소집단 과학적 모델링 수업이 고등학생들의 과학의 본성 이해에 미치는 영향

Abstract

과학 교육의 목표 중 하나인 과학적 소양을 기르기 위해 다양한 방법들이 제시되고 있으며, 그중 과학의 본성을 이해하는 것은 주요한 방법의 하나다. 모델 기반의 교수‧학습 방법을 통하여 학생들은 다양한 과학적 실행을 수행하고 그 과정에서 과학에 대한 인식적, 인지적 그리고 사회적 차원을 이해할 수 있다. 이러한 모델링 활동은 학생들로 하여금 과학자들이 실행하는 방식으로 과학을 바라보는 기회를 제공하기 때문에, 학생들의 과학의 본성에 대한 이해가 발달할 수 있다고 사료된다. 따라서 본 연구는 소그룹 모델링 활동을 통하여 고등학생들의 과학의 본성에 대한 이해의 변화를 탐색하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서 모델과 모델링의 본성과 연관이 있는 과학의 본성의 5가지 측면을 추출하였고 이에 대한 학생의 이해를 알아보기 위해 10개 문항으로 이루어진 개방형 질문지를 사용하였다. 모델링 수업 사전과 사후에 설문조사를 실시하여, 과학의 본성에 대한 학생의 이해 변화를 알아보았다. 지구기후변화의 원인을 탐색하는 것을 주제로 모델링 수업을 진행하였으며, 연구 참여자는 경기도 소재 일반계 고등학교에 재학 중인 1학년 15명과 2학년 7명의 학생을 대상으로 하였다. 연구 결과를 통하여 소집단 모델링 활동 후에 고등학생들의 과학의 본성에 대한 이해가 현대 인식론적 관점으로 변화됨을 알 수 있었다. 특히 과학 지식의 실증성 측면에서 다른 요소들보다 큰 변화가 있음을 확인하였는데, 소그룹 안에서 이루어지는 모델링 활동이 학생들로 하여금 실증적인 자료를 근거로 논쟁을 하는 기회를 얻게 해주어 학생들은 과학적인 추론을 하였기 때문이라고 생각한다. 또한, 학생들은 사회‧문화적인 차원에서 과학지식이 형성됨을 경험하여 과학 공동체 활동과 연관된 과학의 본성에 대한 이해가 향상되었다고 사료된다. 모델링 활동은 과학의 본성 요소를 명시적으로 구체화하지 않은 채 학생들이 다른 탐구 활동에 참여하는 과정으로부터 스스로 과학의 본성에 대한 이해를 형성하는 과학의 본성에 대한 암시적인 접근 방법이다. 과학 탐구를 활용한 암시적인 접근을 통하여 학생들은 과학적 탐구 능력 신장뿐 아니라 과학자의 활동을 경험한다. 따라서 암시적 접근 방법을 통하여 과학의 본성에 대한 고등학생들의 이해가 현대적인 관점으로 발달함을 확인해 보는 것은 진정한 과학 탐구가 학생들에게 의미 있는 활동임을 알아보는 것이다. 따라서 소그룹 모델링 활동은 현대적인 과학의 본성에 대한 학생의 이해를 발달시킬 수 있기에 과학적 소양을 함양시키기 위한 유용한 교수‧학습 방법이라 할 수 있다.

Understanding the nature of science is a major factor in improving scientific literacy. The model-based teaching and learning process is a way to help students understand the cognitive, cognitive, and social dimensions of science by allowing them to perform a variety of scientific inquiry. The purpose of this study is to explore the changes in understanding the nature of science of high school students through small group modeling activities and to find out what students mean by looking at science in the way that scientists do. The results of this study showed that the small group modeling activities changed high school students' understanding of the NOS to a modern epistemological point of view. Especially, from the empirical aspect of scientific knowledge, the change to the modern point of view was significant. Modeling lessons is an implicit approach to the NOS that forms an understanding of the nature of science itself from the process of students engaging in inquiry activities without explicitly embodying the NOS. The implicit approach shows that the students' perception of the NOS can be developed to a modern point of view. Therefore, small-group modeling activities can be a science teaching/learning method that helps to develop students' understanding of the nature of science about a modern point of view, effectively cultivating scientific literacy.