호작용 중 앞서 살펴본 학생들의 창의적 능력 사용에 영향을 미치는 상호 작용의 유형을 알아보았다. 셋째, 소그룹 상호작용 유형별 창의성과의 관련성을 도출하였다.
첫째, 모델링 기반 학습을 적용할 학년과 학생을 선정 및 섭외하였다. 둘째, 모델링 기반 교수학습과정 안을 개발 후 다른 학교의 같은 학년 학생들을 대상으로 파일럿 수업을 진행하였다. 이를 바탕으로 교수 학습과정안을 수정하고 최종 확정하였다.
이후 모델링 과정 중 학생들의 창의적 능력의 사용을 확인한 담화(59개)와 이에 영향을 미치는 소그룹 상호작용의 특성을 분석하였다. 또한 그룹 내 다양한 상호작용 유형을 범주화하여 5가지(제안, 동의, 질문, 반박, 전환)로 구분하였다.
동영상 자료는 전체 수업 과정을 조망하기 위해 교실 전체를 촬영하는 카메라를 교실 앞, 뒤에 1대씩(총 2대) 설치하였으며, 학생들의 모델링 활동을 좀 더 자세히 관찰하기 위해서 그룹별로 액션캠을 1대씩(총 6대) 설치하였다. 또한 소그룹 활동에서 나타나는 담화를 정확히 파악하기 위하여, 그룹별 녹음기를 1대씩(총 6대) 배치하여 음성 자료를 수집하였다.
먼저 수업을 녹화한 비디오 및 녹음기를 통해 학생들의 활동을 관찰한 후, 모든 담화는 6개의 그룹으로 나눠 전사하였다. 전사한 분량은 6그룹의 9차시 수업이다.
모델링 과정 중 소그룹 상호작용과 학생들의 창의성을 알아보기 위하여 학습에 참여한 학생들의 개인별 담화 태도와 담화의 특징을 분석하였다.
이처럼 모델링 과정에서 나타나는 상호작용은 필연적으로 학생들의 창의성에 영향을 미칠 수밖에 없다. 본 연구에서는 이러한 상호작용의 특징을 파악하기 위해 소그룹 내에서의 담화뿐만 아니라 비언어적 상호작용까지 고려하여 2단계로 분석하였다. 1단계는 그것이 이루어지는 상황적 맥락으로 개인 모델링과 그룹 모델링으로 나누었다.
모델 기반 학습의 소그룹 모델링 과정에서 나타나는 학생들의 창의성을 알아보기 위해 9차시 수업의 모든 과정에 대하여 자료를 수집하였다. 수집한 자료의 유형은 영상 녹화, 음성 녹음, 학생 활동지, 면담 녹음이다. 동영상 자료는 전체 수업 과정을 조망하기 위해 교실 전체를 촬영하는 카메라를 교실 앞, 뒤에 1대씩(총 2대) 설치하였으며, 학생들의 모델링 활동을 좀 더 자세히 관찰하기 위해서 그룹별로 액션캠을 1대씩(총 6대) 설치하였다.
본 연구는 모델링 과정에서 나타나는 소그룹 상호작용과 학생들의 창의성에 대해 알아보고자 하였다. 연구를 위하여 먼저 ‘테라포밍’이 라는 개방형의 비구조화된 주제를 다룬 교수 학습과정안을 개발하였으며, 이를 적용한 모델링 수업 중 학생들의 담화 및 태도, 그리고 개인 활동지 등의 자료를 수집하고 분석하였다. 학생들의 창의성 발현을 구분하기 위하여 Davis, Rimm & Siegle(2010)가 언급한 19가지 창의적 능력을 창의성의 판단 기준으로 삼았으며, 파악하고자 하는 창의성의 수준은 Beghetto & Kaufman(2007)이 분류한 경험, 행동 및 사건에 대한 새롭고 개인적으로 의미 있는 해석인 ‘mini-C 창의성’ 수준이었다.
이에 따라 모델링 과정에서 나타나는 학생들의 창의성과 그것에 영향을 미치는 소그룹 상호작용의 특징에 대하여 질적 분석을 통한 본질적 사례연구를 수행하였다. 연구자는 실제 수업에 활용할 9차시의 모듈을 개발하였다. 연구 참여자는 한국의 4학년 초등학생 24명(남 12명, 여 12명)이다.
마지막으로 7-9차 시에서는 지금까지 학습한 경험을 바탕으로 본격적인 테라포밍 모델 링 과정을 수행한다. 이 교수 학습과정안은 다른 학교의 동일 학년 학생들을 대상으로 한 파일럿 수업을 통해 수정⋅보안하고 최종 교수 학습과정안을 확정하였다.
비록 과학적인 오류가 많은 설명이었지만, 달에는 비가 내리지 않는다는 문제에 대해 S23은 다른 학생들은 말하지 않았던 방법을 말하고자 하였다. 이 담화는 19가지 창의적인 능력 중 독창성과 시각화로 분류하였다. 이처럼 연구자가 분류한 발화가 모델링 과정 중 mini-C 창의성(경험, 행동 및 사건에 대한 새롭고 개인적으로 의미 있는 해석)의 수준과 19가지 창의적인 능력으로 타당하게 해석될 수 있는지에 대해서는, 모델링 연구에 참여하고 초등1급 정교사 자격을 보유한 초등 교사 1인, 창의성 및 과학 교육 관련 연구를 수행한 바 있는 박사 1인으로부터 그 해석의 내용 타당도를 검증받았다.
이 과정에서 나타나는 창의적 능력은 먼저 도우가 개인 모델을 설명하면서 중력이 없다는 생각에서 무중력 자동차를 생각해내는 유추적 사고를 보여준다. 이를 듣고 호 연은 도우의 모델에서 문제를 발견하고, 세부 사항을 분석하여 ‘질 문’(02,04,06)한다. 도우는 이를 통해 자신의 모델을 좀 더 정교화하는 과정을 거치게 된다.
