과학교육을 위한 과학 불확실성의 분류틀 탐색 및 제안 -고등학교 과학탐구실험 교과 내용을 중심으로-
Developing a Classification Framework for Scientific Uncertainty in Science Education: Focused on High School Science Inquiry Experiments
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초록
과학은 본질적으로 현재 지식의 한계와 끊임없이 변화하는 과학적이해로 인해 불확실성을 내포하고 있다. 이러한 불확실성을 인정하고다루는 것은 과학적 담론과 대중과의 효과적인 소통을 위해 필수적이다. 따라서 학생들이 과학적 불확실성을 이해하고 관리하는 능력을함양하는 것은 비판적 사고력을 증진시키고, 정보에 기반한 합리적인의사결정을 가능하게 하므로 매우 중요하다. 이러한 교육은 학생들이다양한 관점을 수용하고, 불확실한 과학적 문제를 보다 효과적으로해결할 수 있는 역량을 기를 수 있도록 도울 것이다. 본 연구는 중등과학 교육과정에서 과학적 불확실성을 체계적으로 분류하고 해결하기 위한 프레임워크를 개발하는 것을 목표로 한다. 특히 고등학교과학 탐구 실험에 적용할 수 있는 실용적인 분류 체계를 구축하는데 중점을 두고 있다. 이를 위해 광범위한 문헌 검토를 통해 과학적불확실성의 개념과 다양한 유형을 고찰하였으며, 과학교육에 적합한세 가지 분류틀을 선정하였다. 또한, 이러한 분류틀을 보다 정교화하기 위해 중등 과학 교사 36명을 대상으로 설문조사를 실시하여 고등학교 과학 탐구 실험에서의 불확실성에 대한 교사들의 인식을 분석하였다. 설문조사 결과는 기존 문헌의 분석 결과와 함께 고등학교 과학탐구 수업에 적합한 체계적이고 실질적인 분류틀을 개발하는 데 중요한 역할을 하였다. 본 연구에서 개발한 분류틀은 중등 과학 수업에서과학적 불확실성을 체계적으로 다루고, 학생들이 불확실성에 대해비판적으로 사고하며 문제를 해결하는 능력을 함양하는 데 기여할것으로 기대한다.
Abstract
Science is inherently characterized by uncertainty, arising from the limitations of current knowledge and the ever-evolving nature of scientific understanding. Acknowledging and addressing this uncertainty is essential for both scientific discourse and effective public communication. It is therefore crucial that students learn to comprehend and manage scientific uncertainty, as this fosters the development of critical reasoning skills, leading to more informed and rational decision-making. Such education encourages pluralistic perspectives, equipping students to tackle uncertain scientific problems more effectively. This study aims to explore and develop a comprehensive framework for classifying and addressing scientific uncertainty within the secondary school science curriculum. The goal is to create a practical classification system that can be applied to high school science inquiry experiments. Through an extensive literature review, the concept and various types of scientific uncertainty were examined, leading to the identification of three classification frameworks suitable for science education. To further refine these frameworks, a survey was conducted with 36 secondary science teachers to assess their understanding of uncertainty in high school science inquiry experiments. The survey results, combined with insights from the literature, informed the development of a robust classification framework tailored to high school science inquiry.