문제발견 및 가설설정 능력 신장 과학영재교육프로그램 개발: 멘델의 과학적 사고과정 적용
Improvement of Students’ Problem Finding and Hypothesis Generating Abilities: Gifted Science Education Program Utilizing Mendel's Law
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본 연구는 역사적 발견을 이루어낸 과학자 가운데 멘델(Mendel, Gregor Johann, 1822-1884)의 과학적 사고과정을 활용하여 과학영재교육프로그램을 개발하고, 이 프로그램을 학습한 학생들의 문제발견 및 가설설정 능력의 변화를 측정하여, 프로그램의 효과성을 검증하는데 목적을 두었다. 이를 위해 먼저, 멘델이 유전법칙을 확립하는 과정에서 나타낸 과학적 사고과정을 분석하여 특징적 탐구요소를 추출하였다. 추출된 탐구요소 가운데 문제발견과 가설설정을 적용한 프로그램으로서 완두를 활용한 모의실험탐구중심의 과학영재교육프로그램을 개발하였다. 개발한 과학영재교육프로그램은 대학교 부설 과학영재교육원 소속 중학교 1, 2학년 학생 19명(남학생 11명, 여학생 8명)을 대상으로 적용되었다. 적용한 결과, 학생들은 문제발견 능력의 하위요소 융통성, 정교성, 독창성이 신장되었고, 가설설정 능력의 논리성도 신장되었다. 이에 개발된 과학영재교육프로그램은 중학교 과학영재로 선발된 학생들의 문제발견 및 가설설정 능력을 향상시키는데 효과가 있는 것으로 고찰되었다.
Abstract
In the process of establishing the principle of genetics, Mendel discovered problems based on various observations. Mendel’s scientific thinking ability can be effective if this ability is embedded in gifted science education programs. The study aims to develop a science gifted education program utilizing Mendel’s scientific thinking ability shown in the principles of genetics and examine students’ changes in scientific thinking ability before and after the program implementation. For the program development, first, the characteristics of Mendel’s scientific thinking ability in the process of establishing the principle of genetics were investigated and extracted the major elements of inquiry. Second, the science gifted education programs was developed by applying the inquiry elements from the Mendel's Law. The program was implemented with 19 students of 7th, 8th graders who attend the science gifted education center affiliated with university during July 2011. The Mendel's scientific thinking ability was classified into induction, deduction, and integration. The elements of inquiry extracted from the Mendel’s scientific thinking include making observation, puzzling observation, proposing causal questions, generating hypothesis, drawing inference, designing experiment, gathering and analyzing data, drawing conclusions, and making generalization. With applying these elements, the program was developed with four phases: 1st - problem finding; 2nd - hypothesis generating; 3rd - hypothesis testing and 4th - problem solving. After implementation, students’ changes in scientific thinking ability were measured. The findings from the study are as follows: First, students’ abilities of problem finding is significantly (p<.05) increased. Second, students’ abilities of hypothesis generating is significantly (p<.05) increased.
