본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

소집단 상호작용에 따른 심장 내 혈액 흐름에 대한 소집단 모델 발달 유형과 추론 과정 탐색

Exploring the Patterns of Group model Development about Blood Flow in the Heart and Reasoning Process by Small Group Interaction

박현주|강은희|김희백|이신영|유준희|김찬종|최승언
한국과학교육학회 (The Korean Association for Science Education)|2012.08|한국과학교육학회지 (Journal of the Korean Association for Science Education)|제32권 제5호|pp. 805-822

1

조회

0

다운로드

36

인용

0

참고문헌

키워드

reasoningexplanatory modelsmall group interactionconflict situationcollaborative modelcollaborative modelinggroup modelingpedagogical analogy model
주제분류교육학

초록

이 연구의 목적은 소집단 상호작용에 따른 심장 내혈액 흐름에 대한 모델 발달 유형과 추론 과정을 탐색해보는 것이다. 서울 소재의 지역 구청 영재원 8학년학생들 14명이 3명이나 4명으로 한 소집단을 이루어함께 탐구 활동을 하였다. 이들은 비유 모델 활동을하면서 석유 펌프 내에서의 한 방향 물의 흐름에 대한공동 모델을 구성하고, 돼지 심장을 직접 해부하여 실제 심장 내에서의 혈액의 흐름에 대한 공동 모델을 구성하였다. 소집단 상호작용은 학생들이 공동 모델을구성하는 데에 중요한 요인이 되었으며, 모델의 비판적 검토, 모델의 제시자, 리더의 유형이 상호작용에영향을 미쳤으며, 모델 발달 유형은 정체형, 첨가형,정교형이 나왔다. 정교형 모델 발달에서는 모델 제시자 뿐만 아니라 다른 학생들도 모델을 비판적으로 검토하였으며, 여러 학생들이 모델을 제시하고, 설득적이거나 포용적인 리더가 존재하여 다양한 학생들이모델링에 참여함으로써 모델이 정교화 되거나 목표모델에 가까워지게 되었다. 소집단 모델링에서의 추론 과정을 분석한 결과 1단계 모델링에서 높은 수준의논변이 나타났다. 탐구 활동의 속성상 비유 모델인 석유 펌프는 심장 구조보다 단순하고, 구조와 물의 흐름이 관찰 가능하여 학생들이 직접 경험에 의한 자발적추론을 할 수 있어서 논변 활동이 활발하게 나타났다. 또한, 높은 수준의 추론 과정에서 내부 갈등 상황이나타났는데, 이것으로 인해 학생들은 자신의 주장을정교화 하였으며, 초기 설명 모델이 목표 모델에 가깝게 되면서 모델의 질이 향상되었다. 그러므로 석유 펌프와 같은 비유 모델 활동은 협력적인 모델링이 나타나게 해주는 좋은 학습 도구이므로 교수 학습 과정에서 적극적으로 활용해야 한다. 또한 공동으로 모델을구성하는 과정에서 학생들의 생각이 정교화 되고, 설명 모델이 과학적으로 가까워지는 계기가 되므로 적절한 소집단 모델링 프로그램을 개발하고 현장에 적용해 보는 것이 필요할 것이다.

Abstract

The purpose of this study was to explore the patterns of group model development about blood flow in the heart and reasoning process by small group interaction. The subjects were 14, 8th graders in a Science Gifted Center. The group discussion was made possible by using triggering questions that can be answered based on experiences of hands-on activities such as a siphon pump analogy model activity and a dissection of pigs' hearts. Despite participating in same activities, the groups showed different model development patterns: unchanged,persuasive, and elaborated. Due to the critical revising, the group's explanatory model was elaborated and developed in the added and elaborated pattern. As critical revising is a core element of the developing model, it is important to promote a group interaction so that students become critical and receptive. The pedagogical analogy model and conflict situation enabled students to present elaborated reasoning. The Inquiry activity with the pedagogical analogy model promote students' spontaneous reasoning in relation to direct experience. Therefore offering a pedagogical analogy model will help students evaluate, revise and develop their models of concerned phenomena in science classroom. Conflict situation by rebuttal enable students to justify more solid and elaborate a model close to the target model. Therefore, teachers need to facilitate a group atmosphere for spontaneous conflict situation.

참고문헌 (52)

