흐름도를 이용한 과학영재의 과학 탐구과정 이해수준 분석
Analysis of Gifted Students’ Understanding on Scientific Inquiry Process Using a Flowchart
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초록
과학영재는 R&E와 같은 개방된 과학탐구 경험을 통해 과학탐구의 과정에 대한 메타인지를 획득한다. 이 연구에서는 과학탐구 과정에 대한 고등학교급 과학영재의 전반적인 이해수준이 어떠한지, 그리고 경험의 횟수에 따라 과학탐구 과정 지식에 차이가 있는지를 알아보았다. 영재학교에 재학 중인 고등학교급 과학영재 77명을 대상으로 과학 탐구과정 흐름도를 그리도록 하고, 흐름도에 나타난 연결, 실험설계, 과학을 하는 이유, 과학의 본성, 상호연결성을 평가하였다. 평가 결과, 과학영재 학생들은 실험설계의 과정은 구체적으로 이해하고 있었으나, 과학탐구의 과정을 선형적, 비순환적으로 인식하는 비율이 높았고, 과학을 하는 이유와 과학의 본성적 측면은 탐구과정에 포함시키지 않는 특성이 나타났다. 따라서 개방된 자유탐구 경험만으로 학생들의 과학 탐구과정 지식의 이해가 향상되지 않는 부분에 대해서는 교사의 적절한 개입이 필요하다. 다음으로 과학탐구 경험의 횟수에 따른 이해 수준의 비교 결과, 개방된 과학탐구 경험을 통하여 점진적으로 과학탐구의 과정에 대한 이해를 일부 심화하였으므로 지속적으로 개방된 과학탐구의 경험을 제공할 필요가 있다. 이 연구는 향후 과학영재 및 일반 학생들의 개방된 과학탐구 활동의 계획과 수행에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
Abstract
Gifted students acquire metacognition about the process of scientific inquiry while experiencing opened inquiry such as R&E. This study explores what level of understanding gifted students have about the scientific inquiry process and whether there is a difference in their perception according to the number of scientific inquiry experiences. We asked 77 gifted students enrolled in the science academy to draw a flow chart of the scientific inquiry process and evaluated the connection, experimental design, reasons for doing science, nature of science, and interconnectivity. As a result of the evaluation, gifted students understood the experimental design detail, but they thought the scientific inquiry process is linear and non-cyclical. Also, they did not include the reason for doing science and the nature of science in the inquiry process. Therefore, the teacher's appropriate intervention is necessary since lacking students' understanding cannot be improved only by the experience of open inquiry. As a result of comparing the level of understanding according to the number of scientific research experiences, some deepened their understanding through opened inquiry experiences, so it is necessary to continuously provide them. This study can be expected to be helpful in the design and implementation of opened inquiry for students.
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