[논문]공기 압력에 대한 초등영재 학생들의 과학그리기 및 과학글쓰기에서 구성된 과학적 설명과 어포던스 분석 - 다중모드적 표상의 교육적 활용 -

장진아; 박준형; 박지선

doi:10.15267/keses.2023.42.1.161

[국내논문] 공기 압력에 대한 초등영재 학생들의 과학그리기 및 과학글쓰기에서 구성된 과학적 설명과 어포던스 분석 - 다중모드적 표상의 교육적 활용 -
Analysis of Scientific Explanations and the Affordances Constructed in Gifted Elementary Students' Science Drawings and Science Writings about Air Pressure: Pedagogical Use of Multimodal Representations 원문보기

초등과학교육 = Journal of Korean elementary science education, v.42 no.1, 2023년, pp.161 - 177

장진아 (난양공과대학교 국립교육원) , 박준형 (난양공과대학교 국립교육원) , 박지선 (이화여자대학교)

초록
AI-Helper

과학적 설명은 글, 도식, 그래프와 같이 다양한 표상들로 구성되는데, 각 표상들은 하나의 '모드'로서 비슷하나 조금씩 다른 의미들을 연결하며 과학적 의미를 확장한다. 이러한 사회기호학의 관점을 토대로, 본 연구에서는 학생들이 구성한 과학글쓰기와 과학그리기가 각각 시각적 모드와 언어적 모드의 표상으로서 지니는 의미 형성의 특징을 파악하고, 다중모드적 표상의 교육적 활용에 대해 논의하였다. 이를 위하여, 초등과학영재 학생들이 공기의 압력에 대해 구성한 과학그리기와 과학글쓰기 각 18편을 수집하고, 과학그리기와 과학글쓰기에서 구성된 설명의 특징을 어포던스 관점에서 분석하였다. 분석 결과, 과학그리기에서 학생들은 시각적 모드가 지니는 어포던스를 통해, 공기입자의 움직임, 공기입자의 수, 입자의 충돌과 같은 입자적 관점에서의 변화를 구체화하여 추론하는 경향을 보였다. 반면, 과학글쓰기에서 학생들은 언어적 모드가 지니는 어포던스를 통해, 공기 압력 개념과 다른 요인들 간의 인과적 관계를 추상적 차원에서 추론하는 경우가 많았다. 이러한 결과를 바탕으로, 각 모드가 가지는 고유한 어포던스를 상호보완적으로 활용할 수 있는 방법에 대해 구체적인 사례를 들어 논의하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Scientific explanation is composed of various representations such as texts, diagrams, and graphs, and each representation contributes to expanding scientific meaning by connecting similar but slightly different meanings as a 'mode'. Based on this perspective of social semiotics, we aimed to identify the characteristics of meaning formation demonstrated in students' science writing (verbal mode) and science drawing (visual mode) and to discuss the pedagogical use of multimodal representations. To that end, 18 science drawings and 18 scientific writings constructed by science-gifted elementary students on air pressure were collected. The characteristics of the drawn and written explanations were then analyzed from the affordance perspective in social semiotics. In science drawing, students showed a tendency to use the affordance of the visual mode to infer concrete changes from the particle view, such as the movement of air particles, the number of air particles, and the collision of particles. In science writing, students used the affordance of the verbal mode mainly to infer the causal relationship between the concept of air pressure and other related factors at an abstract level. Based on those results, we discuss the educational implications and provide concrete examples of how to use the unique affordances of each form to complement one another.

Keyword

표/그림 (12)

그림 Fig. 1. A physics concept being represented by various semiotic modes that have different affordances (Airey & Linder, 2017, pp. 95-122)
그림 Fig. 2. The process of collecting data
그림 Fig. 3. Three levels of pictorial representation within the types of explanation (Park et al., 2020)
표 Table 1. The analysis framework: Four types of explanations depending on their representational levels
표 Table 2. The results of explanation types of science drawing and science writing
그림 Fig. 4. An exemplary case of Type B (S2; a dotted line box: before pumping air out, a solid line box: after pumping air out)
그림 Fig. 5. A case of Type B (S14; it did not represent the movements of the air particles)
그림 Fig. 6. An exemplary case of Type C (S8; a solid line box: the pressure gap between the inside and outside of the balloon after pumping air out)
그림 Fig. 7. An exemplary case of Type D (S1; a dotted line box: before pumping air out, a solid line box: after pumping air out)
표 Table 3. The cases of students’ science drawings and science writings (S15, S18)
표 Table 4. The cases of students’ science drawings and science writings (S5, S1)
표 Table 5. A classification of verbal and visual modes of representations in science classrooms

참고문헌 (52)