  1. 강석진, "과학 개념 학습에서 협동적 소집단 토론의 효과", 한국과학교육학회지, 22(1), pp.93~101 (2002)
  2. 김미영, "모형 기반 수업을 통한 고등학생의 혈액 순환 개념 변화 탐색", 박사, pp.2007
  3. 김희백, "혈액 순환 요소별 학생들의 개념 분석 : 횡단적 연구", 한국과학교육학회지, 26(6), pp.753~764 (2006), 한국과학교육학회
  4. 오필석, "포트폴리오 체제를 적용한 수업에서 학생들의 소집단 내 상호작용 참여 양상과 포트폴리오 성취도와의 관계", 한국과학교육학회지, 25(7), pp.837~848 (2005), 한국과학교육학회
  5. 김희경, "학생의 논변활동을 강조한 개방적 과학탐구활동 모형의 탐색", 한국과학교육학회지, 24(6), pp.1216~1234 (2004), 한국과학교육학회
  6. 박지연, "통합적 정신모형 이론에 기반한 4M 순환학습 수업모형의 효과: 고등학생의 원운동 관련 기초 개념과 정신모형의 발달 측면에서", 한국과학교육학회지, 28(4), pp.302~315 (2008), 한국과학교육학회
  7. 오준영, "천문 현상들을 설명하는 예비초등 교사들의 정신모형의 구조: 계절과 달의 위상변화", 한국과학교육학회지, 26(1), pp.68~87 (2006), 한국과학교육학회
  8. 이고은, "인터넷 메신저를 활용한 과학 수업에서 나타나는 학생들의 논변활동의 특성: 과학 영재 학생들의 사사과정의 사례", 한국지구과학회지, 31(6), pp.625~636 (2010), 한국지구과학회
  9. 이봉우, "탐구 토론에서 예비과학교사들의 논증 분석", 한국과학교육학회지, 30(6), pp.739~751 (2010), 한국과학교육학회
  10. 이지영, "갈등 상황에서 구성된 중학생들의 소집단 논변활동 유형", 생물교육, 39(2), pp.235~247 (2011), 한국생물교육학회
  11. 정구송, "지구 내부에 대한 고등학교 학생들의 정신모형 탐색", 한국지구과학회지, 28(6), pp.645~654 (2007), 한국지구과학회
  12. 조현준, "초등과학 영재의 논증활동에서 사용된 증거의 수준 분석", 한국과학교육학회지, 28(5), pp.495~505 (2008), 한국과학교육학회
  13. Bennett, J., "Talking Science : The research evidence onthe use of small group discussions in science teaching", International Journal of Science Education, 32(1), pp.69~95 (2010)
  14. Berland, L. K., "Making sense of argumentation and explanation", Science Education, 93(1), pp.26~55 (2009)
  15. Bianchini, J. A., "Where knowledge construction, equity, and context intersect : Student learning of science in small groups", Journal of Research in Science Teaching, 34(10), pp.1039~1065 (1997)
  16. Buckley, B. C., "Interactive multimedia and model-based learning in biology", International Journal of Science Educational, 22(9), pp.895~935 (2000)
  17. Buckley, B. C., "Investigating the Role of Representation and Expressed Models in Building Mental Models, In Developing Models in Science Education", pp.119~135 (1996), Kluwer Academic Publishers
  18. B·o·ttcher, F., "Argumentation in Science Education : A Modelbased Framework", Science & Education, 20(2), pp.103~140 (2010)
  19. Chin, C., "Students’ questions: a potential resource for teaching and learning science", Studies in Science Education, 44(1), pp.1~39 (2008)
  20. Chittleborough, G. D., "Students’perceptions of the role of models in the process of science and in the process of learning", Research in Science & Technological Education, 23(2), pp.195~212 (2005)
  21. Cohen, E., "Restructuring the classroom : conditions for productive small groups", Review of Educational Research, 64(1), pp.1~35 (1994)
  22. Coll, R., "The role of models and analogies in science education : implications from research", International Journal of Science Education, 27(2), pp.183~198 (2005)
  23. Crawford, B. A., "Embracing the essence of inquiry : new roles for science teachers", Journal of Research in Science Teaching, 37(9), pp.916~937 (2000)
  24. Duit, R., "On the role of analogies and metaphors in learning science", Science Education, 75(6), pp.649~672 (1991)
  25. Ford, M. J., "Disciplinary authority and accountability in scientific practice and learning", Science Education, 92(3), pp.404~423 (2008)
  26. Gobert, J., "Introduction to model-based teaching and learning in science education", International Journal of Science Education, 22(9), pp.891~894 (2000)
  27. Greca, I. M., "Mental models, conceptual models, and modelling", International Journal of Science Education, 22(1), pp.1~11 (2000)
  28. Hafner, R., "Revising explanatory models to accommodate anomalous genetic phenomena : Problem solving in the"context of discovery"", Science Education, 79(2), pp.111~146 (1995)
  29. Harrison, A. G., "A typology of school science models", International Journal of Science Education, 22(9), pp.1011~1026 (2000)
  30. Hogan, K., "Sociocognitive roles in science group discourse", International Journal of Science Education, 21(8), pp.855~882 (1999)
  31. Johnson-Laird, P. N., "Mental Models: Toward a Cognitive Science of Language, Inference, and Consciousness" (1983), Harvard University Press
  32. Justi, R. S., "Modelling, teachers’views on the nature of modelling, and implications for the education of modellers", International Journal of Science Education, 24(4), pp.369~387 (2002)
  33. Justi, R. S., "The development of science teachers’knowledge on models and modelling : promoting, characterizing, and understanding the process", International Journal of Science Education, 27(5), pp.549~573 (2005)
  34. Kawasaki, K., "Theory building and modeling in a sinking and floating unit : a case study of third and fourth grade students’developing epistemologies of science", International Journal of Science Education, 26(11), pp.1299~1324 (2004)
  35. Kuhn, T. E., "The Structure of Scientific Revolutions" (1962), University of Chicago Press
  36. Lave, J., "상황학습" (2000), 교우사
  37. Lemke, J. L., "Articulating communities: sociocultural perspectives on science education", Journal of Research in Science Teaching, 38(3), pp.296~316 (2001)
  38. Linn, M. C., "Construction of knowledge and group learning, In The Practice of Constructivism in Science Education", pp.91~119 (1993), AAAS Press
  39. Millar, R. H., "Rhetoric and reality: What practical work in Science Education is really for, In Practical Work in School Science", pp.16~31 (1998), Routledge
  40. Moll, L. C., "Vygotsky in classroom practice moving from individual transmission, In Contexts for learning Sociocultural dynamics in children’s development", pp.19~42 (1993), Oxford University Press
  41. Nastasi, B. K., "Research on cooperative learning: implications for practice", School Psychology Review, 20(1), pp.110~131 (1991)
  42. Newton, P., "The place of argumentation in thepedagogy of school science", InternationalJournal of Science Education, 21(5), pp.553~576 (1999)
  43. Nu􀒔ñez-Oveido, M. C., "Developing Complex Mental Models in Biology Through Model Evolution, In Model Based Learning and Instruction in Science", pp.173~193 (2008), Springer
  44. Qin, Z., "Cooperative versus competitive effortsand problem solving", Review of EducationalResearch, 65(2), pp.129~143 (1995)
  45. Richmond, G., "Making Meaning in Classrooms : Social Processes in Small-Group Discourse and Scientific Knowledge Building", Journal of Research in Science Teaching, 33(8), pp.839~858 (1996)
  46. Ritchie, S., "Actions and discourses for transformative understanding in a middle school science class", International Journal of Science Education, 23(3), pp.283~299 (2001)
  47. Sampson, V., "The impact of collaboration on the outcomes of scientific argumentation", Science Education, 93(3), pp.448~484 (2009)
  48. Sfard, A., "Cognition as Communication: Rethinking Learning-by- Talking Through Multi-Faceted Analysis of Students’Mathematical Interactions", Mind, Culture, and Activity, 8(1), pp.42~76 (2001)
  49. Simon, S., "Learning to Teach Argumentation:Research and development in the scienceclassroom", International Journal of ScienceEducation, 28(2-3), pp.235~260 (2006)
  50. Slavin, R., "Cooperative Learning: Theory, Research, and Practice" (1990), Prentice-Hall
  51. Toulmin, S. E., "The Use of Argument" (1958), Cambridge Universit Press
  52. Vygotsky, L. S., "Mind and society. The development of higher psychological processes" (1978), Harvard University Press