둘째, 모델링 기반 교수학습과정 안을 개발 후 다른 학교의 같은 학년 학생들을 대상으로 파일럿 수업을 진행하였다. 이를 바탕으로 교수 학습과정안을 수정하고 최종 확정하였다. 셋째, 확정된 9차시의 모델링 기반 교수 학습과정안으로 초등학교 4학년 학생 24명(남 12명, 여 12명)을 대상으로 수업을 진행하고 데이터를 수집하였다.
이때 학생들의 입장에서 맥락을 파악하기 위하여, 연구의 목적을 고려한 자료 해석은 되도록 배제하도록 노력하였다. 이어서 모델링 과정 중 그룹 내 담화, 학생들 이 작성한 모델링 활동지 및 연구자와의 회상 적 면담 자료는 모두 전사하였으며, 이 중 학생들의 mini-C 창의성으로 보이는 의미 있는 63개의 담화를 구별하여 창의적인 능력별로 분류하였다. 특히 4학년 학생들의 발화는 짧은 문장이 모여 의미 있는 담화를 이루는 경우가 많았다.
본 연구는 학생들의 모델링 과정에서 나타나는 창의성을 사회적 구성주의 관점에서 사회적 상호작용을 통해 학습자가 구성할 수 있는 인지적 능력으로 보고, 이것이 성인의 지도보다는 학습자끼리 서로 상호작용할 때 더 활성화될 수 있음에 주목하였다(Vygotsky, 1978). 이에 따라 모델링 과정에서 나타나는 학생들의 창의성과 그것에 영향을 미치는 소그룹 상호작용의 특징에 대하여 질적 분석을 통한 본질적 사례연구를 수행하였다. 연구자는 실제 수업에 활용할 9차시의 모듈을 개발하였다.
무엇보다 활동지만으로는 학생들이 그린 모델의 의미와 모델링 과정을 파악하기가 힘들었다. 이에 마지막 수업으로부터 14일 이후, 7-9차시 모델링 활동 중 다른 학생들에 비해 개인 모델이 특징적이거나, 모델링 과정에서 담화에 대한 추가적인 파악이 필요하다고 판단된 12명의 학생을 대상으로 개인별 회상 적 면담 3)을 추가로 진행하였다. 학생들은 자신이 만든 개인 모델을 연구자와 함께 다시 살펴보며, 모델의 생성 과정에 무슨 생각을 했는지, 모델링 과정에서 어떤 느낌이 들었는지 자세히 서술하였다.
본 연구는 위와 같은 창의성의 수준과 구분을 참고하여, 수업 중 모델링 과정에서 나타나는 학생들의 다양한 mini-C 수준의 창의성의 발견에 주목했다. 이에 먼저 1-9차시의 모델링 기반 수업의 자료(수업 동영상, 녹음)를 바탕으로 학생들의 수업 태도와 그룹별 성향 및 친밀도, 전체적인 수업 참여도 등을 파악하였다. 이때 학생들의 입장에서 맥락을 파악하기 위하여, 연구의 목적을 고려한 자료 해석은 되도록 배제하도록 노력하였다.
이에 연구자는 학생들의 자유로운 창의성 발현을 위한 수업 주제로 '테라포밍2)’을 선택하고 이를 초등학교 4학년 2학기 4단원 (2015 개정교육과정에서는 3학년 1학기 5단원 ) 단 원에 적용하였다.
다만 모델링의 단계적 맥락의 경우 아직 모델링이 익숙하지 않은 학생들에겐 그 단계가 뚜렷이 구분되지 않을 수 있으므로, 이 경우에는 여러 단계가 혼재하는 것으로 파악하였다. 이후 모델링 과정 중 학생들의 창의적 능력의 사용을 확인한 담화(59개)와 이에 영향을 미치는 소그룹 상호작용의 특성을 분석하였다. 또한 그룹 내 다양한 상호작용 유형을 범주화하여 5가지(제안, 동의, 질문, 반박, 전환)로 구분하였다.
본 연구의 결과는 크게 세 부분으로 나눌 수 있다. 첫째 학생들의 모델링 과정을 세밀히 관찰하고, 이 과정에서 나타나는 학생들의 창 의성을 Davis, Rimm & Siegle(2010)의 19가지 창의적 능력을 기준으로 파악하였다. 둘째, 모델링 과정에서 흔히 나타나는 학생 간 상호작용 중 앞서 살펴본 학생들의 창의적 능력 사용에 영향을 미치는 상호 작용의 유형을 알아보았다.
그룹원들에게 모델링 과정을 환기시키거나, 어떤 요소에서 다른 요소로 화제를 변화시키는 것 등이 있다. 특정인에게 말하는 것 같이 보일지라도 모든 그룹원들의 생각의 방향에 영향을 미칠 수 있는 경우에는 이것 또한 전환으로 해석하였다. 예를 들어 “넌 누구의 의견이 좋은 것 같아? 만일에 ○○이의 의견이 좋으면 어떤 점이 좋은 것 같아?”와 같은 발화도 특정인에게 말하는 것처럼 보이지만, 맥락상 다른 그룹원들의 이후 발언 및 행동에 영향을 미칠 수 있으므로 전환으로 볼 수 있다.
‘질문’은 단순히 상대방의 의견을 묻거나, 다른 사람의 의견을 듣고 궁금한 것을 묻는 것이다. 하지만 예를 들어 “잠깐만, 나 이해를 못했어”와 같이 의문문의 형태는 아니지만 질문의 의미를 가지는 경우에는 질문으로 해석하였다. ‘반박’은 다른 상대방의 의견에 반대하거나 그것의 불합리성을 지적하는 것이다.
모델링 과정에서 학생들이 서로 돕고, 의심되는 부분을 논의하고, 교실 전체와 소통 및 논의를 위한 그룹의 합일된 모델을 만들 수 있도록 하기 위해, 거의 모든 수업에서 약 4명 정도로 구성된 소그룹으로 모델링 활동이 이루어졌다. 학생들은 위와 같은 과정을 거치면서 모델을 비판하거나 비판받고, 개인 또는 그룹 모델을 수정하였다.

