본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

과학고 학생의 자유 탐구 활동 중 가설 생성과 연구 설계 과정에 대한 사례 연구

A Case Study of Science High School Students' Hypothesizing and Designing Process

김은애|오창호|양일호
사범대학부속중등교육연구소 (Secondary Education Institute)|2008.12|중등교육연구 (SECONDARY EDUCATION RESEARCH)|제56권 제3호|pp. 283-331|DOI 10.25152/ser.2008.56.3.283

0

조회

0

다운로드

6

인용

0

참고문헌

키워드

inquiry process자유 탐구탐구 과정행동적 특성behavioral characteristics가설 생성연구 설계open inquiry taskhypothesizing processdesigning process
주제분류교육학

초록

이 연구는 과학고 학생의 자유 탐구 활동 중 가설 생성과 연구 설계 과정과 그 과정에서 나타나는 행동적 특성을 분석한 사례연구이다. 이를 위해 광역시 소재 과학 고등학교에 재학 중인 학생 10명을 대상으로 선정하였다. 자료 수집을 위해 주 1회 진행되는 조별 탐구 과정을 촬영하고 추가 인터뷰를 실시하여 프로토콜을 생성하였으며, 과학고 학생들이 탐구 수행 중에 작성한 연구 노트도 분석에 이용하였다. 분석 결과, 과학고 학생의 가설 생성과 연구 설계 과정은 일정한 순서로 진행되는 것이 아니라 상황에 따른 학생들의 선택에 의해 진행되는 것으로 나타났다. 과학고 학생들은 탐구 과정의 각 단계들에 대해서는 인지하고 있었으나 각 단계들 사이의 논리적 관계에 대한 인식은 부족한 것으로 분석되었다. 또한 자유 탐구를 수행하는 과학고 학생은 주제 탐색, 주제 선택, 정보 탐색, 탐색 정보의 이용, 실험 재료 선택, 실험 방법의 선택과 수정 등에서 탐구가 수행되는 상황, 자신들의 능력과 선호도를 고려하였으며, 의문을 생성하지 않은 채로 탐구를 수행하여, 주제 선정을 어려워하고 연구 가설을 분명하게 생성하지 않는 것으로 나타났다. 또한 기존의 연구 내용을 탐구 주제로 선택함에 따라 실험 설계를 정교하게 하지 않으며, 예비 실험을 수행하는 과정에서 정량적인 면을 간과하고 실험 과정을 상황에 따라 임의로 수정하는 등의 행동적 특성이 나타났다. 이러한 결과는 학생들이 자유 탐구를 수행하게 하기 이전에 탐구 과정과 객관적이고 논리적으로 탐구를 수행하는 방법을 경험할 수 있고, 탐구에서 호기심과 의문이 가지는 중요성을 이해할 수 있는 기회가 제공되어야함을 시사한다.

Abstract

The purpose of this study was to analyze science high school students' hypothesizing and designing process and their behavioral characteristics during conducting open inquiry task. Participants for this study were ten students who were in science high school in D city, Korea. To collect data, the researcher observed and recorded science high school students' inquiry situation, and interviewed with students. The protocol to analyze the result was established from recorded data and from the students' inquiry note. The findings of this study were as follows; science high school students' hypothesizing and designing processes didn't follow fixed sequence, but the inquiry process depended upon students' selection by the existing state of things. Science high school students recognized the steps of inquiry process adequately, but they didn't have appropriate understanding about logical relationship between the inquiry steps. Science high school students reflected upon their practical environment, ability of inquiry, and preference when they searched the theme, selected the theme, searched the information, used the information, selected the materials for experiment, selected the method, and modified the method. Because they conducted open inquiry without generating questions, therefore they had some difficulty when they selected the theme and generated hypothesis. Science high school students designed the experiment without detailed descriptions because they selected inquiry theme from the completed research. They conducted the pre-test without consideration of quantitative aspect and modified the experiment procedure according to the existing state of things. The results implied that it is necessary to give the chances for student, which make students experience inquiry process, experience the objectivity and logicality, and understand importance of curiosity and of generating questions.

