본 연구에서는 탐구활동이 이루어지고 있는 과학수업을 관찰 및 분석하여 교사와 학생들이 상호작용적으로 만들어가는 과학적 추론의 흐름을 탐색하여 과학 수업의 고유성을 조명하고자 한다. 또한 과학교육에서 집합적 추론의 의미를 탐색하여 집합적 사고를 통해 과학적 ...

본 연구에서는 탐구활동이 이루어지고 있는 과학수업을 관찰 및 분석하여 교사와 학생들이 상호작용적으로 만들어가는 과학적 추론의 흐름을 탐색하여 과학 수업의 고유성을 조명하고자 한다. 또한 과학교육에서 집합적 추론의 의미를 탐색하여 집합적 사고를 통해 과학적 추론이 이루어지고 있을 때 교사와 학생간 또는 학생간의 상호작용이 어떻게 작용하고 있는지를 다각적인 측면으로 알아보고 이를 통해 한국 과학수업에서 학생들이 과학세계를 경험할 수 있는 교수접근법 및 수업모델을 모색하는데 필요한 이론적이고 경험적인 기반을 마련하고자 한다.

본 연구결과를 통해서 다음과 같이 학문적으로 기여하고, 과학교육에 활용할 수 있을 것이다.

학술적 기여
○ 과학수업에서 단편적인 담화분석이 아니라 다각적인 차원의 담화분석을 통해 과학수업분석 방법의 발전과 수업분석연구를 활성화 시키고 확장하는데 기여할 것 ...

본 연구결과를 통해서 다음과 같이 학문적으로 기여하고, 과학교육에 활용할 수 있을 것이다.

학술적 기여
○ 과학수업에서 단편적인 담화분석이 아니라 다각적인 차원의 담화분석을 통해 과학수업분석 방법의 발전과 수업분석연구를 활성화 시키고 확장하는데 기여할 것이다.
○ 수업에서 목표가 되는 주제와 개념을 어떤 추론 양상으로 다루어야 학생들의 이해에 기여하는지에 대한 중요한 교육적 정보 다양한 문제 상황의 맥락에 따른 학생들의 과학적 추론의 흐름 양상을 질적으로 탐색하는 연구의 출발점을 될 것이다.

연구결과를 국내외 학술대회 및 국내외 학술지에 발표하여 본 연수와 관련된 과학교육 연구에 새로운 지식 생성과 방법론 구축에 기여하고자 한다.

○ 연구 결과를 국내외 학회에 발표
- 국내학회: 한국초등과학교육학회, 한국과학교육학회 등
- 국제학회: National Association of Research in Science Teaching/European Science Education Research Association/American Educational Research Association/Australasian Science Education Research Association/The Association for Science Teacher Education
○ 연구 결과를 국내외 학술지에 개제
- Journal of Research in Science Teaching/International Journal of Science Education/Science Education/Research in Science Education/Teaching and Teacher Education/Journal of Teacher Education/ International Journal of Science and Mathematics Education 등
- 한국과학교육학회지/대한화학회지/한국생물교육학회지/한국지구과학회지/초등과학교육 등

과학교육에의 활용
○ 추론의 흐름과 담화분석을 통해 학생들이 과학적 추론에 효과적으로 참여할 수 있는 담화구조를 제시함으로써 학생들이 지식의 생성 과정에 적극적으로 참여할 수 있도록 하여 탐구의 본질을 이해하고 체득하는 경험 수업 구조를 형성하는데 활용할 수 있을 것이다.
○ 과학교육에서 집합적 추론의 의미 탐색을 통해 과학적 사고능력을 향상 시킬 수 있는 교수학습 방향을 제시할 수 있을 것이다.

과학의 고유성은 그 대상이 자연이며, 자연 세계의 다양한 현상들에 대한 믿을만한 지식 체계를 생성하는 과정에 있다. 이러한 과학을 다루는 과학수업의 ‘고유한 본질’은 결국 과학 세계에 학생들이 참여하는 것으로 탐구를 수행하는 것이고, 탐구의 중심에는 진정한 과 ...