대상 데이터

모델 기반 학습의 소그룹 모델링 과정에서 나타나는 학생들의 창의성을 알아보기 위해 9차시 수업의 모든 과정에 대하여 자료를 수집하였다. 수집한 자료의 유형은 영상 녹화, 음성 녹음, 학생 활동지, 면담 녹음이다.
이를 바탕으로 교수 학습과정안을 수정하고 최종 확정하였다. 셋째, 확정된 9차시의 모델링 기반 교수 학습과정안으로 초등학교 4학년 학생 24명(남 12명, 여 12명)을 대상으로 수업을 진행하고 데이터를 수집하였다. 넷째, 수집한 데이터를 분석하고 이를 바탕으로 모델링 과정에서 나타나는 학생들의 창의성과 이에 영향을 미치는 학생들의 사회문화적 맥락을 소그룹 상호작용을 통해 파악하였다.
연구자는 실제 수업에 활용할 9차시의 모듈을 개발하였다. 연구 참여자는 한국의 4학년 초등학생 24명(남 12명, 여 12명)이다. 연구자는 수업자 및 관찰자로서 연구에 참여했으며, 수업 동영상 자료와 녹음 자료, 학생 면담 녹음 자료, 활동지 등의 자료를 수집하였다.
연구 참여자는 한국의 4학년 초등학생 24명(남 12명, 여 12명)이다. 연구자는 수업자 및 관찰자로서 연구에 참여했으며, 수업 동영상 자료와 녹음 자료, 학생 면담 녹음 자료, 활동지 등의 자료를 수집하였다. 창의성의 수준은 ‘Mini-C’ 창의성(Beghetto & Kaufman, 2007)을 기준으로 하였으며, 학생들의 창의성 분석을 위하여 Davis, Rimm & Siegle(2010)가 제시한 19가지 창의적 능력을 참고하였다.
이처럼 연구자가 분류한 발화가 모델링 과정 중 mini-C 창의성(경험, 행동 및 사건에 대한 새롭고 개인적으로 의미 있는 해석)의 수준과 19가지 창의적인 능력으로 타당하게 해석될 수 있는지에 대해서는, 모델링 연구에 참여하고 초등1급 정교사 자격을 보유한 초등 교사 1인, 창의성 및 과학 교육 관련 연구를 수행한 바 있는 박사 1인으로부터 그 해석의 내용 타당도를 검증받았다. 연구자의 해석에 대해 다른 의견이 있는 경우 다시 한 번 담화가 이루어진 상황을 검토하고 협의하였으며 전원의 동의가 이루어지지 않았던 4개 담화는 해석에서 제외하여 최종적으로 59개의 담화를 분석하였다.
이후 모델링 기반 학습에서는 교사의 모델과 모델링에 대한 이해가 중요하므로(Campbell, Oh, & Neilson, 2012; Gilbert & Justi, 2016) 연구자가 직접 수업이 가능한 경기도 소재 초등학교의 4학년 1개 반을 선정하여 2017년 12월 과학 교과 정규 수업 시간에 모델링 기반 수업(9차시)을 진행하였다. 학교의 위치는 경기도 OO시 구도심의 재개발 지역이며, 학생들의 과학 과목의 성취는 보통이지만 과학에 대한 흥미는 높은 것으로 나타났다.