참고문헌 (46)

  1. 교육인적자원부, "과학과 교육과정(고시 제 2007-79호)" (2007), 대한교과서 주식회사
  2. 권용주, "과학적 가설 지식의 생성과정에 대한 바탕이론", 한국과학교육학회지, 23(5), pp.458~469 (2003)
  3. 김재우, "중학생의 과학적 탐구 문제 설정 과정에 대한 사례적 분석", 박사, pp.2000
  4. 김재우, "중학교 1학년 상위권 학생들의 적절한 탐구 문제에 대한 생각", 한국과학교육학회지, 22(2), pp.261~266 (2002)
  5. 박남이, "제 7차 교육과정 고등학교 생물 Ⅰ ?자극과 반응? 단원의 탐구활동에 대한 교과서 비교 분석", 한국생물교육학회지, 33(1), pp.70~81 (2005)
  6. 박상태, "제 7차 교육과정 7학년 과학교과서 에너지 영역의 탐구 활동 분석", 새물리, 45(3), pp.171~176 (2002)
  7. 박종원, "학생의 과학적 설명가설의 생성과정 분석 - 과학적 가설의 정의와 특성을 중심으로", 한국과학교육학회지, 20(4), pp.667~679 (2000)
  8. 박종원, "학생의 과학적 탐구 문제의 제안과정과 특성 분석", 새물리, 50(4), pp.203~211 (2005)
  9. 박종호, "자유탐구활동이 초등학생의 과학탐구능력과 과학적 태도에 미치는 영향", 초등과학교육, 20(2), pp.271~280 (2001)
  10. 신명경, "과학적 연구능력을 통해 본 영재학생에 대한 재고: 실험설계검사를 통하여", 한국지구과학회지, 25(8), pp.674~683 (2004)
  11. 양일호, "초ㆍ중등학교 과학 실험수업의 유형 분석", 한국과학교육학회지, 27(3), pp.235~241 (2007)
  12. 양일호, "Development of scientific inquiry process model based on scientists' practical work", 한국과학교육학회지, 27(8), pp.754~772 (2007)
  13. 윤초희, "과학 영재의 과학탐구 능력 관련 변인에 대한 경로분석: 숙달목표, 자기효능감, 자기조절전략 및 탐구 수업을 중심으로", 교육심리연구, 20(2), pp.321~339 (2006)
  14. 윤혜경, "확장적 과학 탐구 활동을 통한 중학생의 탐구 동기 변화", 한국과학교육학회지, 20(1), pp.137~154 (2000)
  15. 이윤종, "현행 중등학교 과학 실험ㆍ실습 교육 실태 조사 및 그 운영 진단(Ⅰ) - 중학교 과학 실험·실습 교육을 중심으로 -", 한국과학교육학회지, 17(4), pp.435~450 (1997)
  16. 전영석, "과학고등학교 학생의 물리 분야 개방적 탐구과제 수행 준비도 분석", 새물리, 52(4), pp.345~355 (2006)
  17. 정진수, "감자즙 과제에서 예비 과학 교사들이 생성한 가설 검증 방법", 한국생물교육학회지, 35(2), pp.320~327 (2007)
  18. 황성원, "전기와 자기에 대한 중학생들의 개방적 탐구에서 과제 유형에 따른 탐구 수행 분석", 한국과학교육학회지, 21(2), pp.255~263 (2001)
  19. Anderson, R. D., "Reforming science teaching: What research says about inquiry", Journal of Science Teacher Education, 13(1), pp.1~12 (2002)
  20. Bell, R. L., "Just do it? Impact of a science apprenticeship program on high school students’ understandings of the nature of science and scientific inquiry", Journal of Research in Science Teaching, 40(5), pp.487~509 (2003)
  21. Colburn, A., "An inquiry primer", Science Scope, 23(6), pp.42~44 (2000)
  22. Cuevas, P., "Improving science inquiry with elementary students of diverse backgrounds", Journal of Research in Science Teaching, 42(3), pp.337~357 (2005)
  23. DeBoer, G. E., "A history of ideas in science education" (1991), New York: Teachers College Press
  24. Finley, F. N., "Considering the scientific method of inquiry. In J. Minstrell and E. H. van Zee(Eds.). Inquiring into inquiry learning and teaching in science(pp. 47-62). Washington, DC: American Association for the Advancement of Science", 47~62 (2000)
  25. Hackling, M. W., "Helping students to do open investigations in science", Australian Science Teachers Journal, 42(4), pp.26~33 (1996)
  26. Hakkarainen, K., "The interrogative model of inquiry and computer-supported collaborative learning", Science & Education, 11, pp.25~43 (2002)
  27. Harwood, W. S., "An activity models for scientific inquiry", The Science Teacher, 71(1), pp.44~46 (2004)
  28. Harwood, W. S., "A new model for inquiry: Is the scientific method dead", Journal of College Science Teaching, 33(7), pp.29~33 (2004)
  29. Harwood, A. S., "Scientists' conceptions of scientific inquiry: Voices from the front. In Proceedings of the 2002 Annual International Conference of the Association for the Education of Teachers in Science(Charlotte, North Carolina, January 10-13, 2002)", 1022~1053 (2002)
  30. Hodson, D., "Is this really what scientists do? Seeking a more authentic science in and beyond the school laboratory", pp.93~108 (1998), London: Routledge
  31. Hur, M., "The analysis of inquiry learning among high school biology students and its application to the development of an instrument for evaluating inquiry activity in science curricular. Doctor of education project report. Columbia University", ~ (1984)
  32. Keys, C. W., "A study of grade six students generating questions and plans for open ended science investigations", Research in Science Education, 28(3), pp.301~316 (1998)
  33. Krajcik, J., "Inquiry in project-based science classrooms: Initial attempts by middle school students", The Journal of the Learning Science, 7(3&4), pp.313~350 (1998)
  34. Martin-Hansen, L., "Defining inquiry", The Science Teacher, 69(2), pp.34~37 (2002)
  35. Marx, R. W., "Inquiry-based science in middle grades: Assessment of learning in urban systemic reform", Journal of Research in Science Teaching, 41(10), pp.1063~1080 (2004)
  36. National Research Council, "National Science Education Standards" (1996), Washington, DC: National Academy Press
  37. National Research Council, "Inquiry and National Science Education Standards" (2000), Washington, DC: National Academy Press
  38. Novak, A., "Scientific inquiry", Bio Science, 14(10), pp.25~28 (1964)
  39. Pine, J., "Fifth graders’ science inquiry abilities: A comparative study of students in hands-on and textbook curricula", Journal of Research in Science Teaching, 43(5), pp.467~484 (2006)
  40. Reiff, R., "A scientific method based upon research scientists’ conception of scientific inquiry. In Proceedings of the 2002 Annual International Conference of the Association for the Education of Teachers in Science(Charlotte, North Carolina, January 10- 13. 2002)", 546~556 (2002)
  41. Robinson, W. R., "The inquiry wheel, an alternative to the scientific method", Journal of Chemical Education, 81(6), pp.791~792 (2004)
  42. Roth, W., "An Investigation of problem framing and solving in grade 8 open-inquiry science program", The Journal of the Learning Sciences, 3(2), pp.165~204 (1993)
  43. Soares, M. H. F. B., "Spectrophotometric determination of total sulfite in white wine samples using crude extracts from flowers", Journal of Chemical Education, 79(9), pp.1111~1113 (2002)
  44. Tomkins, S. W., "Looking for ideas: Observation, interpretation and hypothesis-making by 12-year-old pupils undertaking science investigations", International Journal of Science Education, 23(8), pp.791~813 (2001)
  45. White, Y. B., "Inquiry, modeling, and metacognition: Making science accessible to all students", Cognition and Instruction, 16(1), pp.3~118 (1998)
  46. Zion, M., "Curiosity and open inquiry learning", Journal of Biological Education, 41(4), pp.162~169 (2007)

