과학사적 상황을 이용한 중학생들의 과학의 본성에 대한 견해 연구

Abstract

Understanding of the nature of science has been emphasized consistently as one of the qualities of scientific literacy. Students' ideas of the nature of science has been researched repeatedly because understanding of the nature of science is considered to play an important role in science education. However, most of the researches conducted in Korea compare students' ideas, which are obtained from standardized tests, with scientific-philosophical perspectives. And they often aim to estimate the effectiveness of science history programs. Therefore, in this study, the questionnaire including open-ended questions is made to research on students' ideas of the nature of science and help teachers to develop instructions about it. This questionnaire is targeted for secondary students and is composed of 10 topics - science vs. non-science, the subject ness of scientific knowledge and its tentativeness, and so forth. The questionnaire is designed for students to describe their ideas and their grounds under the context of science history depicted in cartoons. The validity of questionnaire was examined by 5 experts in science education and revised after validity test and pretests. The revised questionnaire was used to research into 242 students' views of the nature of science. The result of the test shows that the quality and the diversity of students' expressions were so similar, regardless of their grade or sex, that responses were analyzed according to response types only. The 70-80% of students selected answers close to modern scientific-philosophical perspectives except for one question : is theory discovered or invented? However, their answers have no grounds, and if any, their reasons were uniform or fragmentary. For example, students considered that the base distinguishing science from non-science is the consistency with the empirical evidence. However, their understanding about the system or function of scientific knowledge is scanty. some students thought theory is tentative but law is invariable, others thought scientific knowledge could be changed by new evidence but they didn't understand it could also be changed by new perspective on identical events. When designing curriculum or program of the nature of science, teachers should pay more attention to their misconception as well as their unclear and partial understanding. So teachers can help students have more informed and balanced views of the nature of science.;과학의 본성에 대한 이해는 과학적 소양인의 한 가지 자질로서 일관되게 강조되고 있다. 최근 과학의 본성에 대한 올바르고 명확한 이해를 갖는 것의 중요성이 부각되면서 학생들이 가진 과학의 본성에 대한 견해를 알아보기 위한 연구가 꾸준히 이루어지고 있다. 그러나 우리나라에서 이루어지고 있는 연구들은 표준화된 검사 도구를 이용하여 얻어진 결과를 이미 정립된 과학철학적 관점과 비교하는 것이 대부분이다. 이에 본 연구에서는 응답자가 자신의 말로 과학의 본성에 대한 인식을 표현할 수 있도록 개방형 문항을 포함한 설문지를 개발하였다. 이 설문지는 특히 중학생들을 대상으로 제작된 것으로 각 문항은 과학과 비과학, 과학의 주관성, 과학의 잠정성 등 과학의 본성과 관련된 10가지 주제들로 이루어져 있다. 특히 학생들이 문항의 의도를 보다 명확하게 파악하고 흥미를 가지고 설문에 참여할 수 있도록 과학사 내용을 만화로 제시하였다. 타당도 검증과 사전 검사를 거쳐 최종적으로 수정된 설문지는 3개 학교 242명의 중학생들에게 투입되었다. 조사 결과 학년별, 성별로 표현의 깊이나 다양성 면에서 별 차이가 없었기 때문에 학생들의 응답은 응답 유형별로만 분석되었다. 응답 분석 결과 ‘이론은 발견되는가? 고안되는가?’에 대한 문항을 제외하고 과학 지식의 주관성, 과학 지식의 잠정성, 과학적 방법, 과학에서의 창의성과 상상력, 과학에 대한 사회적·문화적 영향을 주제로 한 문항에 대해서 70-80%에 달하는 학생들이 현대적 인식론에 가까운 답부를 선택하였다. 그러나 그 이유를 제시하지 않거나 포괄적이고 단편적인 이유만을 제시하는 경우도 상당수 있었다. 예를 들면 학생들은 과학과 비과학을 구별하는 근거로써 경험적 증거와의 일치를 강조하지만, 과학 지식의 체계나 기능에 대한 인식은 부족하다. 과학 이론은 잠정적이지만, 법칙은 변할 수 없다고 생각하는 학생들도 있다. 또한 과학 지식은 새로운 증거에 의해 변할 수 있다고 생각하지만, 같은 것을 보는 새로운 시각에 의해 변할 수 있다는 점은 잘 인식하지 못한다. 학생들이 과학의 본성에 대해 보다 풍부하고 균형 잡힌 견해를 가지기 위해서는 교사나 교육과정 개발자들이 학생들의 그릇된 인식뿐만 아니라 불분명하고 단편적인 인식에 대해서도 주의를 기울일 필요가 있다.