이론/모형

1단계는 그것이 이루어지는 상황적 맥락으로 개인 모델링과 그룹 모델링으로 나누었다. 2단계는 모델링의 단계적 맥락에서 Clement(1989)의 GEM Cycle(모델의 생성, 모델의 평가, 모델의 수정)의 구분을 사용하였다. 다만 모델링의 단계적 맥락의 경우 아직 모델링이 익숙하지 않은 학생들에겐 그 단계가 뚜렷이 구분되지 않을 수 있으므로, 이 경우에는 여러 단계가 혼재하는 것으로 파악하였다.
그리고 모델링 기반 수업 중 발견한 학생들의 mini-C 창의성의 구분을 위하여, 본 연구에서는 Davis, Rimm & Siegle(2010)의 19가지 창의적인 능력의 구분을 이용하였다. 흔히 창의성을 분석하고자 하는 시도 중 창의적 능력을 통해 창의성을 이해하고자 한 견해로 유창성, 융통성, 독창성, 정교화를 언급하는 경우가 많다.
학생들로부터 나타나는 창의성의 분석을 위해서는 먼저 창의성의 수준을 설정할 필요가 있다. 이에 본 연구는 ‘mini-C 창의성’ 개념을 도입하였다. mini-C 창의성은 “경험, 행동 및 사건에 대한 새롭고 개인 적으로 의미 있는 해석”으로 정의한다.
연구자는 수업자 및 관찰자로서 연구에 참여했으며, 수업 동영상 자료와 녹음 자료, 학생 면담 녹음 자료, 활동지 등의 자료를 수집하였다. 창의성의 수준은 ‘Mini-C’ 창의성(Beghetto & Kaufman, 2007)을 기준으로 하였으며, 학생들의 창의성 분석을 위하여 Davis, Rimm & Siegle(2010)가 제시한 19가지 창의적 능력을 참고하였다.
연구를 위하여 먼저 ‘테라포밍’이 라는 개방형의 비구조화된 주제를 다룬 교수 학습과정안을 개발하였으며, 이를 적용한 모델링 수업 중 학생들의 담화 및 태도, 그리고 개인 활동지 등의 자료를 수집하고 분석하였다. 학생들의 창의성 발현을 구분하기 위하여 Davis, Rimm & Siegle(2010)가 언급한 19가지 창의적 능력을 창의성의 판단 기준으로 삼았으며, 파악하고자 하는 창의성의 수준은 Beghetto & Kaufman(2007)이 분류한 경험, 행동 및 사건에 대한 새롭고 개인적으로 의미 있는 해석인 ‘mini-C 창의성’ 수준이었다.

