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과학적 대칭성에 대한 이론적 고찰 및 과학교육에의 함의

Theoretical Study of Scientific Symmetry and Its Implications for Science Education

손연아|배경석|오준영
대한지구과학교육학회 (The Korean Society of Earth Science Education)|2023.04|대한지구과학교육학회지 (Journal of the Korean Society of Earth Science Education)|제16권 제1호|pp. 13-29

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추상화대칭성abstractionscience educationsymmetry과학교육에라토스테네스 실험갈릴레이 상대성eratosthenes’ experimentgalilean relativity

초록

본 연구는 대칭성에 대해 이론적으로 고찰하고 이 의 과학교육적 함의를 도출하는 것을 목표로 한다. 이 를 위해 첫째, 고대 그리스 학자들을 통해 일반적인 서 양 과학의 사유방식을 살펴보았다. 둘째, 대칭성에 대 한 인식을 고대와 근현대로 나누어 살펴보았다. 셋째, 이에 대한 과학교육적 함의를 도출하였다. 본 연구의 결과는 첫째, 서양 과학의 사유방식은 파르메니데스에 서 시작되어 플라톤이 정립한 ‘추상화’이다. 둘째, 고 대의 대칭성 인식은 추상화를 기반으로 한 아름다운 비율과 조화로서의 대칭성, 근현대의 대칭성 인식은 변화에서 불변을 찾고자 했던 추상화를 기반으로 한 불변의 관점으로서의 대칭성이다. 그리고 고대의 대칭 성의 예시로서 에라토스테네스의 지구 둘레 측정 실험 에 대해 고찰하였으며, 근현대의 대칭성의 예시로서 갈릴레이 상대성 및 변환을 고찰하였다. 셋째, 이에 따 른 과학교육적 함의는 다음과 같다. 대칭성에 대한 인 식은 고대부터 근현대 과학을 관통하는 핵심주제라는 관점에서 과학의 본성 교육에 도움이 될 수 있다. 둘 째, 에라토스테네스 지구 둘레 측정 실험과 갈릴레이 상대성 및 변환의 경우 2022 개정 교육과정에는 제시 되어 있지 않지만 과학과 핵심역량 및 개념 이해에 도 움이 될 수 있다. 마지막으로, 대칭성을 중심으로한 통 합적 접근으로의 과학교육은 과학적 태도와 흥미에 긍 정적인 영향을 줄 수 있다.

Abstract

This study aims to provide a theoretical examination of symmetry and its implications for science education. For this purpose, first, we examined the way of thinking of Western science in general through ancient Greek scholars. Second, we divided the perception of symmetry into ancient and modern times. Third, we draw out the implications for science education. The results of this study show that, first, the way of thinking in Western science is 'abstraction', which began with Parmenides and was established by Plato. Second, the ancient perception of symmetry is symmetry as beautiful proportions and harmony based on abstraction, and the modern perception of symmetry is symmetry as an invariant perspective based on abstraction that seeks to find constancy in change. We examined Eratosthenes' experiment to measure the circumference of the earth as an example of ancient symmetry, and Galilean relativity or transformation as examples of modern symmetry. Third, the implications for science education are as follows. Awareness of symmetry can help educate students about the nature of science, as it is a central theme that runs through ancient and modern science. Second, the Eratosthenes’ experiment and Galilean relativity or transformations are not represented in the 2022 revised curriculum, but could support understanding of science and key competencies and concepts. Finally, an integrated approach to science education centered on symmetry can have a positive impact on scientific attitudes and interest.

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