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모델링 실천을 통한 과학 영재학생들의 메타모델링 지식 구성요소별 인식수준 분석

Analysis of the Cognitive Level of Meta-modeling Knowledge Components of Science Gifted Students Through Modeling Practice

백성혜|김기향
대한화학회|2023.02|대한화학회지 (Journal of the Korean Chemical Society)|제67권 제1호|pp. 42-53

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메타모델링 지식Anomalies모델링 과정Modeling processMeta-modeling knowledgeModeling practice변칙현상모델의 가변성모델의 다중성모델링 실천Model variabilityModel multiplicity
주제분류화학

초록

본 연구는 화학교과 내용 맥락 하에서 모델링 실천을 통해 드러난 메타모델링 지식 구성요소별 인식수준을 진단함으로써 메타모델링 지식과 통합된 모델링 실천 프로그램 구성을 위한 기초자료를 얻고자 하였다 . A 과학 영재학교 2학년 재학생 16명을 대상으로 화학 교사가 변칙현상이 포함된 탐구기반 모델링을 진행하였으며 , 모델의 가변성 , 모델의 다중성 , 모델링 과정 등 메타모델링 지식 구성요소별 인식수준을 분석하기 위하여 학생이 기록한 탐구노트와 연구자가 기록한 관찰노트를 분석에 활용하였다 . 인식수준은 0단계부터 3단계까지 분류하였다 . 분석 결과 , 메타모델링 지식의 구성요소 중 모델링 과정에 대한 인식수준이 가장 높았으며 모델의 다중성 다음으로 모델의 가변성에 대한 인식수준이 가장 낮은 것으로 나타났다 . 모델 가변성에 대한 낮은 인식수준의 원인은 학생들이 개념모델을 객관적 사실로 인식하는 것과 관련이 깊고 , 모델 다중성에대한 낮은 인식수준의 원인은 주어진 현상에 대해 오직 하나의 올바른 모델이 존재한다는 신념과 관련이 있다 . 학생들은 개념모델을 화학기호와 같은 상징적 모델을 이용하여 정교화하였으나 모델링 전 과정에 영향을 주는 자료해석의 중요성에 대한 인식이 부족하였다 . 모델의 본성을 명시적으로 안내할 수 있는 사전활동의 도입하고 , 자료해석의 중요성을 구체적 예시를통해 안내할 필요가 있다 . 다른 관점에서 제안된 모델의 수용 가능성을 고려하고 검증하는 훈련이 모델링 실천 프로그램을통해 이루어져야 한다.

Abstract

The purpose of this study is to obtain basic data for constructing a modeling practice program integrated with meta-modeling knowledge by analyzing the cognition level for each meta-modeling knowledge components through model- ing practice in the context of the chemistry discipline content. A chemistry teacher conducted inquiry-based modeling prac- tice including anomalous phenomena for 16 students in the second year of a science gifted school, and in order to analyze the cognition level for each of the three meta-modeling knowledge components such as model variability, model multiplicity, and modeling process, the inquiry notes recorded by the students and observation note recorded by the researcher were used for analysis. The recognition level was classified from 0 to 3 levels. As a result of the analysis, it was found that the cognition level of the modeling process was the highest and the cognition level of the multiplicity of the model was the lowest. The cause of the low recognitive level of model variability is closely related to students' perception of conceptual models as objec- tive facts. The cause of the low cognitive level of model multiplicity has to do with the belief that there can only be one cor- rect model for a given phenomenon. Students elaborated conceptual models using symbolic models such as chemical symbols, but lacked recognition of the importance of data interpretation affecting the entire modeling process. It is necessary to intro- duce preliminary activities that can explicitly guide the nature of the model, and guide the importance of data interpretation through specific examples. Training to consider and verify the acceptability of the proposed model from a different point of view than mine should be done through a modeling practice program.

참고문헌 (40)

