본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

명시적-반성적 접근을 활용한 모델링 수업이 초등학생들의 메타모델링 지식에 미치는 영향 탐색

Exploring the Influence of an Explicit and Reflective Modeling Instruction on Elementary Students’ Metamodeling Knowledge

김찬종|최승언|임성은|박창미
한국과학교육학회 (The Korean Association for Science Education)|2020.04|한국과학교육학회지 (Journal of the Korean Association for Science Education)|제40권 제2호|pp. 127-140|DOI https://doi.org/10.14697/jkase.2020.40.2.127

0

조회

0

다운로드

6

인용

0

참고문헌

키워드

초등학생elementary students메타모델링 지식명시적-반성적 접근을 활용한 모델링 수업metamodeling knowledgeexplicit and reflective modeling instruction
주제분류교육학

초록

본 연구에서는 명시적-반성적 접근을 활용한 모델링 수업이 초등 학생들의 메타모델링 지식 이해에 미치는 영향을 탐색했다. 연구를 위해 서울 J 초등학교 4학년 2개의 학급을 선정하여 각 학급을 실험반과 통제반으로 선정하였다. 실험반에서는 명시적-반성적인 방법으로 모델링 수업을 5차시 동안 진행하였으며, 통제반에서는 4차시 동안암시적 방법으로 모델링 수업을 진행하였다. 수업 사전⋅사후에 메타모델링 지식 다섯 가지 요소인 ‘모델의 의미, 목적, 설계와 구성, 가변 성, 다중성’에 대해 설문 및 면담을 수행하였다. 연구 결과 메타모델링 지식 요소 중 실험반에서는 ‘모델의 의미(모델의 예)’, ‘모델의 목적’, ‘모델의 가변성’, ‘모델의 다양성’ 영역에 대한 이해가 높아지는 변화가 나타났지만, 통제반에서는 여전히 모델의 의미를 파악하지 못하는 학생이 다수였으며 모델과 모델링의 본성에 대해 다양하고 폭넓은 이해가 아닌 모델링 수업과 관련된 제한된 이해에 머물렀다. 본 연구를 통해 명시적-반성적 메타모델링 지식을 강조한 모델링 수업이 초등학생들의 메타모델링 지식 변화에 긍정적인 영향을 미침을 알 수있었다.

Abstract

This study investigated the influence of an explicit and reflective modeling instruction on the metamodeling knowledge of fourth-graders. Two fourth-grade classes in an elementary school in Seoul were selected and each class was assigned to an experimental group and a control group, respectively. The experimental group was engaged in explicit and reflective modeling instruction, whereas the control group was engaged in implicit modeling instruction. The two groups were surveyed before and after instruction on the basis of five metamodeling knowledge categories: definition, purpose, design/construction, changeability, and multiplicity. The experimental group showed positive changes in model’s meaning, examples, purpose, changeability as well as multiplicity. In contrast, fewer students in the control group understood the meaning of the model and modeling. They also showed limited changes in their understandings with regards to the modeling instruction, and could not expand their understanding of the nature of model and modeling. The findings indicate that an explicit and reflective modeling instruction has positive influence on elementary students’ metamodeling knowledge.

참고문헌 (44)

