퍼지셋 질적비교분석을 활용한 초등예비교사의 과학적 추론 역량에 영향을 미치는 조건 조합 분석
An Analysis of Configurations of Conditions Influencing Preservice Elementary Teachers’ Scientific Reasoning Competency Using Fuzzy-Set Qualitative Comparative Analysis
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초록
이 연구는 fsQCA을 활용하여 초등예비교사의 과학적 추론 역량에영향을 미치는 조건들의 결합적 관계를 탐색하였다. 과학적 추론은과학 소양의 핵심 구성 요소로서, 논리적 사고뿐만 아니라 메타인지, 과학의 본성에 대한 이해, 그리고 분석적–종합적 사고를 포함한다. 연구 참여자는 한국의 한 교원양성대학교 초등과학교육방법론 교과목에 참여한 예비교사 87명이었다. 자료는 논리적 사고(TOLT), 메타인지(MAI), 과학의 본성 이해(SUSSI), 분석적–종합적 사고(AHS), 과학적 추론 역량(SRC)을 측정하는 표준화된 검사 도구를 통해 수집하였다. fsQCA 분석 결과, 높은 과학적 추론 역량으로 이어지는 두가지 주요 조합이 확인되었다. 첫 번째 조합은 높은 논리적 사고와높은 메타인지 및 분석적 사고가 낮은 과학의 본성 이해와 결합된형태였다. 두 번째 조합은 낮은 논리적 사고와 낮은 메타인지이지만, 높은 과학의 본성 이해와 높은 종합적 사고가 결합된 형태였다. 이러한 결과는 과학적 추론 역량이 단일한 인지 능력으로 설명될 수 없으며, 여러 요인이 상호작용하는 다양한 경로를 통해 발현된다는 것을시사한다. 일부 예비교사는 구조화된 자기조절적 인지 과정을 통해, 다른 일부는 과학 지식에 대한 맥락적이고 통합적인 이해를 통해 높은 과학적 추론 역량에 도달할 수 있음을 보여준다. 이 연구는 교사교육과정에서 논리–메타인지 기반과 NOS–종합적 접근을 통합한 탐구중심 학습의 필요성을 강조하며, 과학 교사교육에서 진단과 맞춤형피드백 설계의 시사점을 제공한다.
Abstract
This study explored the configurational relationships among the conditions influencing preservice elementary teachers’ scientific reasoning competence using fuzzy-set qualitative comparative analysis (fsQCA). Scientific reasoning, as a core component of scientific literacy, encompasses not only logical thinking but also metacognition, understanding of the nature of science (NOS), and analytic–holistic thinking. Participants were 87 preservice teachers enrolled in an elementary science teaching methods course at a national teacher education university in Korea. Data were collected using standardized instruments measuring logical thinking (TOLT), metacognitive awareness (MAI), understanding of the nature of science (SUSSI), analytic–holistic thinking (AHS), and scientific reasoning competence (SRC). The fsQCA results revealed two major configurations leading to high scientific reasoning competence. The first configuration combined high logical thinking, high metacognition, and high analytic thinking with low understanding of the nature of science. The second configuration consisted of low logical thinking and low metacognition but high understanding of the nature of science and high holistic thinking. These findings suggest that scientific reasoning competence cannot be explained by a single cognitive ability but rather emerges through multiple co-occurring configurations of conditions. Some preservice teachers achieved high reasoning competence through structured and self-regulated cognitive processes, while others did so through contextual and integrative understanding of scientific knowledge. This study highlights the need for inquiry-based learning that integrates logical–metacognitive and NOS–holistic approaches in teacher education programs and provides implications for diagnostic assessment and personalized feedback in science teacher preparation.