과학적 모형의 사회적 구성 과정을 적용한 야외 지질 답사 사례 연구: 모형 구성 과정을 중심으로

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 과학교육과, 2015. 2. 김찬종.최근 과학 교육계에서는 학생 주도의 효과적인 과학 탐구 학습을 위하여 과학적 모형을 활용하는 교수 프로그램에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 지구과학의 탐구 대상들은 대개 제한된 공간에서의 탐구가 어렵기 때문에, 야외 지질 답사가 효과적인 지구과학 학습의 대안으로서 각광받는 추세이다. 본 연구에서는 중학교 영재 학생들을 위한 야외 지질 현장 학습에 과학적 모형의 사회적 구성 전략을 적용하여 학생들의 과학적 모형의 발전 양상을 파악하고, 이 과정에 영향을 준 요인들을 조사하였다. 연구참여자는 S대학교 과학영재교육원에 다니는 중학교 2학년 학생 20명이다. 야외 지질 현장 학습 장소는 전북 진안 마이산이며, 목표는 마이산의 형성 과정이었다. 학생들은 과학적 모형의 사회적 구성 전략에 기반한 현장 학습을 하였으며, 현장 학습이 이루어진 날 두 차례의 조별 토의 과정을 가졌고 다음 날 아침에 마지막으로 전체 발표과정을 거쳤다. 총 5개 조(4인 1조) 가운데 특색이 있는 3개 조를 연구자가 선정하여, 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 각 조들은 교사진이 활동 초에 설정한 목표 모형의 틀과 유사한 형태로 조별 모형을 발달시키는 데 성공하였다. 그 과정에서 주로 관찰 사실을 통해 얻은 정보들을 바탕으로 교사와 학생들 간의 상호작용 속에서 모형이 구성되는 것을 확인할 수 있었다. 둘째, 각 조의 모형은 주로 학생들의 관찰 사실로부터 추론 과정을 거쳐 모형이 발달되는 것이 나타났다. 하지만 그 과정에서 교사의 개입이 두드러졌다. 그리하여 주로 관찰 사실들을 교사가 확인시켜 주고, 이를 학생의 추론을 거쳐 모형의 형태로 발달되는 양상으로 전개되는 것을 볼 수 있었다. 그 밖에 조원들 각각의 개인적 맥락 하에서 논의에 참여하는 방식이 전체적인 모형 구성에 영향을 미쳤다. 교실 내에서의 과학적 모형 구성 수업은 처음부터 정답을 설정하지는 않으나, 교사가 제공하는 한정된 자료들을 바탕으로 특정한 수업 목표를 향해 논의가 이루어지는 방식으로 진행된다. 반면, 야외 지질 답사는 다양한 관찰 사실들을 바탕으로 학생들의 폭넓은 모형의 발전을 유도할 수 있다. 또한 각자의 개인 모형을 가지고 동료와 토의를 하여 조별 모형을 합의하고 이를 발표하는 일련의 과정이 과학의 본성을 함양하는 좋은 기회가 될 수 있을 것으로 생각된다.Ⅰ. 서론 1 1. 연구의 필요성 및 목적 1 2. 연구 문제 4 Ⅱ. 이론적 배경 5 1. 과학 교육에서의 과학적 모형 5 2. 과학 교육에서의 모형 형성과 사회적 구성 7 3. 야외 지질 답사 8 Ⅲ. 연구 방법 10 1. 연구 참여자 10 가. 연구 참여 집단 10 나. 연구 참여 강사 11 다. 연구 참여 학생 11 2. 강의 설계 - 마이산의 형성 과정 16 가. 목표 모형 설정 16 나. 활동 과정 설계 17 3. 자료 수집 19 4. 자료 분석 20 Ⅳ. 연구 결과 23 1. 1조의 사례 23 가. 조별 모형 발달 과정 23 나. 조별 모형 형성 과정에 영향을 미친 요인 29 2. 2조의 사례 40 가. 조별 모형 발달 과정 40 나. 조별 모형 형성 과정에 영향을 미친 요인 44 3. 3조의 사례 56 가. 조별 모형 발달 과정 56 나. 조별 모형 형성 과정에 영향을 미친 요인 61 Ⅴ. 결론 및 제언 73 1. 결론 73 2. 제언 76 참고문헌 79 부 록 84 Abstract 91Maste