과학의 고유성은 그 대상이 자연이며, 자연 세계의 다양한 현상들에 대한 믿을만한 지식 체계를 생성하는 과정에 있다. 이러한 과학을 다루는 과학수업의 ‘고유한 본질’은 결국 과학 세계에 학생들이 참여하는 것으로 탐구를 수행하는 것이고, 탐구의 중심에는 진정한 과학적 추론(authentic scientific reasoning)이 자리하고 있다. 학생들이 과학탐구를 수행하도록 하기 위해서는 과학적 추론에 대한 논의를 할 필요가 있으며, 이를 바탕으로 과학수업에서 학생들을 과학적 추론에 참여할 수 있도록 해야 한다. 과학적 추론의 방식에는 귀납적(inductive), 연역적(deductive) 추론, 귀추적(abduction) 추론이 있다. 귀납적 추론은 경험이나 관찰된 현상으로부터 보편적이고 일반화된 명제인 규칙이나 법칙으로 나아가는 인지적 과정을 말하며, 연역적 추론은 일반적 원리를 전제로 하여 특수한 다른 원리를 이끌어 내는 추론으로 경험을 필요로 하지 않고 순수한 사유에 의해 이루어지는 인지적 과정이다. 귀추적 추론은 미지의 현상황을 이미 알 고 있는 다른 상황과의 유사성에 바탕을 두고, 이를 차용하여 설명하는 추론이다. Flach & Kakas(2000)이 제안한 과학적 탐구의 세 단계와 Magnani(2001)이 제안한 추론의 인식론적 모델에 의하면 과학적 추론방법이 단편적으로 일어나는 것이 아니라 순환적인 특성을 가지고 있다고 하였다. 따라서 연역-귀납-귀추의 추론이 과학 수업에서 어떤 흐름과 역동성을 갖고 작동하는지에 대한 다양한 양상을 살펴볼 필요가 있다.
Vygotsky의 사회문화적 관점에서 지식은 단순히 개인에 의해서 발견되는 것이 아니라, 사회적 활동을 통해 개개인의 마음에 구성되고 사회적 합의에 의해 끊임없이 재구성되는 것으로 본다. 이러한 관점에서 보면 언어는 개인의 사고와 지식을 구성하는 동시에 사회적 교류를 중재하는 문화적 도구로써 사고의 표현이며, 아동이 사회적 경험에 대해 생각하게 하고, 사회적 경험은 아동들이 언어를 사용하는 방식을 습득하고 실천할 수 있도록 한다. Vygotsky의 주장에 따라 사회적 활동에 참여함으로써 아동들은 언어를 사용하여 집합적으로 사고하고 이러한 집합적 사고는 아동 개인의 인지를 형성하는데 영향을 준다. 또한 사회적 집합적 사고(collective thinking)활동을 통해서 추론능력이 발달된다. 이처럼 사회문화적 관점에서 학생이 담화에 참여하는 것은 담화 참여자들과 함께 집합적 추론(collective reasoning)을 통해 지식을 이해하고 발달시켜 나가는 과정이다.
이러한 사회문화적 관점에서 보면 학생들로 하여금 과학의 담화에 참여하도록 하는 과정은 과학지식의 이해와 동일선상에 있다. 과학 교실수업은 과학 탐구를 통한 지식의 생성 과정에 있어서 교사와 학생이라는 구성원들의 상호작용을 통해 중층적으로 서로 얽혀 짜여진 것으로 이해되어야 한다. 수업 구성원간의 상호작용은 과학적 이해와 추론이 발달하는데 있어서 스캐폴딩을 지원하므로 교사와 학생들 간의 상호작용과 의사소통은 과학수업에서 지식 생성 과정을 창출해내는 원동력이다. 따라서 과학 활동에 참여하는 교사와 학생, 학생들 간의 상호작용이 그들이 참여하는 지식 생성 과정에서 어떻게 작용하는지를 살펴볼 필요가 있다.
이에 본 연구에서는 과학수업에서 과학수업 고유의 특징인 과학탐구활동(과학적 추론)을 발전시킬 수 있는 실제적인 연구를 수행하고자 한다. 구체적인 내용은 다음과 같다.
첫째 사회문화적 관점에서 과학교육에서 집합적 추론의 의미를 탐색하여 과학학습에 어떠한 영향을 주는지를 살펴볼 것이다.
둘째, 탐구활동 중심 과학수업에서 일어나는 과학적 담화를 중심으로 과학적 추론의 흐름을 탐색할 것이다.
셋째, 집단적 추론과 과학적 추론이 활발하게 일어나고 있는 과학적 담화는 어떤 특징이 있는지를 찾고자 한다.
넷째, 위의 내용을 바탕으로 집합적 추론과 과학적 추론을 축진할 수 있는 수업전략을 모색하고자 한다.