AP수업에 참여한 고등학교 과학반 학생들의 과학철학적 관점 연구

Abstract

Examining the recent trends of science education, we can see that the interests in the nature of science are increasing. The goals and details of science faculty of the seventh National Educational Curriculum also emphasizes on the education of the nature of science. Understanding the nature of science is requisite to students to establish the desirable views on science and ultimately to grow into a person trained with such scientific knowledge that is demanded in modern society. However, it is difficult to implement the education in the actual field of science education. In some countries of Europe and in America, an Advanced Placement(hereinafter referred to AP) course has been widely applied as a highly quality curriculum which makes honor students boost scholastic achievement and problem-solving abilities, as well gives them motivation and self-confidence. The science faculty of the AP course especially pursues the STS(Science, Society and Technology) oriented approaches with an education based on thorough experiments and practices. As a part of a counterplan of the troubled education, Ministry of Education is planning to adapt the AP course also in Korea from 2006, and some of the universities are actually taking it by way of showing an example and a few science high schools are starting to open it. The fact is, however, that the lack of understanding and applying the AP course is a problem to be faced and solved currently in Korea. Hence in this study, factors and prerequisites to lead the superior students to more modernized philosophical views on science are to be furnished, thus to help in the future when adapting the AP course appropriately to the national condition. First of all, a questionnaire was carried out using a screening scale created by Nott and Wellington(1993) to examine the philosophical views on science of second grade high school science class students before and after attending the AP course. Then, changes in students' philosophical views on science were examined and analyzed through a paired sample T-test in SPSS. In addition, interviews with students showing a meaningful change in the philosophical views on science were performed, and factors affecting the changes were analyzed with a case study. The results of the analysis through the changes of philosophical views on science and the interviews with the students in 5 sublevels of the philosophical views on science are as follows. 1. It was found that the students, before taking the AP course, recognized science from relativistic, deductivistic, decontextualistic and instrumentalistic viewpoints and understood science as process-centered rather than contents-centered. In the other hand, after the AP course, students recognized science as relativistic, deductivistic, contextualistic, instrumentalistic and process-centered. As a result of comparing the philosophical views on science before and after introducing the AP course, the RP(relativism-positivism) level showed a statistically significant change among 5 sublevels of the philosophical views on science (p<.05). 2. By looking at the analysis of the interviews with three students showing a meaningful change in the philosophical views on science, one can find that the students showed more interests in lab study where they can directly observe and practice than in class ctudy; they were affected greatly from the experiments organized with materials relating with the real life. Also, it was observed that when teachers lead the students to approach from various viewpoints rather than a fixed view on science, it could affect more greatly the students' scientific mind. Studies on other factors of the affects of philosophical views on science and how those factors affect the philosophical views on science of a student must be kept up, and if such stuides are deeply considered when adapting and developing the AP course, they should become helpful to lead the students to upright philosophical view on science.;최근 과학교육의 동향을 살펴보면 과학의 본성에 대한 관심이 증가하고 있음을 알 수 있다. 또한 우리나라 제 7차 교육과정의 과학과 목표와 내용에서도 과학의 본성에 대한 교수-학습을 강조하고 있다. 과학의 본성에 대한 이해는 학생들이 올바른 과학관을 형성하고 나아가 현대사회에서 요구하는 과학적 소양인으로 성장하게 하는데 필요하다. 그러나 실제로 과학교육현장에서 이에 대한 교육이 이루어지기는 쉽지 않다. 일부 유럽과 미국에서는 우수한 능력의 고등학교 학생들의 학업 성취도와 문제해결 능력을 높여 줄 뿐만 아니라 학습동기를 부여하고 자신감을 갖게 해주는 대학 수준의 교육과정인 AP(Advanced Placement)프로그램이 보편적으로 시행되고 있다. 특히 과학 분야의 AP프로그램은 철저한 실험·실습 위주의 교육으로 STS(Science, Society and Technology)적인 접근을 지향하고 있다. 교육부에서 2006년부터 수월성 교육의 일환으로 도입을 추진할 예정인 AP프로그램은 현재 일부 대학에서 시범 실시 중이거나 소수의 과학고에서 AP과정이 개설 중으로 국내에서는 아직 AP프로그램에 대한 이해와 그 적용이 부족한 상황이다. 이에 본 연구에서는 우수한 학생들의 과학관을 보다 현대적인 과학철학적 관점으로 이끌어 줄 수 있는 요인들을 제공하여 향후 국내 실정에 맞는 AP프로그램의 개발 시에 도움이 되고자 한다. 우선 E대학에서 시행한 AP프로그램에 참여한 고등학교 2학년 과학반 학생을 대상으로 AP과정 전·후에 Nott와 Wellington(1993)의 과학철학적 관점에 대한 검사 도구를 사용하여 설문을 실시하였고, SPSS 대응표본 t-test를 통해 학생들의 과학철학적 관점의 변화를 조사, 분석하였다. 그리고 과학철학적 관점에 유의미한 변화를 보이는 학생들과의 면담을 실시하여 사례연구를 통한 과학철학적 관점 변화에 영향을 주는 요인을 알아보았다. 과학철학적 관점의 5개 하위차원에 대한 학생들의 사전·사후 과학철학적 관점 변화와 면담을 통한 분석 연구결과는 다음과 같다. 1. 과학반 학생들은 사전 검사에서 상대주의, 연역주의, 비상황주의, 도구주의 관점에서 과학을 인식하고 있었으며 내용 중심으로서의 과학보다는 과정 중심의 과학으로 인식하고 있었다. 사후 검사에서는 상대주의, 연역주의, 상황주의, 도구주의, 과정 중심의 과학으로 인식하고 있었다. 사전·사후 과학철학적 관점을 비교해본 결과 과학철학적 관점의 5개의 하위 차원 중 RP(상대주의-실증주의)차원에서 유의미한 변화를 보였다(p<.05). 2. 과학철학적 관점(RP차원)에 유의미한 변화를 보인 세 명의 학생과의 면담을 통해 과학철학적 관점에 영향을 주는 요인을 분석한 결과 강의식 수업보다 직접 관찰하고 수행하는 실험수업이, 실생활과 연관된 소재로 구성된 실험이 학생들의 과학철학적 관점 변화에 영향을 주었으며 또한 교사가 과학에 대한 고정된 관점보다 다양한 시각에서의 접근을 유도함으로써 학생의 과학관에 영향을 줄 수 있다는 사실을 확인하였다. 위 연구 결과 이외에 과학철학적 관점에 영향을 줄 수 있는 다른 여러 요인들과 그러한 요인들이 학생의 과학철학적 관점에 어떤 영향을 미치는지에 대한 지속적인 연구가 필요하며, 향후 AP프로그램에 이러한 요인들을 충분히 고려하여 개발·시행한다면 학생들에게 올바른 과학철학적 관점을 심어주는데 많은 도움이 될 것이다.