아동이 가지는 과학적 오개념의 형성 원인은 아동이 자신의 기존 인지구조에 맞게 새로운 사건이나 사물을 동화하거나 아동의 인지발달의 저조 또는 인지구조의 미숙함, 잘못된 선경험, 직관에 의한 잘못된 유추 등이라 할 수 있다. 이렇게 형성된 오개념은 학습에 의하여 ...

아동이 가지는 과학적 오개념의 형성 원인은 아동이 자신의 기존 인지구조에 맞게 새로운 사건이나 사물을 동화하거나 아동의 인지발달의 저조 또는 인지구조의 미숙함, 잘못된 선경험, 직관에 의한 잘못된 유추 등이라 할 수 있다. 이렇게 형성된 오개념은 학습에 의하여 과학적 개념으로 대치되거나 때로는 쉽게 교정되지 않고 더욱 심화되거나 다른 유형의 오개념을 형성하기도 한다. 이러한 유아기 때 형성된 과학적 오개념은 이후의 초등 및 중등과정의 과학학습에 부정적인 영향을 미치기도 한다.
이와 관련하여 1970년대 중반부터 과학교육연구의 핵심적인 한 분야로 학습의 본성과 학습자의 사전 개념에 관한 연구가 행해 졌다. 연구의 결과 학습자가 수업 이전에 이미 자기만의 개념으로 형성한 선개념(preconception)이 학습과정에 지속적으로 영향을 미치며, 이후 학습자의 선개념을 과학적으로 변화할 수 있도록 돕는 과학 개념변화에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
이들 개념변화 모형들의 출발점은 학습자가 가진 오개념이 무엇인가에 대한 인식에서 출발하여 그에 대한 인지갈등을 유발하고 해소하는 과정을 거쳐 새로운 개념을 형성하게 한다는 공통점이 있다. 그러나 학습자의 오개념이 변화에 매우 저항적이며, 학습자가 가진 인지구조의 근원적인 수정이 이루어지지 않은 상태에서의 개념변화는 또 다른 오류를 발생시킬 우려가 있다.
그러나 이러한 오개념에 대한 개념변화와 관련한 대부분의 연구들은 특정 연령층의 학생들(초등과 중등학교 학생들)을 대상으로 한 것이 주를 이루고 있으며, 과학의 특정 내용에 관련된 일부 검사문항들을 개발하여 이를 적용해 보고, 이를 통해서 학습 전후로 해당 오개념의 변화 유무를 살펴보는 것이 주를 이루었다고 할 수 있다. 그 결과 유아를 대상으로 하는 오개념의 형성과 그에 대한 분석은 거의 이루어지지 않았다. 따라서 유아를 대상으로 하는 과학적 오개념과 개념변화를 위한 교수모형의 설계에서는 유아가 형성한 오개념의 원인에 대한 분석단계가 포함되어야 할 것이다.
한편, 학습자의 탐구정신과 과학적 접근방식을 자극하고 격려하는 방법으로서 구성주의적 접근법은, 학습자의 개념 구성을 스스로가 그들 내에 이미 존재하는 개념을 기초로 하여 지식을 능동적으로 구성하는 과정이라고 보고, 아동이 자신이 가진 과학적 오개념을 반추하고 그에 대한 개념변화를 이끌어 내는 것 또한 아동 스스로 이루어내야 하는 것으로 보면서 아동의 능동성을 강조한다.
특히 유아는 주로 감각을 통한 관찰에 의존하여 사고하는 특성이 있으므로 교사주도적인 실험이나 언어 의존적인 교육방법을 적용한다면 올바른 개념형성이 어려울 수 있으며, 오히려 지적 자율성을 해치는 부정적인 결과가 초래될 수 있다. 이에 따라 유아의 능동성을 존중하고 스스로 지식을 창출하는 것을 돕고 유아의 자율성을 신장하면서 동시에 과학적 개념변화를 유도해 내기 위해서는 유아 과학교육에 구성주의적 접근이 유용하다고 할 수 있다.
개념형성에 대한 구성주의의 대표적인 이 두 이론인 인지적 구성주의와 사회적 구성주의의 차이점을 살펴보면, 인지적 구성주의는 먼저 개인적인 내적 구성이 선행된 뒤에 다른 사람과의 사회적 상호작용을 통해 탈중심화가 일어난다고 보는 반면에 사회적 구성주의는 다른 사람과의 사회적 상호작용, 즉 언어적 의사소통을 통해 개념형성이 일어난다고 주장한다. 이는 아동발달에 있어서 두 가지 차원인 심리적 차원과 사회적 차원 중에서 어느 것이 선행하고 어느 것이 후행하는 가의 차이라고 할 수 있다. 이러한 관점의 차이는 학습자의 오개념 형성의 과정은 물론이고 개념변화를 위한 교수모형 개발에 있어서도 다른 방안을 제시할 수 있을 것이다.
따라서 본 연구는 우리나라 유아들이 획득하고 있는 과학의 여러 영역별 오개념을 확인, 분석하고 이에 대한 교수전략으로서 인지적 구성주의와 사회적 구성주의에 기초한 개념변화 모형을 개발하고자 한다. 나아가 유아의 과학적 오개념의 개념변화에 이들 모형을 적용하여 그 효과를 분석하고자 하는 것이 연구의 목적이다.