관련 논문AI추천

심장 혈액 흐름의 모형 구성 과정에서 나타난 소집단 상호작용과 소집단 규범강은희, 김찬종, 김희백, 박현주, 유준희, 이신영, 최승언한국과학교육학회 · 한국과학교육학회지2012 · 제32권 제2호초등학생의 순환계 학습을 위한 탐색적 모형 활용 탐구 활동의 개발류미, 주은정한국생물교육학회 · 생물교육2023 · 제51권 제2호소집단 활동과 전체 논의 과정에서 나타나는 중학생들의 배설에 관한 사전 모형 탐색강은희, 김희백한국생물교육학회 · 생물교육2017 · 제45권 제4호배설에 대한 협력적 모델링 과정에서 나타난 중학교 학생들의 대화적 논변활동 탐색김희백, 이신영한국과학교육학회 · 한국과학교육학회지2017 · 제37권 제6호혈액 순환 모형 기반 수업에서 고등학생들의 개념 변화 분석김미영, 김희백한국과학교육학회 · 한국과학교육학회지2007 · 제27권 제5호스마트 기기를 활용한 모형 구성 활동에서 드러난 개념 특성의 변화 및 변화 지원 요인 탐색김희백, 이차은, 하희수한국생물교육학회 · 생물교육2018 · 제46권 제3호

이 간행물의 다른 논문 (14건)

21세기 과학적 소양 평가기준 개발 및 교과서 내용 분석에의 적용문공주, Joseph Krajcik, 김성원, 문지영, 조미영, 정윤숙pp. 789-804언어 네트워크 분석법을 통한 중학교 과학영재들의 사실, 가설, 이론, 법칙과 과학적인 것의 의미에 대한 인식 조사이준기, 하민수pp. 823-840초등 교사는 예상, 추리, 가설을 어떻게 지도할까?임성만, 김여명, 양일호pp. 841-854학습자의 핵심역량 개발을 위한 과학과 수업방법 개선 방안곽영순pp. 855-865일반고 학생들과의 비교 분석을 통한 자연과학고 학생들의 과학 동기 수준 및 구조 분석김미영, 이준기, 박경화, 하민수pp. 866-878
원문 보기