성능/효과

주로 분위기가 허용적인 그룹(Group A, Group B)이 거나 창의적 능력을 많이 보이는 학생(S12, S21, S23, S43)이 있는 그룹(Group A, Group B, Group D)에서 자주 나타났다. ‘제안’은 다른 상호작용에 비하여 학생들로 하여금 비교적 다양한 창의적 능력을 사용하는데 영향을 주었으며, 특히 ‘제안’에 이어 나타나는 창의적인 능력은 독창성과 시각화가 두드러졌다. 특이한 점으로는 시각화의 경우 정교화와 함께 사용되는 경우가 많았다.
모델링 과정에서의 그룹별 특성에 대한 이해를 바탕으로 상호작용 속 학생들의 담화 태도와 담화 내용을 앞서 설명한 2단계 맥락으로 분석한 결과, 개인 모델링 과정에서는 특히 모델의 수정에서 학생들의 창의적 능력 사용을 확인할 수 있었다. 그리고 그룹 모델링에서는 모델의 형성 과정에서 학생들의 상호작용이 많이 나타났으며 이로 인한 학생들의 창의적 능력 사용의 빈도도 다른 모델링 과정에 비해 높았다.
넷째, ‘반박’은 17번 나타났으며, 특히 Group D의 상호작용에서 많이 보였다. 특히 이 유형은 창의적 능력 중 주로 정교화와 성급한 결론의 유보에 영향을 주는 것으로 보인다.
다섯째, ‘전환’이 나타난 횟수는 7회로 그다지 많은 빈도를 보이지 는 않았다. 하지만 Group A에서 나타난 ‘전환’은 학생들의 창의적 능력 중 집중이 나타나는 데에 직접적으로 영향을 끼쳤으며 이는 매우 특징적이다.
둘째, ‘동의’는 4번 나타났으며, 이는 분석된 유형 중 가장 적은 빈도를 보인다. ‘동의’가 많이 나타난 그룹은 Group A와 Group B였으며, 이를 통해 학생들은 주로 상대방의 의견에 좋은 평가를 내리거 나, 유추적 사고, 통찰력의 창의적 능력을 사용하고 있다.
첫째, ‘제안’은 학생들이 창의적 능력 중 독창성을 많이 사용하는 계기가 되었으며, 그룹의 분위기가 허용적이거나 창의적 능력을 뚜렷이 보이는 학생이 있는 그룹의 경우에 많이 나타났다. 둘째, ‘동의’는 학생들이 창의적 능력을 사용하는 데에 직접적인 영향을 주기보다는 소그룹 상호작용을 촉진함으로써 이후 나타나는 창의적 능력에 간접적인 영향을 미치는 것으로 보인다. 셋째, ‘질문’은 창의적 능력 중 정교화와 깊은 관련이 있으며, 넷째, ‘반박’은 학생들의 많은 창의적 능력보다는 다양한 창의적 능력의 사용에 긍정적인 영향을 끼쳤다.
각각의 상호작용을 통해 학생들은 모델링 과정에서 자신만의 생각과 아이디어를 표현하고, 수정하는 과정을 보여주었다. 또한 5가지 상호작용은 모델링 과정에서 학생들의 창의성에 영향을 미치는 개별적 특성도 보여주었다. 첫째, ‘제안’은 학생들이 창의적 능력 중 독창성을 많이 사용하는 계기가 되었으며, 그룹의 분위기가 허용적이거나 창의적 능력을 뚜렷이 보이는 학생이 있는 그룹의 경우에 많이 나타났다.
또한 모델링 과정 중 학생들의 창의적 능력 사용에 영향을 미치는 상호작용의 유형은 크게 ‘제안’, ‘동의’, ‘질문’, ‘반박’, ‘전환’으로 분류할 수 있었다. 각각의 상호작용의 특성과 구분은 다음과 같다.
연구 결과, 개인 모델링 과정에서 주로 나타난 학생들의 창의성은 정교화, 평가, 시각화, 성급한 결론의 유보, 독창성, 분석, 집중 등이었다. 또한 모델링 과정에서 학생들의 창의성에 영향을 주는 소그룹 상호작용은 ‘제안’, ‘동의’, ‘질문’, ‘반박’, ‘전환’의 5가지로 분류할 수 있었다. 각각의 상호작용을 통해 학생들은 모델링 과정에서 자신만의 생각과 아이디어를 표현하고, 수정하는 과정을 보여주었다.
또한 모델링 학생들의 상호작용이 활발할수록 창의적 능력의 사용 이 두드러지는 것을 확인할 수 있었다. 특히 상호작용과 창의적 능력의 사용은 개인 모델의 수정 또는 개인 모델에서 그룹 모델로 나아가 는 그룹 모델의 형성 과정에서 활발하게 일어났다.
다른 사람의 의견을 들을 때는 다른 사람의 의견을 수용하는 경우와 다른 사람의 의견을 평가하는 경우, 다른 사람의 의견에 회의적인 경우, 다른 사람의 의견에 반응하지 않는 경우로 나누었다. 또한 학생들의 담화 특징을 살펴보면 많은 학생들이 과학 기술에의 존하여 문제를 해결하려는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 예를 들어 S12는 연구자와의 면담에서 “다른 기계를 만들어서 달에다 가 설치한 다음 지구에서 또 물을 가져와 가지고 물을 무한으로 생성하는 연못 같은 것을 만드는… 그런 기계를 만들어 가지고 계속 물을 먹을 수 있도록 하려고요.