본 연구는 광범위하고 지속적으로 관심의 대상이 되고 있는 학생의 과학 오개념 및 개념변화에 관한 연구에 있어서 상대적으로 소홀히 다루어져 온 유아를 대상으로 유아의 과학 오개념을 분석하고 그에 대한 개념변화를 위한 구성주의적 교수모형을 개발한다는 데 중요한 ...

본 연구는 광범위하고 지속적으로 관심의 대상이 되고 있는 학생의 과학 오개념 및 개념변화에 관한 연구에 있어서 상대적으로 소홀히 다루어져 온 유아를 대상으로 유아의 과학 오개념을 분석하고 그에 대한 개념변화를 위한 구성주의적 교수모형을 개발한다는 데 중요한 의의가 있다. 특히 유아기 때 잘못 형성된 과학적 오개념은 이후의 초등과 중등과정에서의 학습에도 영향을 미치게 되고, 심지어 대학생들에게서 조차도 오개념이 그대로 나타난다는 점에서 이 시기에 오개념의 교정과 개념변화는 매우 중요한 교육적 과제가 된다.
특히 지금까지의 이와 관련된 연구들이 대체로 학습자의 과학적 오개념을 확인하고 그것을 교정하는 교수-학습과정에 집중되고 있으나, 본 연구에서는 유아의 과학적 오개념의 형성 원인에 대한 질적 분석과 아울러 유아의 생태 환경적 측면을 고려하여 오개념 형성 과정을 분석하는 것은 매우 의의있는 시도라고 볼 수 있다. 이에 따라 본 연구를 통해서 유아가 과학적 오개념을 형성하게 되는 이유를 밝힐 수 있으며, 또한 유아의 연령에 따른 오개념의 변화와 생태 환경적 측면에서 지역적 특성(도시의 규모, 도시와 농어촌 등)에 따라 나타나는 과학적 오개념의 양상을 밝힐 수 있을 것으로 예상된다.
한편, 아직까지 유아의 능동성과 자발성을 존중하는 교수-학습 풍토가 완전히 정착되지 못한 우리의 상황과, 구성주의에 입각한 과학 개념의 습득을 위한 교재나 교수모형의 개발에 관한 연구가 미흡한 실정에서 그에 대한 교수모형을 개발하고 그 효과를 검증해 보는 것은 유아기 교육은 물론이고 이후 전개되는 교육의 과정에도 유익한 자극제가 될 수 있을 것이다. 또한 본 연구의 결과 유아의 과학적 오개념의 개념변화를 위한 구성주의적 교수모형의 효과에 따라 유아 과학교육을 위한 지침을 마련할 수 있을 것으로 기대된다.
특히 본 연구에서 구체적으로 다루어지지는 않지만 유아의 과학 오개념에 대한 정량적 분석을 통한 유아의 과학개념에 대한 수준을 파악함으로써 차후 유아 과학영재 교육을 위한 기초자료를 확보하는 것은 영재교육의 진흥을 위한 작업의 일환으로 그 가치가 인정될 수 있다.

1. 1차년도(2005. 12. ~ 2006. 11.) : 유아의 과학적 오개념의 확인 및 분석

연구의 1차년도에는 유아의 과학 오개념에 대한 구성주의적 개념변화 교수모형 개발을 위한 기초 작업으로 유아가 가지고 있는 과학 오개념을 분석한다.
1차년도에서 수행할 연구의 ...

1. 1차년도(2005. 12. ~ 2006. 11.) : 유아의 과학적 오개념의 확인 및 분석

연구의 1차년도에는 유아의 과학 오개념에 대한 구성주의적 개념변화 교수모형 개발을 위한 기초 작업으로 유아가 가지고 있는 과학 오개념을 분석한다.
1차년도에서 수행할 연구의 주요 문제는 다음과 같다.
첫째, 유아들이 가지고 있는 과학의 학문 영역별(물리, 생물, 화학, 지구과학) 오개념에는 어떠한 것이 있는가?
둘째, 유아들이 과학적 오개념을 형성하게 되는 원인은 무엇인가?
셋째, 유아들의 과학적 오개념은 연령별, 지역별에 따라 어떤 차이가 있는가?
넷째, 과학적 오개념에 대한 유아의 전반적인 수준은 어떠한가?

연구문제의 해결을 위한 1차 년도에서 수행될 연구 내용 및 절차는 다음과 같다.

