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관찰, 분류 활동에서 지식 생성 및 수용 시 저성취 학생과 일반 학생의 뇌 활성 차이 비교 분석

The Brain Activity Difference between Knowledge Generation and Acceptance of Low and General Achieving Students during the Observation and Classification Activities

정진수|김용성
특수교육재활과학연구소 (The Research Institute for Special Education & Rehabilitation Science)|2017.12|특수교육재활과학연구|제56권 제4호|pp. 25-47|DOI 10.23944/Jsers.2017.12.56.4.2

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scientific observation과학적 관찰knowledge generation지식 수용지식 생성절대파워스펙트럼 활성 차이knowledge Acceptanceabsolute power spectral activation difference과학적 분류scientific classification
주제분류기타사회과학

초록

이 연구의 목적은 생명과학의 관찰 활동과 분류 활동에서 생명과학의 지식을 생성할 때와 수용할 때 나타나는 뇌 활성의 차이를 분석하는 것이다. 이를 위해서 기준 과제, 관찰 과제, 분류 과제를 개발하였다. 기준 과제는 다시 관찰 활동 기준 과제, 분류 활동 기준 과제로 구분하여 개발하였다. 관찰 과제는 관찰 지식 생성 과제와 관찰 지식 수용 과제로 구분하여 개발하였다. 그리고 분류 과제 역시 분류 지식 생성 과제와 분류 지식 수용 과제로 구분하여 개발하였다. 뇌파 측정에 참여한 28명의 여자 고등학생들을 과학 탐구 성취 수준에 따라 저성취 집단과 일반 집단의 두 집단으로 구분하였다. 연구 결과, 저성취 학생들보다 일반 학생들이 더 많은 수의 관찰 및 분류 지식을 생성하였고 더 많은 수의 관찰 및 분류 지식을 수용하였다. 저성취 학생들과 일반 학생들의 뇌 활성 차이를 분석한 결과, 관찰 지식을 생성할 때 저성취 학생들은 일반 학생들보다 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽에서 뇌 활성이 더 높은 결과를 보였다. 관찰 지식을 수용할 때는 저성취 학생들이 일반 학생들과 비교하여 전두엽, 두정엽, 후두엽에서 더 높은 활성을 보였다. 그리고 분류 지식을 생성할 때와 수용할 때는 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽의 모든 영역에서 저성취 학생들이 더 높은 뇌 활성을 보였다. 이와 같은 결과는 저성취 학생들이 일반 학생들보다 관찰 및 분류 지식을 생성할 때와 수용할 때, 대상에 대한 정보 비교 및 선택, 선택적 주의 집중, 시각적 위치 정보 가공 및 시각적 작업기억, 대상에 대한 의미 파악, 시각 정보 인식의 기능 측면에서 낮은 신경 효율성을 보인다고 할 수 있다.

Abstract

The purpose of this study is to analyze the difference in brain activity when generating and accepting knowledge in observation and classification activities of life sciences. To do this, we developed a criteria task, an observation task, and a classification task. The criteria tasks were divided into two groups: observation and classification criteria task. Observation tasks were divided into observation knowledge generation and acceptance task. Classification tasks were also divided into classification knowledge generation and acceptance task. Twenty-eight female high school students who participate EEG measurement were divided into two groups according to scientific inquiry achievement level: underachieving and general group. As a result of the study, compare with underachieving students, general students generated more number of observation and classification knowledge and accepted more number of observation and classification knowledge. Analysis of differences in brain activity between underachieving students and general students showed that underachieving students had higher brain activity in frontal lobe, parietal lobe, temporal lobe, and occipital lobe than normal students in generating observation knowledge. When accepting observational knowledge, underachieving students showed higher activity in the frontal, parietal, and occipital lobes compared to general students. In addition, when the classification knowledge was generated and accepted, underachieving students showed higher brain activity in all areas of frontal, parietal, temporal, and occipital lobes. These results indicate that when underachieving students create and accept observation and classification knowledge, compare with general students, they showed low neural efficiency in term of comparison and selectness of information about the subject, concentrate selective attention, generation of vision position information, visual working memory, understanding about meaning of the object, and recognition of visual information.

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