모델링 과정에서의 그룹별 특성에 대한 이해를 바탕으로 상호작용 속 학생들의 담화 태도와 담화 내용을 앞서 설명한 2단계 맥락으로 분석한 결과, 개인 모델링 과정에서는 특히 모델의 수정에서 학생들의 창의적 능력 사용을 확인할 수 있었다. 그리고 그룹 모델링에서는 모델의 형성 과정에서 학생들의 상호작용이 많이 나타났으며 이로 인한 학생들의 창의적 능력 사용의 빈도도 다른 모델링 과정에 비해 높았다.
모델링 과정에서의 상황적 맥락(개인 모델링 / 그룹 모델링)과 단계적 맥락(모델의 생성 / 모델의 평가 / 모델의 수정)을 종합하여, 모델링 과정에서 학생들의 창의성에 영향을 미치는 소그룹 상호작용의 특성과 창의성의 관련성을 도출하였다(Fig. 1).
(2012)은 달의 위상 변화에 대한 과학적 모형 구성 수업에서 모둠 내에서의 토론이 모둠의 모형 생성 및 발달과정에 기여하며, 목표 모형과 초기 모형의 유사성 정도에 따라 개인 모형의 발달 과정이 달라짐을 보여주었다. 모둠 활동에 적극적으로 참여하는 학생이 많을수록 초기 모형은 다양해지고 최종 모형도 더욱 정교하게 나타났으며, 교사는 모형의 생성 및 발달과정에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.
셋째, ‘질문’은 32번 나타났으며 대부분의 그룹 내 상호작용에서 확인할 수 있었다. 이는 분석된 유형 중 가장 많은 빈도이다.
둘째, ‘동의’는 학생들이 창의적 능력을 사용하는 데에 직접적인 영향을 주기보다는 소그룹 상호작용을 촉진함으로써 이후 나타나는 창의적 능력에 간접적인 영향을 미치는 것으로 보인다. 셋째, ‘질문’은 창의적 능력 중 정교화와 깊은 관련이 있으며, 넷째, ‘반박’은 학생들의 많은 창의적 능력보다는 다양한 창의적 능력의 사용에 긍정적인 영향을 끼쳤다. 마지막으로 ‘전환’은 학생들이 문제에 좀 더 집중하도록 하는 역할을 하였다.
둘째, 모델링 과정에서 흔히 나타나는 학생 간 상호작용 중 앞서 살펴본 학생들의 창의적 능력 사용에 영향을 미치는 상호 작용의 유형을 알아보았다. 셋째, 소그룹 상호작용 유형별 창의성과의 관련성을 도출하였다.
연구 결과, 개인 모델링 과정에서 주로 나타난 학생들의 창의성은 정교화, 평가, 시각화, 성급한 결론의 유보, 독창성, 분석, 집중 등이었다. 또한 모델링 과정에서 학생들의 창의성에 영향을 주는 소그룹 상호작용은 ‘제안’, ‘동의’, ‘질문’, ‘반박’, ‘전환’의 5가지로 분류할 수 있었다.
본 연구에서는 과학적 모델링 과정 중 소그룹 상호작용에서 드러난 학생들의 창의성을 서술하였다. 이를 통해 다양한 창의적 능력 이상 호작용 유형에 따라 다르게 발휘됨을 확인할 수 있었다. 또한 학생들에게 상호작용 기회를 제공하며, 이러한 상호작용을 통해 학생들이 모델 생성 및 수정을 한다는 점에서 모델링 기반 학습이 창의성 신장에 기여하는 것으로 보인다.
첫째, ‘제안’은 31번 나타났으며, 분석된 유형 중 두 번째로 많은 빈도를 보인다. 주로 분위기가 허용적인 그룹(Group A, Group B)이 거나 창의적 능력을 많이 보이는 학생(S12, S21, S23, S43)이 있는 그룹(Group A, Group B, Group D)에서 자주 나타났다.
또한 5가지 상호작용은 모델링 과정에서 학생들의 창의성에 영향을 미치는 개별적 특성도 보여주었다. 첫째, ‘제안’은 학생들이 창의적 능력 중 독창성을 많이 사용하는 계기가 되었으며, 그룹의 분위기가 허용적이거나 창의적 능력을 뚜렷이 보이는 학생이 있는 그룹의 경우에 많이 나타났다. 둘째, ‘동의’는 학생들이 창의적 능력을 사용하는 데에 직접적인 영향을 주기보다는 소그룹 상호작용을 촉진함으로써 이후 나타나는 창의적 능력에 간접적인 영향을 미치는 것으로 보인다.
이후 모델링 기반 학습에서는 교사의 모델과 모델링에 대한 이해가 중요하므로(Campbell, Oh, & Neilson, 2012; Gilbert & Justi, 2016) 연구자가 직접 수업이 가능한 경기도 소재 초등학교의 4학년 1개 반을 선정하여 2017년 12월 과학 교과 정규 수업 시간에 모델링 기반 수업(9차시)을 진행하였다. 학교의 위치는 경기도 OO시 구도심의 재개발 지역이며, 학생들의 과학 과목의 성취는 보통이지만 과학에 대한 흥미는 높은 것으로 나타났다. 수업 자로서 연구자는 초등1급 정교 사 자격을 지니고 있으며 초등학교 교사로서 8년의 경력을 지니고 있다.