  1. Abd‐El‐Khalick, F., "Inquiry in science education : International perspectives", Science Education, 88(3), pp.397~419 (2004)
  2. Akindehin, F., "Effect of an instructional package on preservice science teachers’ understanding of the nature of science and acquisition of science-related attitudes", Science Education, 72, pp.73~82 (1988)
  3. Baek, H., "Tracing fifth-grade students’ epistemologies in modeling through their participation in a model-based curriculum" (2013), MichiganState University, Curriculum, Instruction, and Teacher Education
  4. Baek, H., "Engaging elementary students in scientific modeling: The MoDeLS fifth-grade approach and findings. In Models and modeling", pp.195~218 (2011), Springer
  5. Bamberger, Y. M., "Middle-school science students’ scientific modelling performances across content areas and within alearning progression", International Journal of Science Education, 35(2), pp.213~238 (2013)
  6. Carey, S., "On understanding the nature of scientific knowledge", Educational Psychologist, 28(3), pp.235~251 (1993)
  7. 차정호, "과학적 모델에 대한 중.고등학생들의 견해", 대한화학회지, 48(6), pp.638~644 (2004), 대한화학회
  8. 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)
  9. 조은진, "과학적 모델과 모델링에 대한 중등 과학 교사의 인식 탐색", 한국과학교육학회지, 37(5), pp.859~877 (2017), 한국과학교육학회[DOI]
  10. 조혜숙, "과학교육에서 모델 및 모델링에 대한 고찰 －메타모델링 지식을 중심으로－", 한국과학교육학회지, 37(2), pp.239~252 (2017), 한국과학교육학회[DOI]
  11. 조혜숙, "과학교육에서 모델과 모델링 관련 국내 과학 교육 연구 동향 분석", 한국과학교육학회지, 37(4), pp.539~552 (2017), 한국과학교육학회[DOI]
  12. Clement, J., "Handbook of creativity", pp.341~381 (1989), Springer
  13. Crawford, B., "Research and the quality of science education", pp.309~323 (2005), Springer
  14. Fortus, D., "Sequencing and supporting complex scientific inquiry practices in instructional materials for middle school students", Annual Meeting of the National Association for Research in Science Teaching (2006)
  15. Gilbert, J. K., "Modelling-based teaching in science education (Vol. 9)" (2016), Springer international publishing
  16. Grosslight, L., "Understanding models and their use in science : Conceptions of middle and high school students and experts", Journal of Research in Science Teaching, 28(9), pp.799~822 (1991)
  17. Harrison, A. G., "A typology of school science models", International Journal of Science Education, 22(9), pp.1011~1026 (2000)
  18. 진희자, "중학교에서 공- 막대 모형을 이용한 수업의 효과 분석", 대한화학회지, 48(1), pp.77~84 (2004), 대한화학회
  19. 정현석, "과학적 모형에 대한 예비 과학교사들의 인식", 교사교육연구, 53(4), pp.682~692 (2014), 과학교육연구소[DOI]
  20. 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)
  21. 강남화, "과학 탐구와 과학 교수학습에서의 모델과 모델링에 대한 교사들의 인식", 한국과학교육학회지, 37(1), pp.143~154 (2017), 한국과학교육학회[DOI]
  22. Kenyon, L., "Incorporating modeling into elementary students’ scientific practices", the annual conference of the National Association for Research in Science Teaching (NARST) (2008)
  23. Khishfe, R., "Influence of explicit and reflective versus implicit inquiry‐oriented instruction on sixth graders’ views of nature of science", Journal of Research in Science Teaching : The Official Journal of the National Association for Research in Science Teaching, 39(7), pp.551~578 (2002)
  24. 김미영, "혈액 순환 모형 기반 수업에서 고등학생들의 개념 변화 분석", 한국과학교육학회지, 27(5), pp.379~393 (2007), 한국과학교육학회
  25. 김성기, "과학영재 학생들의 과학 메타모델링 지식 발달 단계 탐구", 대한화학회지, 63(2), pp.102~110 (2019), 대한화학회
  26. Lederman, N. G., "Students’ and teachers’ conceptions of the nature of science : A review of the research", Journal of Research in Science Teaching, 29(4), pp.331~359 (1992)
  27. Lehrer, R., "Seeding evolutionary thinking by engaging children in modeling its foundations", Science Education, 96(4), pp.701~724 (2012)
  28. Lee, H. J., "What is SSI education?" (2018), Park Young Publication Co
  29. Maia, P. F., "Learning of chemical equilibrium through modelling‐based teaching", International Journal of Science Education, 31(5), pp.603~630 (2009)
  30. Ministry of Education(MOE), "2015 revised curriculum-Science" (2015), Ministry of Education
  31. NGSS Lead States, "Next generation sceince standards : For states, by states" (2013), National Academies Press
  32. 오필석, "과학과 과학 교육에서 사용되는 모델에 관한 예비 초등 교사들의 인식", 초등과학교육, 28(4), pp.450~466 (2009), 한국초등과학교육학회
  33. Oh, P. S., "What teachers of science need to know about models: An overview", International Journal of Science Education, 33(8), pp.1109~1130 (2011)
  34. 박희경, "과학적 모델의 사회적 구성 수업을 통한 과학 영재 학생들의 모델링 능력 변화", 한국과학교육학회지, 36(1), pp.15~28 (2016), 한국과학교육학회[DOI]
  35. Pluta, W. J., "Learners’ epistemic criteria for good scientific models", Journal of Research in Science Teaching, 48(5), pp.486~511 (2011)
  36. Saari, H., "A research‐based teaching sequence for teaching the concept of modelling to seventh‐grade students", International Journal of Science Education, 25(11), pp.1333~1352 (2003)
  37. Schwarz, C., "Is there a connection? The role of meta-modeling knowledge in learning with models", the Proceedings of International Conference of Learning Sciences (2002)
  38. Schwarz, C. V., "Developing a learning progression for scientific modeling : Making scientific modeling accessible and meaningful for learners", Journal of Research in Science Teaching : The Official Journal of the National Association for Research in Science Teaching, 46(6), pp.632~654 (2009)
  39. Schwarz, C. V., "Metamodeling knowledge : Developing students’ understanding of scientific modeling", Cognition and Instruction, 23(2), pp.165~205 (2005)
  40. Smith, C., "Using conceptual models to facilitate conceptual change : The case of weight-density differentiation", Cognition and Instruction, 9(3), pp.221~283 (1992)
  41. Treagust, D. F., "Students’ understanding of the role of scientific models in learning science", International Journal of Science Education, 24(4), pp.357~368 (2002)
  42. Van Driel, J. H., "Teachers’ knowledge of models and modelling in science", International Journal of Science Education, 21(11), pp.1141~1153 (1999)
  43. Can Models Foster Conceptual Change? The Case of Heat and Temperature, "Wiser, M.", ~ (1988)
  44. 윤혜경, "초등 예비교사의 자기 모델 탐구 과정과 과학적 모델에 대한 이해 변화", 초등과학교육, 30(3), pp.353~366 (2011), 한국초등과학교육학회