강훈식, 성다연, 노태희(2007). 소집단 토론과 시각적 학습 양식이 그리기와 쓰기를 활용한 다중 표상 학습에？미치는 영향: 화학 개념을 중심으로. 한국과학교육학회지, 27(1), 28-36.
강훈식, 이성미, 노태희(2006). 다중 표상 학습에 적용한？그리기와 쓰기에서 시각적 정보의 형태에 따른 교수？효과. 한국과학교육학회지, 26(3), 367-375.
김희경, 김희진(2009). 유체에서 압력의 작용에 대한 대학생들의 개념. 새물리, 59(4), 329-335.
노태희, 강훈식, 성다연(2007). 그리기와 쓰기를 활용한？다중 표상 학습에서소집단 토론과 시각적 학습 양식의 영향. 한국과학교육학회지, 27(1), 28-36.
윤혜경(2018). 과학 교수 학습을 위한 시각적 표상 능력의 교육목표 분류체계 개발 및 타당화. 한국과학교육학회지, 38(2), 161-170.
윤혜경(2019). 그림자 현상에 대한 초등학생의 시각적？표상 능력. 한국과학교육학회지, 39(2), 295-305.
장진아(2020). 전자기 관련 실험 활동에서 초등 교사가？사용한 표상 패턴과 의미 형성 과정 분석. 초등과학교육, 39(2), 204-218.
정용재, 송진웅(2004). 전형적 인식상황(TPS) 분석을 통한 6학년 학생들의 힘의 작용에 관한 생각 조사. 한국초등과학교육학회지, 23(3), 238-250.
Ainsworth, S. (2006). DeFT: A conceptual framework for？considering learning with multiple representations.？Learning and Instruction, 16(3), 183-198.

상세보기
Airey, J., & Linder, C. (2009). A disciplinary discourse？perspective on university science learning: Achieving？fluency in a critical constellation of modes. Journal of？Research in Science Teaching: The Official Journal of？the National Association for Research in Science？Teaching, 46(1), 27-49.
Airey, J., & Linder, C. (2017). Social semiotics in？university physics education. In D. F. Treagust, R.？Duit, & H. E. Fischer (Eds.), Multiple Representations？in Physics Education (pp. 95-122). Cham: Springer.
Chandler, D. (2002). Semiotics: the basics. (Chapter 1).？New York: Routledge.
Chang, J., Park, J., Tang, K. S., Treagust, D. F., & Won,？M. (2020). The features of norms formed in constructing？student-generated drawings to explain physics phenomena.？International Journal of Science Education, 42(8),？1362-1387.

상세보기
Cromley, J. G., Du, Y., & Dane, A. P. (2020). Drawingto-learn: Does meta-analysis show differences between？technology-based drawing and paper-and-pencil drawing?.？Journal of Science Education and Technology, 29(2),？216-229.

상세보기
Halliday, M. A. K. (1978). Language as social semiotic:？The social interpretation of language and meaning.？London: Edward Arnold.
Han, J., & Roth, W. (2006). Chemical inscriptions in？Korean textbooks: Semiotics of macro- and microworld.？Science Education, 90(2), 173-201.
Hodge, R. & Kress, G. (1988). Social Semiotics.？Cambridge: Polity
Kang, S., & Tversky, B. (2016). From hands to minds:？Gestures promote understanding. Cognitive Research:？Principles and Implications, 1(1), 1-15.
Kim, J. H., Cho, H. R., Cho, Y. H., & Jeong, D. H.？(2018). The Difference of gestures between sScientists？and middle school students in scientific discourse:？Focus on molecular movement and the change in state？of material. Journal of The Korean Association For？Science Education, 38(2), 273-291.
Kim, M., & Jin, Q. (2022). Studies on visualisation in？science classrooms: a systematic literature review.？International Journal of Science Education, 44(17),？2613-2631.

상세보기
Kress, G. & van Leeuwen, T. (2001). Multimodal？Discourse: The Modes and Media of Contemporary？Communication. London: Arnold.
Kress, G. (2003). Literacy in the new media age. London:？Routledge.
Kress, G., & van Leeuwen, T. (2006). Reading images:？The grammar of visual design (2nd ed.). London:？Routledge.
Kress, G., Charalampos, T., Jewitt, C., & Ogborn, J.？(2014). Multimodal teaching and learning. London:？Continuum.
Lemke, J. L. (1998a). Multiplying meaning. In J. R.？Martin, J. R. Martin, & R. Veel (Eds.), Reading？science: Critical and functional perspectives on discourses？of science (pp. 87-113). London: Routledge.
Lemke, J. L. (1998b). Teaching all the languages of？science: Words, symbols, images, and actions. In？Conference on science education in Barcelona. Retrieved？from http://academic.brooklyn.cuny.edu/education/jlemke/papers/barcelon.htm
Lemke, J. L. (1999). Typological and topological meaning？in diagnostic discourse, Discourse Processes, 27(2),？173-185.