후속연구

그리고 앞으로는 창의성과 과학적 사고 사이의 차이를 이론적으로 규명하는 연구가 필요할 것으로 보인다. 예를 들어 유추, 분석 및 문제의 발견 등은 창의적 능력과 과학적 사고 모두에서 의미 있게 다루어지는 인지적 능력이다.
더불어 이 같은 수업을 구성하고 안내할 수 있는 역량을 가진 교사를 양성하기 위하여, 예비 교사를 대상으로 한 모델링 교육 및 모델링 관련 교사 연수 프로그램 등이 요구된다. 또한 학생들의 창의성을 이해하고 적용하기 위해서는 창의성에 영향을 미치는 요인들에 대한 연구도 필요하다. 예를 들어 학생들의 창의성에 영향을 미치는 또 다른 사회문화적 요인, 지역사 회 요인, 가족 및 교우 관계 요인, 교사 요인 등의 연구들이 있다.

참고문헌 (43)

Amabile, T. M. (1988). A model of creativity and innovation in organizations. Research in organizational behavior, 10(1), 123-167.
Beech, M. (2009). Terraforming: The Creating of Habitable Worlds. NY: Springer New York.
Beghetto, R. A., & Kaufman, J. C. (2007). Toward a broader conception of creativity: A case for "mini-c" creativity. Psychology of Aesthetics, Creativity, and the Arts, 1(2), 73-79.

상세보기
Campbell, T., Oh, P. S., & Neilson, D. (2012). Discursive Modes and Their Pedagogical Functions in Model-Based Inquiry (MBI) Classrooms. International Journal of Science Education, 34(15), 2393-2419.

상세보기
Clement, J. (1989). Learning via model construction and criticism. In Handbook of creativity (pp. 341-381). Springer.
Csikszentmihalyi, M. (1996). The creative personality. Psychology today, 29(4), 36-40.
Csikszentmihalyi, M. (1996). Flow and the psychology of discovery and invention. New York: Harper Collins.
DanielsMcGhee & Davis, G. A. (1994). The imagerycreativity connection. The Journal of Creative Behavior, 28(3), 151-176.

상세보기
Davis, G. A., Rimm, S, B., & Siegle, D. (2010). Education of the Gifted and Talented(6th edition). Pearson.
Einstein, A., & Infeld, L. (1966). The Evolution of Physics. New York: Simon and Schuster.
Gilbert, J. K., & Afonso, A. S. (2015). Lifelong Learning: Approaches to Increasing the Understanding of Chemistry by Everybody. Chemistry Education: Best Practices, Opportunities and Trends, 123-148.
Gilbert, J. K., Boulter, C., & Rutherford, M. (1998). Models in explanations, Part 1: Horses for courses? International Journal of Science Education, 20(1), 83-97.

상세보기
Gilbert, J. K., & Justi, R. (2016). Modelling-based teaching in science education. Switzerland: Springer.
Guilford, J. (1971). Some misconceptions regarding measurement of creative talents. The Journal of Creative Behavior.
Halloun, I. A. (2006). Fundamental Tenets of Modeling Theory. Modeling Theory in Science Education, 1-32.
Horst, S. (1993). Learning physics by making models. Physics Education, 28(2), 102-106.

상세보기
Jonassen, D., Strobel, J., & Gottdenker, J. (2005). Model building for conceptual change. Interactive Learning Environments, 13(1-2), 15-37.

