유추학습 방법에 따른 과학개념 학습효과

Abstract

본 연구는 유추를 중심으로 하는 여러 가지 과학개념을 학습하는 방법을 비교 분석하여 어느 조건에서 효과적인 학습 효과가 있는지를 연구하기 위해 수행되었다. Donnelly와 McDaniel(1993)은 유추문으로 새로운 과학 개념을 학습한 집단이 같은 과학 개념을 단순히 설명해 놓은 단순기술문으로 학습한 집단보다 추론 문제를 더 잘 풀었음을 보고하였다. 이현주와 이영애(2000)는 Donnelly와 McDaniel의 실험을 반복 검증하고자 하였으나, 실험 1의 결과 유추문 조건의 참여자들이 기본 문제에서 뿐만 아니라 추론 문제에서도 단순기술문(literal presentation)조건의 참여자들보다 낮은 정확 반응률을 얻었다. 실험 2에서는 유추 설명문과 함께 유추 그림 자극을 제시 받은 피험자들이 보다 과학 개념의 추론 문제를 더 잘 푸는 것으로 나타났다. 이영애와 그 동료(2004 출판예정)들의 실험 1에서는 인과질문과 반사실 질문의 효과를 미리 예언하기 힘들지만, 유추의 학습이 추론 문제 해결에 미치는 영향을 평가할 때 반사실적 내용이 들어있는 객관식 문제를 자주 인용한다는 사실(예, Donnelly 와 McDaniel, 1993; 이현주와 이영애, 2000)을 기초로, 반사실적 질문 조건이 인과 질문 조건보다 더 나은 학습효과를 보여주었다. 박진희와 이영애 (2001)는 근거 영역과 표적 영역의 요소들간의 1 대 1의 사상을 분명히 하는 절차와 추상적 인과 도식설의 관계를 반복 학습시행에서 검토하였다. 유추문과 검사문제를 상당한 시간 간격을 두고 반복 실시하면 유추학습 조건이 다른 조건보다 더 나은 수행을 보였다. 이 결과는 유추문의 반복제시와 검사의 반복에 의해 근거 영역과 표적 영역 요소들의 짝짓기가 강화되고, 인과 관계에 대한 도식이 활성화되어 유추학습의 효과가 관찰된 것으로 보인다. 이 결과들을 수렴해 보면, 유추문을 그림 자극이나 반 인과적인 질문과 함께 받을 때 피험자들의 추론이 다른 조건의 참여자들의 수행보다 좋아짐을 알 수 있다. 따라서 본 연구에서는 단순 기술, 유추, 유추- 그림, 유추에 대한 반 인과관계 질문의 네 조건에서 학습효과를 비교함으로써 어느 조건에서 과학 개념 학습이 더 효과적인지 그리고 이들을 반복학습하면 그 효과가 어떻게 달라지는지를 알아보았다. 실험 1에서는 Donnelly 와 McDaniel(1993이 사용한 12개의 과학 개념들을 (1) 단순 기술문, (2) 유추문, (3) 유추문과 함께 그림 자극 제시, (4) 유추문에 대한 반 인과관계 질문의 네 조건에서 참여자간 설계로 학습시켰으며, 학습 결과를 검사하는 방법으로는 추론 문제를 사용하였다. 추론문제는 원래의 개념 속에 숨어 있는 인과적 관계를 추론해 내게 하는 문제이다. 결과는 다음과 같다. 실험 1에서는 여러 가지 유추학습 방법에서 유추 ＋ 그림 제시 조건에서 의미있게 가장 높은 수행을 나타냈으며 따라서 이 조건이 가장 효과적인 과학개념의 학습방법으로 나타났다. 유추문, 단순 기술문, 반인과적 질문은 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 실험 2에서는 반복효과를 알아 보기 위하여 대략 한 달후 같은 절차를 거쳐서 12개의 과학개념을 네 조건에서 학습시킨 후 추론문제로 검사를 했다. 결과는 실험 1과 비슷한 수행패턴에서 유추문의 효과가 의미있게 나타났다. 특히 유추문과 단순기술문은 의미있는 차이가 나타났으며, 유추문 ＋ 그림 조건문과 유추조건문은 가장 높은 수행을 보였다. 실험 1과 실험 2의 결과는 유추의 사용은 과학 개념의 학습에 효과적이며, 시각보조물이 적절히 뒷받침 되었을 때 그 효과가 더 크게 나타남을 보였다. ;This study was performed to compare the effects of learning scientific concepts through various analogical presentations and determine which condition gives the best results. Donnelly and McDaniel (1993) reported that groups that have learned new scientific concepts through analogy presentations solved analogy problems better than groups that learned new scientific concepts through literal presentations. Lee and Lee (2000) repeated Donnelly and McDaniel's experiment. But Lee's experimental result did not show the inferential function of analogy. Her subjects belonging to the analogy condition show lower performance both in basic level questions and inferential level questions than subjects belonging to the literal condition. This study adapted Donnelly and McDaniel's (1993) 12 science concepts, in which there were four condition as follows: Condition 1: Literal presentation Condition 2: Analogy presentation Condition 3: Picture stimulation with analogy presentation Condition 4: Counter causal question. In experiment 1, the picture simulation with an analogy presentation is proved to be the most effective. The others showed no significant difference in their effectiveness. A month later, in experiment 2, 12 science concepts were taught using the four conditions and tested with analogy problems using the same procedure to establish reproducibility. This experiment showed similar result to those of experiment 1. Again the picture simulation with the analogy presentation is proved to be the most effective. Experiments 1 and 2 show that the picture simulation with the analogy presentation is the best method in Science Concepts Learning with effective reproducibility. This study proves that effective Science Concept Learning could be achieved by accurate symbolization through visual aids, and it could be strengthened through repetition.