1단계 : 유아의 과학적 오개념에 대한 선행 연구물 검토
국내외의 선행 연구물을 검토하여 과학적 오개념에 대한 경향을 검토한다.
2단계 : 각 학문 영역별 고빈도의 오개념 목록 작성
물리학, 생물학, 화학, 지구과학 등 과학과의 각 학문 영역별로 빈도가 높게 나타나는 오개념을 각 영역별 5-6개로 압축하여 목록을 작성한다.
3단계 : 작성된 목록에 대한 유아의 실제적인 과학적 오개념 조사 및 확인
1) 조사를 위한 표집에 있어서 대도시(인구 50만 이상), 중도시(10만 이상~50만 미만) 그리고 소도시(10만 이하)로 구분하고, 각 도시에서 3개 유아교육기관을 선정하여 4세 유아와 6세 유아를 각 20명씩 표집한다(전체 360명).
2) 작성한 목록에 대한 유아의 과학적 오개념을 조사한다. 분석을 위해 미리 작성한 체크리스트와 캠코더 및 오디오리코더를 이용하여 유아가 가진 오개념에 대해 기록한다.
4단계 : 유아의 과학적 오개념 분석
1) 기록된 체크리스트를 통해 유아의 과학적 오개념에 대한 양적 분석을 실시한다. 이를 통해 유아의 과학 오개념의 유형과 연령별, 지역별 차이를 파악한다.
2) 기록된 캠코더와 오디오 리코더의 내용을 전사하여 유아의 과학적 오개념에 대한 질적 분석을 실시한다. 이를 통해 유아의 과학적 오개념을 형성하게 되는 이유를 밝힌다.
3) 분석의 결과 오류의 심각성의 정도에 따라 분류 및 선별하여 구성주의적 개념변화 교수모형의 내용을 선정한다.
5단계 : 과학적 오개념에 대한 유아들의 전반적인 수준 분석
이 단계는 앞에서 제시된 네 번째 연구문제를 해결하려는 것으로, 유아가 나타내는 과학적 오개념을 양적으로 평가하여 유아들의 수준을 확인한다. Torney-Purta(1992)가 제안하는 인지적 연속체 모형을 기초로 하여 과학개념에 대한 유아의 수준을 구분한다.
이 작업은 차후 유아 과학영재의 발굴 및 그에 대한 교수 모형을 개발하기 위한 기초자료로서 가치가 있다.

2. 2차년도(2006. 12. ~ 2007. 11.) : 유아의 과학적 오개념에 대한 구성주의적 개념변화 교수모형의 개발
2차년도에는 1차년도의 연구의 결과 질적, 양적으로 분석된 유아의 과학 오개념에 대하여 개념변화를 위한 구성주의적 교수 모형을 개발한다. 또한 개발된 모형의 효과 분석을 위한 예비 조사를 실시한다.
2차년도에서 수행할 연구의 내용 및 절차는 다음과 같다.
1단계 : 유아의 과학적 오개념의 개념변화 교수 모형 선행연구물 검토
유아의 과학적 오개념의 개념변화에 대한 구성주의적 교수 모형을 개발하기 위한 기초 작업으로 이미 연구된 유아의 오개념의 개념변화 교수모형들을 검토한다. 검토한 교수모형들을 활동과정, 참여자의 역할, 활동의 적용영역, 적용된 주요 구성주의 이론, 특성 등에 대해 종합적으로 비교함으로써 구성주의적 개념변화 모형을 구상한다.
2단계 : 유아의 과학적 오개념의 개념변화에 대한 구성주의적 교수모형 개발
1) 구성주의의 대표적 접근법인 인지적 구성주의와 사회적 구성주의에 기초한 개념변화의 모형은 다음과 같이 구조화 된다.
가) 인지적 구성주의 개념변화 모형
유아의 오개념 확인 → 인지갈등 유발 장면 제시 → 유아의 인지적 갈등 → 인지구조의 재구조화 → 개념변화의 평가
나) 사회적 구성주의 개념변화 모형
유아의 오개념 확인 → 인지갈등 유발 장면 제시→ 교사/또래에 의한 비계설정 → 상이한 개념의 내면화 → 개념변화의 평가
2) 위의 구조도에 따라 유아에게서 확인된 과학적 오개념 중 중요한 항목의 개념변화를 위한 교수모형을 개발한다. 선정된 항목의 오개념의 비중에 따라 항목당 3-4차시의 인지적 구성주의와 사회적 구성주의에 입각한 수업지도안을 작성한다.
3단계 : 개발된 모형의 효과 분석을 위한 예비 조사 실시
예비 조사를 위해 대도시, 중도시, 소도시의 유아교육기관 1개씩을 선정하여 4세와 6세의 유아 각 20명씩 전체 120명을 대상으로