상세보기
Justi, R. (2006). La ensenanza de ciencias basada en la elaboracion de modelos. Ensenanza de las ciencias: Revista de investigacion y experiencias didacticas, 24(2), 173-184.
Kang, E., Choe, S., Kim, C., Kim, H., Lee, S., Park, H., Yoo, J. (2012). Exploring the Patterns of Group model Development about Blood Flow in the Heart and Reasoning Process by Small Group Interaction. Journal of the Korean Association for Research in Science Education, 32(5), 805-822.

원문보기 상세보기
Khan, S. (2007). Modelbased inquiries in chemistry. Science Education, 91(6), 877-905.

상세보기
Koponen, I. T. (2007). Models and modelling in physics education: A critical re-analysis of philosophical underpinnings and suggestions for revisions. Science & Education, 16(7-8), 751-773.

상세보기
Martinez, J. M. O., & del Mar Aragon-Mendez, M. (2009). Contribucion del aprendizaje con analogias al pensamiento modelizador de los alumnos en ciencias: marco teorico. Ensenanza de las ciencias: Revista de investigacion y experiencias didacticas, 27(2), 195-208.
McComas, W. F. (1998). The principal elements of the nature of science: Dispelling the myths. In The nature of science in science education (pp. 53-70). Springer. Dordrecht.
Ministry of Education (2015). 2015 revised national science curriculum. Sejong: Ministry of Education.
Morgan, M. S. & Morrison, M. (1999). Models as mediators: Perspectives on natural and social science (Vol. 52), (pp. 10-37). New York: Cambridge University Press.
Mozzer, N. B., Justi, R., & Costa, P. P. (2011). Students' analogical reasoning when participating in modelling-based teaching activities. Paper presented at the Ebook proceedings of the ESERA 2011 conference-science learning and citizenship. Universite de Lyon, Lyon.
Nersessian, N. J. (2008). Mental modeling in conceptual change. International handbook of research on conceptual change, 391-416.
Nersessian, N. J. (2010). Creating scientific concepts: MIT press.
Osborn, A. F. (1953). Applied imagination. Oxford, England: Scribner'S.
Park, K., Ryu, J., Park, I., Bang, S., Yuk, K., Yoon, Y., Lee, M., Lee, S., Lee, J., Jeon, M., Jeon, Y., Cho, S., Jin, S. (2014). Gifted Education at a Glance. Seoul: Hakjisa Co.
Rea-Ramirez, M. A., Clement, J., & Nunez-Oviedo, M. C. (2008). An instructional model derived from model construction and criticism theory. In Model based learning and instruction in science (pp. 23-43). Springer.
Reitman, W. R. (1965). Cognition and thought: an information processing approach. Oxford, England: Wiley.
Rogers, C. R. (1954). Toward a theory of creativity. ETC: A Review of General Semantics, 11(4), 249-260.
Sawyer, K. (2011). Extending Sociocultural Theory to Group Creativity. Vocations and Learning, 5(1), 59-75.

상세보기
Torrance, E. P. (1962). Guiding creative talent. Englewood Cliffs, NJ, US: Prentice-Hall, Inc.
Torrance, E. P. (1972). Can we teach children to think creatively? The Journal of Creative Behavior, 6(2), 114-143.

상세보기
Torrance, E. P. (1979). An instructional model for enhancing incubation. The Journal of Creative Behavior, 13(1), 23-35.

상세보기
Torrance, E. P. (1980). Creativity and style of learning and thinking characteristics of adaptors and innovators. Creative Child & Adult Quarterly. 5(2), 80-85.
Torrance, E. P. (1988). The nature of creativity as manifest in its testing. The nature of creativity: Contemporary psychological perspectives, 43-75.
Voss, J. F., & Post, T. A. (1988). On the solving of ill-structured problems. In M. T. H. Chi, R. Glaser, & M. J. Farr (Eds.), The nature of expertise (pp. 261-285). Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
Vygotsky, L. (1978). Interaction between learning and development. Readings on the development of children, 23(3), 34-41.
Windschitl, M., Thompson, J., & Braaten, M. (2008). Beyond the scientific method: Modelbased inquiry as a new paradigm of preference for school science investigations. Science Education, 92(5), 941-967.

상세보기
Yu, H., Ham, D., Cha, H., Kim, M., Kim, H., Yoo, J., Park, H., Kim, C., Choe, S. (2012). Model Creation and Model Developing Process of Science Gifted Students in Scientific Model Constructing Class for Phase Change of the Moon. The Korean Society for the Gifted and Talented, 22(2), 291-315.

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증