관련 논문AI추천

과학교육에서 모델 및 모델링에 대한 고찰 －메타모델링 지식을 중심으로－남정희, 오필석, 조혜숙한국과학교육학회 · 한국과학교육학회지2017 · 제37권 제2호초등과학 모델링 수업의 구성과 속성 및 교사 역량 요인에 대한 질적 메타 분석김현주, 이기영, 임채성한국초등과학교육학회 · 초등과학교육2023 · 제42권 제3호모델링 실천을 통한 과학 영재학생들의 메타모델링 지식 구성요소별 인식수준 분석김기향, 백성혜대한화학회 · 대한화학회지2023 · 제67권 제1호수학적 모델링에 대한 초등학교 예비교사들의 인식변화김용석한국수학교육학회 · 초등수학교육2022 · 제25권 제1호‘바닥 꾸미기’ 과제를 이용한 수학적 모델링 과정에서 초등수학영재의 메타인지 분석윤수미, 장혜원한국수학교육학회 · 수학교육 논문집2023 · 제37권 제2호다양한 모델링 도구를 활용한 초등학교 모델 기반 탐구 수업의 개발 및 적용강남화, 유숙정한국현장과학교육학회 · 현장과학교육2025 · 제19권 제5호

이 간행물의 다른 논문 (10건)

통합과학 교과 역량에 대한 교사들의 인식 분석안유민, 변태진pp. 97-111문화역사적 활동이론(CHAT)을 활용한 과학교사의 교육실습 지도 분석김다애, 노태희, 김민환pp. 113-126과학 교육에서 기능 중심의 과학 탐구에 대한 비판적 고찰오필석pp. 141-1502015 개정 과학과 교육과정의 ‘기능’에 대한 비판적 검토권문호, 박종석pp. 151-1612015 개정 교육과정에서 초등과학과 교육과정 성취기준 분석 방법의 제안 -‘지구와 우주’ 영역을 중심으로-손준호pp. 163-175
원문 보기