관련 논문AI추천

자유탐구 활동에서 나타난 과학고등학교 학생들의 인식적 목표, 인식적 이해와 추론의 복잡성 탐색김희백, 윤현정한국과학교육학회 · 한국과학교육학회지2018 · 제38권 제4호소집단 자유 탐구에서 과학적 탐구 문제 발견 과정의 특징 분석이봉우, 천명기한국과학교육학회 · 한국과학교육학회지2018 · 제38권 제6호고등학교 과제 연구 수업에서 탐구 문제 도출 과정 탐색김성원, 이지선한국과학교육학회 · 한국과학교육학회지2018 · 제38권 제3호예상하지 못한 현상에 관한 과학적 정보 제공이 고등학생들의 탐구문제 설정에 미치는 영향박철규, 신소연, 홍훈기한국과학교육학회 · 한국과학교육학회지2021 · 제41권 제2호중학생의 자유 탐구 보고서에 나타난 특징과 탐구 수행에 대한 학생들의 인식김인환, 박미현, 차정호대한화학회 · 대한화학회지2012 · 제56권 제3호고등학생의 자기 주도적 과학탐구연구에서 나타난 어려움 탐색김가형, 하민수한국과학교육학회 · 한국과학교육학회지2019 · 제39권 제6호

이 간행물의 다른 논문 (14건)

중학생의 인터넷 중독과 자기통제력 및 정신건강과의 관계김종운pp. 1-22여자중학생의 혼성 체육수업에 대한 스트레스 적응과정주기정, 임수원, 김정자pp. 23-41죽음교육의 정당화와 그것의 교수방법 탐구지봉환pp. 43-66구성주의와 객관주의 수업설계 모형 비교 연구조영남pp. 67-92지리과 체험학습을 위한 투어 핸드북 개발 및 적용정재승pp. 93-124
원문 보기