참고문헌 (32)
- 권용주, "예비 과학교사들의 가설 창안 과정에 대한 탐색적 분석", 한국과학교육학회지, 20(1), pp.29~42 (2000)
- 권용주, "과학고등학교 학생들이 전분 실험에서 생성한 생물학 가설의 설명 경향 분석", 중등교육연구, 55(1), pp.275~298 (2007), 중등교육연구소
- 권용주, "선언적 과학 지식의 생성 과정에 대한 과학철학적 연구: 귀납적, 귀추적, 연역적 과정을 중심으로", 한국과학교육학회지, 23(3), pp.215~228 (2003), 한국과학교육학회
- 김동렬, "동기 유발 전략을 적용한 생물 수업이 중학교 과학 영재들의 과학 관련 태도와 생물 영역에 대한 흥미도, 학습 동기에 미치는 효과", 생물교육, 36(4), pp.500~511 (2008), 한국생물교육학회
- 김순식, "문제발견 중심의 과학 탐구수업이 영재학생들에게 미치는 효과", 영재와 영재교육, 9(2), pp.37~63 (2010), 한국영재교육학회
- 김영민, "케플러의 망막 상 이론 형성 과정에서의 과학적 문제 발견과 귀추적 사고", 한국과학교육학회지, 26(7), pp.835~842 (2006), 한국과학교육학회
- 류시경, "과학 영재 학생들의 과학적 문제발견 능력을 측정하기 위한 도구 개발", 한국과학교육학회지, 28(2), pp.139~149 (2008), 한국과학교육학회
- 박문영, "과학자를 소재로 한 초등과학영재 프로그램 개발", 초등과학교육, 25(5), pp.507~521 (2007), 한국초등과학교육학회
- 박종원, "과학적 가설 검증을 위한 학생들의 실험 설계 내용 분석", 한국과학교육학회지, 23(2), pp.200~213 (2003), 한국과학교육학회
- Mendel, G. J, "식물의 잡종에 관한 실험 Versuche berpflanzen-hybriden" (2009), 지식을 만드는 지식
- 로빈 헤니그, "정원의 수도사" (2006), 사이언스북스
- 양일호, "Charles Darwin의 자서전에 나타난 사고 과정 분석", 생물교육, 34(1), pp.53~71 (2006), 한국생물교육학회
- 양재섭, "멘델유전학에서 생명공학시대까지 생명관의 변천", 한국과학사학회지, 27(1), pp.87~108 (2005), 한국과학사학회
- 이광웅, "생명: 생물의 과학 Life: The science of biology" (2007), (주)교보문고
- 이재기, "중학교 과학 영재를 위한 유전 심화 학습 프로그램의 개발과 적용 -초파리(돌연변이체)를 중심으로-", 생물교육, 35(2), pp.236~252 (2007), 한국생물교육학회
- 이혜숙, "수학과학통합교육의 설계 및 실행에 대한 연구", 수학교육, 49(2), pp.175~198 (2010), 한국수학교육학회
- 이혜주, "구조화 정도가 다른 문제 상황에서 문제발견에 대한 제 변인의 상대적 기여도 분석", 초등교육연구, 18(2), pp.123~147 (2005), 한국초등교육학회
- 정진수, "초중등 학생들의 과학적 가설 생성력 측정 도구 개발과 활용", 생물교육, 34(3), pp.388~404 (2006), 한국생물교육학회
- 권용주, "과학적 가설의 생성력 향상을 위한 삼원귀추모형의 적용", 한국과학교육학회지, 25(5), pp.595~602 (2005), 한국과학교육학회
- 정현철, "영재의 자율연구능력 기초탐색연구" (2004), 한국교육개발원
- 에드워드 에델슨, "유전학의 탄생과 멘델.에드워드 에델슨" (2002), 바다출판사
- 비체슬라프 오렐, "현대 유전학의 창시자 멘델.비체슬라프 오렐" (2008), 전파과학사
- 황신영, "멘델이 들려주는 유전 이야기" (2010), 자음과 모음
- 황요한, "과학영재의 창의성 신장을 위한 CNP 모형의 개발과 적용", 영재교육연구, 20(3), pp.847~866 (2010), 한국영재학회
- Kampourakis, K, "Mendel and the path to genetics: Portraying science as a socialprocess", Science & Education. Published online, ~ (2010)
- Lawson, A. E, "How do humans acquire knowledge? and what does that imply about thenature of knowledge", Science & Education, 9(6), pp.577~598 (2000)
- Magner, L. N, "A history of the life sciences" (2002), Marcel Dekker, Inc
- Mansfield, R. S, "The psychology of creativity and discovery: Scientistsand their work" (1981), Burnham Inc Pub
- Nikitina, S., "Three strategies for interdisciplinary math and scienceteaching: A case of the Illinois Mathematics and Science Academy", Goodwork@ ProjectZero Report Series, 21 (2003), Harvard Graduate School of Education.
- Simonton,D, "Scientific genius: A psychology of science" (1988), CambridgeUniversity Press
- Starko, A. J, "Finding the problem finders: Problem finders and the identification anddevelopment of talent. In Talents unfolding:Cognition and development" (2000), American Psychological Association
- Subotnik, R. F, "Problem identification in academic research: Alongitudinal case from adolescence to early adulthood. In Problemfinding, problem solving, and creativity", pp.188~200 (1994), Ablex PublishingCorporation