  1. Chamizo, J. A., , J. A. Science and Education, 22, pp.1613~ (2013)
  2. Clement, J. J., , Internaional Journal of Science Education, 22, pp.1041~ (2000)
  3. Gobert, J. D., , International Journal of Science Education, 22, pp.891~ (2000)
  4. Justi, R., , International Journal of Science Education, 24, pp.369~ (2002)
  5. Morrison, M., "Models as mediators" (1999), Cambridge University Press
  6. 오필석, "귀추적 사고 과정에서 모델의 역할 - 이론과 경험 연구를 통한 도식화 -", 한국과학교육학회지, 36(4), pp.551~561 (2016), 한국과학교육학회[DOI]
  7. Windschitl, M., , Science Education, 92, pp.941~ (2008)
  8. 조은진, "과학적 모델과 모델링에 대한 중등 과학 교사의 인식 탐색", 한국과학교육학회지, 37(5), pp.859~877 (2017), 한국과학교육학회[DOI]
  9. 조혜숙, "과학교육에서 모델 및 모델링에 대한 고찰 －메타모델링 지식을 중심으로－", 한국과학교육학회지, 37(2), pp.239~252 (2017), 한국과학교육학회[DOI]
  10. 강남화, "과학 탐구와 과학 교수학습에서의 모델과 모델링에 대한 교사들의 인식", 한국과학교육학회지, 37(1), pp.143~154 (2017), 한국과학교육학회[DOI]
  11. 김성기, "과학영재 학생들의 과학 메타모델링 지식 발달 단계 탐구", 대한화학회지, 63(2), pp.102~110 (2019), 대한화학회
  12. Lehrer, R., , Journal of Applied Developmental Psychology, 21, pp.39~ (2000)
  13. Justi, R., , International Journal of Science Education, 25, pp.1369~ (2003)
  14. 박희경, "과학적 모델의 사회적 구성 수업을 통한 과학 영재 학생들의 모델링 능력 변화", 한국과학교육학회지, 36(1), pp.15~28 (2016), 한국과학교육학회[DOI]
  15. Van Driel, J. H., , International Journal of Science Education, 24, pp.1255~ (2003)
  16. Gobert, J., "The Relationship Between Students'Epistemologies and Model-Based Reasoning", ERIC ED 409164, ~ (1997)
  17. 김정은, "과학영재 학생들의 메타모델링 지식(MMK) 발달 및 MMK 발달 수준과 실제 수행과의 관계 탐색", 대한화학회지, 64(2), pp.111~118 (2020), 대한화학회[DOI]
  18. Baek, H., "Tracing Fifth-Grade Students' Epistemologies in Modeling through Their Participation in a Model-Based Curriculum Unit", ERIC ED 553389, ~
  19. 조혜숙, "과학교육에서 모델과 모델링 관련 국내 과학 교육 연구 동향 분석", 한국과학교육학회지, 37(4), pp.539~552 (2017), 한국과학교육학회[DOI]
  20. Schwarz, C, "Fostering Middle School Students'Understanding of Scientific Modeling", Paper presented at the annual meeting of American Educational Research Association (1998)
  21. 윤혜경, "초등 예비교사의 자기 모델 탐구 과정과 과학적 모델에 대한 이해 변화", 초등과학교육, 30(3), pp.353~366 (2011), 한국초등과학교육학회
  22. Tabak, I., , Pragmatics and Cognition, 16, pp.307~ (2008)
  23. Grosslight, L., , Journal of Research in Science Teaching, 28, pp.799~ (1991)
  24. Crawford, B. A., "Research and the quality of science education" (2005), Springer Netherlands
  25. Schwarz, C. V., , Journal of Research in Science Teaching, 46, pp.632~ (2009)
  26. Lazenby, K., , Journal of Research in Science Teaching, 57, pp.794~ (2020)
  27. Schwarz, C. V., , Cognition and Instruction, 23, pp.165~ (2005)
  28. 김성기, "모델링을 통한 과학영재 학생들의 메타모델링 지식 발달 단계 분석", 한국과학교육학회지, 39(3), pp.457~464 (2019), 한국과학교육학회[DOI]
  29. 김성기, "세 가지 산-염기 모델에 대한 화학교사들의 인식과 해석", 대한화학회지, 63(1), pp.56~65 (2019), 대한화학회[DOI]
  30. Berland, L. K., , Journal of Research in Science Teaching, 53, pp.1082~ (2016)
  31. Greene, J. A., , Policy Insights From the Behavioral and Brain Sciences, 3, pp.45~ (2015)
  32. Schwarz, C. V., "Helping Students Make Sense of the World Using Next Generation Science and Engineering Practices" (2016), National Science Teachers'Association Press
  33. Grandy, R., , Science & Education, 16, pp.141~ (2017)
  34. Park, J. W., , Journal of Korea Chemical Society, 18, pp.283~ (1998)
  35. 이선경, "예비 초등교사의 과학 탐구 글쓰기 활동에서 나타난 이론과 증거의 조정 과정 분석", 한국과학교육학회지, 32(2), pp.201~209 (2012), 한국과학교육학회[DOI]
  36. Lederman, N. G., , Journal of Research in Science Teaching, 29, pp.331~ (1992)
  37. Lee, S. W., , Philosophy, 72, pp.273~ (2002)
  38. Oh, P. S, , International Journal of Science Education, 33, pp.1109~ (2011)
  39. Paik, S. H., , Journal of Chemical Education, 92, pp.1484~ (2015)
  40. 김기향, "전자 이동 모델과 산화수 변화 모델에 대한 화학 I 교육과정과 교과서 분석 및 화학교육전공 교사들의 인식 조사", 대한화학회지, 61(4), pp.204~210 (2017), 대한화학회[DOI]

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