상세보기
Lemke, J. L. (2002). Travels in hypermodality. Visual？communication, 1(3), 299-325.
Lemke, J. L. (2003). Mathematics in the middle: Measure,？picture, gesture, sign, and word. Educational perspectives？on mathematics as semiosis: From thinking to？interpreting to knowing, 1, 215-234.
Muller, A., He ttmannspe rge r, R., Sche id, J., & Schnotz,？W. (2017). Representational Competence, Understanding？of Experiments, Phenomena and Basic Concepts in？Geometrical Optics: A Representational Approach. In？D. F. Tre agust, R. Duit, & H. E. Fische r (Eds.),？Multiple Representations in Physics Education (pp.？209-229). Cham: Springer.
National Research Council. (2012). A framework for K-12？science education: Practices, crosscutting concepts, and？core ideas. Washington, DC: The National Academies？Press.
Opfermann, M., Schmeck, A., & Fischer, H. E. (2017).？Multiple representations in physics and science？e ducation: Why should we use them?. In D. F.？Treagust, R. Duit, & H. E. Fischer (Eds.), Multiple？representations in physics education (pp. 1-22). Cham:？Springer.
Park, J., & Chang, J. (2020). A simple method for？comparing the properties of gases and liquids using a？decompressible container. Physics Education, 55(2),？023006.

상세보기
Park, J., Chang, J., Tang, K. S., Treagust, D. F., & Won,？M. (2020). Sequential patterns of students' drawing in？constructing scientific explanations: focusing on the？interplay among three levels of pictorial representation.？International Journal of Science Education, 42(5), 677-702.

상세보기
Park, J., Tang, K. S., & Chang, J. (2021). Plan-DrawEvaluate (PDE) pattern in students' collaborative？drawing: Interaction between visual and verbal modes？of representation. Science Education, 105(5), 1013-1045.
Prain, V., & Waldrip, B. (2006). An exploratory study of？teachers' and students' use of multi-modal representations？of concepts in primary science. International Journal of？Science Education, 28(15), 1843-1866.

상세보기
Sjoberg, M., Furberg, A., & Knain, E. (2022).？Undergraduate biology students' model-based reasoning？in the laboratory: Exploring the role of drawings, talk,？and gestures. Science Education, 107(1), 124-148.
Tang, K. S. (2020). Discourse strategies for science？teaching and learning: Research and practice. London:？Routledge.
Tang, K. S., Delgado, C., & Moje, E. B. (2014). An？integrative framework for the analysis of multiple and？multimodal representations for meaning-making in？science education. Science Education, 98(2), 305-326.
Tang, K. S., Jeppsson, F., Danielsson, K., & Bergh？Nestlog, E. (2022). Affordances of physical objects as？a material mode of representation: A social semiotics？perspective of hands-on meaning-making. International？Journal of Science Education, 44(2), 179-200.

상세보기
Tang, K. S., Won, M., & Treagust, D. (2019). Analytical？framework for student-generated drawings. International？Journal of Science Education, 41(16), 2296-2322.

상세보기
Treagust, D. F., Duit, R., & Fischer, H. E. (Eds.). (2017).？Multiple representations in physics education (Vol. 10).？Cham: Springer.
Tsui, C. Y., & Treagust, D. F. (2013). Introduction to？multiple representations: Their importance in biology？and biological education. In D. F. Treagust, & C. Y.,？Tsui (Eds.), Multiple representations in biological？education (pp. 3-18). Dordrecht: Springer.
Tytler, R. (1992). Children's explanations of air pressure？generated by small group activities. Research in Science？Education, 22(1), 393-402.

상세보기
Tytler, R. (1998). Children's conceptions of air pressure:？Exploring the nature of conceptual change. International？journal of science education, 20(8), 929-958.

상세보기
Tytler, R., Prain, V., Aranda, G., Ferguson, J., & Gorur,？R. (2020). Drawing to reason and learn in science. Journal？of Research in Science Teaching, 57(2), 209-231.

상세보기
Tytler, R., Prain, V., Hubber, P., & Waldrip, B. (2013).？Constructing representations to learn in science. Boston:？Sense Publishers.
van Me te r, P., & Garne r, J. (2005). The promise and？practice of learner-generated drawing: Literature review？and synthesis. Educational Psychology Review, 17(4),？285-325.

상세보기
Watson, J. D., & Crick, F. H. (1953). Molecular structure？of nucleic acids: A structure for deoxyribose nucleic？acid. Nature, 171(4356), 737-738.
Wong, E. D. (1993). Self-generated analogies as a tool for？constructing and evaluating explanations of scientific？phenomena. Journal of Research in Science Teaching,？30(4), 367-380.
Yeo, J., & Gilbert, J. K. (2014). Constructing a scientific？explanation-A narrative account. International Journal of？Science Education, 36(11), 1902-1935.

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Yoon, H. G., Kim, M., & Lee, E. A. (2021). Visual？representation construction for collective reasoning in？elementary science classrooms. Education Sciences,？11(5), 246.

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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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