천문 단원 모형 구성 수업에서 또래간 상호작용에 의한 중학생의 모형 변화 과정

Abstract

과학 교육에서는 탐구의 방법이 중요시되어 왔으나 복잡한 추론 과정과 다양한 논변 제시가 가능한 탐구 문제, 전문가 검토 및 지식의 사회적 구성을 특징으로 하는 실질적 과학 탐구는 부족하다는 지적이 있어 왔다. 실질적 과학 탐구를 위해 최근에는 모형에 기반한 탐구, 사회적 상호작용을 강조한 탐구가 제안되었다. 과학적 모형의 사회적 구성은 선개념을 바탕으로 초기 모형을 구성하고 이를 수집한 증거를 기반으로 평가, 수정하는 일련의 과정을 사회적 상호작용을 통해서 발전시켜 나감을 의미한다. 본 연구에서는 과학적 모형의 사회적 구성 수업의 진행 양상을 파악하고, 이 과정에서 학생의 모형이 어떻게 진화하며 어떤 상호작용에 의해 이루어지는지를 이해하고자 하였다. 연구를 위하여 먼저 선행 연구 및 문헌 연구를 실시하여 상호작용을 강조한 과학 모형 구성 수업의 모듈을 개발하였고, 2개의 모듈을 영재교육기관과 중학교에 적용하였다. 전체 활동과 소집단 활동 녹화, 학생 활동지, 사후 인터뷰를 통하여 자료를 수집하였다. 수집된 자료를 수업 활동에서의 모형의 구성 과정, 모형의 진화 수준, 모형 진화에 기여하는 상호작용의 관점에서 분석하였다. 연구 결과, 먼저 모형의 사회적 구성 수업 과정은 자연 현상 또는 관측 사실의 제시, 초기 모형의 생성, 모형의 평가 및 수정, 최종 모형으로 발전, 모형의 적용과 확장의 단계로 진행되었다. 모형의 사회적 구성 수업이 의도한 또래간 상호 합의를 전제로 한 학생 중심의 수업, 다양한 모형의 생성과 활용, 과학 지식의 사회적 성격은 수업 과정에서 학생들에게 새로운 학습 경험을 제공하였다. 둘째, 학생의 선행 학습과 탐구 능력에 따라 다양한 수준의 초기 모형이 생성되었고, 표현된 모형을 통해 학생의 개념적 이해 수준을 알 수 있었다. 학생의 초기 모형은 또래간 상호작용을 통하여 목표 모형에 근접하였다. 학생들의 모형은 그 수준에 따라 구분되었으며, 초기 모형에 비해 모형을 통한 자연 현상의 설명 능력과 모형의 정교화 수준이 대체로 향상되었다. 셋째, 모형 구성 과정에서 교사보다는 또래 학생들이 큰 영향을 미쳤다. 또래간 상호작용 과정에서 모형 진화에 기여하는 요소들로는 가설의 그럴듯함과 같이 모형을 지지하는 근거의 활용, 초기 모형에 대한 또래의 활발한 평가, 또래간 합의와 설득의 기술, 그리고 소집단 내의 협력적 문화와 역할이 나타났다. 본 연구에서는 실질적인 과학 탐구를 위해 과학적 모형을 사회적으로 구성해나가는 전략에서 교사의 역할, 학생 모형의 진화 경로, 모형 진화에 기여하는 상호작용의 유형을 상세화 하였다는 점에서 의의가 있다. 최근의 과학 교육의 목표로 제시되는 과학적 소양의 함양을 위하여 학생들이 실질적인 과학 탐구 과정을 경험해보게 하는 수업의 전략과 실천적 적용에 대한 시사점을 찾을 수 있을 것으로 기대된다.