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중등 과학 영재수업에서 보이는 과학 영재학생의 과학적 사고 특성에 관한 연구

Title
중등 과학 영재수업에서 보이는 과학 영재학생의 과학적 사고 특성에 관한 연구
Other Titles
A Study on the Characteristics of Scientific Thinking of Scientifically Gifted Students in Lessons for the Gifted in Secondary Science
Authors
지영은
Issue Date
2014
Department/Major
대학원 영재교육협동과정
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Advisors
임미연
Abstract
The purpose of this study was to investigate the characteristics of scientific thinking among scientifically gifted students in an environment of active interactions. For that purpose, the investigator videotaped and recorded 16 lessons(each lesson lasting 45 minutes) for the gifted in science and collected data over approximately four months with the participation of 18 students from the science inquiry class at the education center for the gifted attached to a university in Seoul. She also kept an observation log while assisting in the progress of lessons from a participating perspective and conducted qualitative analysis of collected data. The observation results of lessons for the gifted in science divided lesson situations into the contexts of discovery and justification, in each of which the characteristics of scientific thinking among scientifically gifted students were analyzed. The results were as follows: In the context of discovery, scientifically gifted students showed the characteristics of convergence thinking that involved coming up with, assessing, and putting together various ideas. In the process of coming up with various ideas, they garnered ideas in a creative and fluent fashion and did open and adductive thinking, recalling their experiences in situations similar to the given problems. When assessing ideas, they critically contemplated over whether each other's opinions were valid by the groups, were active with opinion exchanges, and gathered together opinions in an elaborate manner. In the process of putting together ideas, they showed the characteristics of inductive thinking such as approaching the causes of problems from various standpoints and finding connections among the causes. In the context of justification, scientifically gifted students did deductive thinking in the processes of devising proper resting methods, making accurate inquiry plans, and reviewing on an ongoing basis. In the process of devising proper testing methods, they did critical thinking about test validity and went through elaboration based on active discussions among the team members in order to develop an original testing tool. In the process of making accurate inquiry plans, they identified a range of variables, controlled them in an elaborate way, predicted potential limitations with their inquiry plans, and critically reviewed plans for their improvement, thus being successful with their inquiries. In the process of reviewing on an ongoing basis, they did an experiment repeatedly through critical thinking, tried to secure the reliability of the results, and did reflective thinking on their own about the legitimacy of results. There were differences between those two contexts: while the scientifically gifted students showed the characteristics of creative and critical convergence thinking in the context of discovery, they did the characteristics of more logical thinking deductively and analytically in the context of justification. Both in the two contexts, however, the scientifically gifted students worked together with one another while creatively discovering, justifying, criticizing, and analyzing scientific problems and did reflective thinking of constantly reviewing and exploring learning activities. It will be difficult to generalize the analysis results of the present study since it observed and analyzed only the lessons for the gifted in science at an education center for the gifted attached to a university in Seoul, but the results will hopefully contribute to the development of a curriculum fit for scientifically gifted students by understanding and reflecting the characteristics of their scientific thinking in the social context.;본 연구는 상호작용이 활발한 환경에서 보이는 과학 영재학생의 과학적 사고 특성에 대하여 알아보고자 서울소재 대학부설 영재교육원의 과학 영재수업을 관찰하였다. 이를 위하여 영재교육원의 중등 과학탐구반 18명의 학생이 참여한 과학 영재수업을 약 4개월 동안 16차시(1차시에 45분)를 촬영하고 녹음하며 자료를 수집하였다. 연구자는 참여적 관점에서 수업진행을 도우면서 관찰일지를 작성하였으며, 수집된 자료는 개방 코딩과 심층 코딩의 단계를 거쳐 수업의 학습 상황을 생성의 맥락과 정당화의 맥락으로 구분하였고, 각 맥락에서 과학 영재학생의 과학적 사고 특성을 질적 분석을 통하여 찾아내었다. 생성의 맥락에서 과학 영재학생들은 다양한 아이디어를 생성하고, 아이디어를 평가하고, 종합하는 과정을 통하여 융합적으로 사고하는 특성을 보였다. 다양한 아이디어를 생성하는 과정에서는 창의적으로 유창하게 아이디어를 수집하였으며, 문제와 유사한 경험상황을 떠올리며 개방적이고 귀추적인 사고를 하였다. 아이디어를 평가할 때에는 모둠별로 서로의 의견이 타당한지 비판적으로 사고하여 활발하게 의견교환을 하였으며 정교하게 의견을 수렴하였다. 아이디어를 종합하는 과정에서는 문제의 원인을 다양하게 생각하고 원인들끼리의 관련성을 찾는 귀납적 사고의 특성을 보였다. 정당화의 맥락에서 과학 영재학생들은 적절한 검증방법 고안하기, 정확한 탐구계획 세우기, 지속적으로 검토하기, 결과의 정당성 확보하기 과정에서 연역적 사고를 하였다. 적절한 검증방법을 고안하는 과정에서는 검증의 타당성에 대해 비판적으로 사고하였고 독창적인 검증 도구를 개발하기 위하여 모둠원간의 활발한 토의를 거쳐 정교화하였다. 정확한 탐구계획을 세우는 과정에서는 다양한 변인을 찾아내고 정교하게 변인통제를 하였으며, 탐구계획에서 발생할 수 있는 제한점을 예상하고 이를 개선하기 위한 방안을 비판적으로 점검하여 탐구를 성공적으로 수행하였다. 지속적으로 검토하는 과정에서는 비판적 사고를 통해 반복된 실험을 하여 결과의 신뢰성을 확보하려하였고, 결과에 대한 정당성을 확보하는 과정에서는 연역적으로 결과를 도출하고 연구의 제한점을 찾아내기도 하며 결과에 대한 정당성에 대하여 스스로 반성적으로 사고하는 특성을 보였다. 이와 같은 두 가지 맥락의 차이점을 살펴보면, 생성의 맥락에서는 창의적이면서 비판적인 융합적 사고의 특성을 보였고, 정당화의 맥락에서는 연역적이고 분석적으로 좀 더 논리적인 사고의 특성을 보였다는 점이다. 하지만 과학 영재학생들은 두 가지 맥락에서 모두 과학 문제를 창의적 사고와 비판적 사고를 복합적으로 사용하였으며 서로 협동하여 학습 활동을 계속적으로 점검하고 탐색하는 반성적 사고를 하는 특성이 있음을 확인하였다. 본 연구는 서울 소재 대학부설 영재교육원의 과학 영재수업만을 관찰하고 분석하였기 때문에 분석한 결과를 일반화하기에는 어려움이 있지만, 사회적 맥락에서 과학 영재학생들의 과학적 사고의 특성을 이해하기 위한 자료로 제공될 것이며, 본 연구 결과를 반영하여 과학영재에게 맞는 교육과정을 계발하는 데에 도움이 될 것이다.
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일반대학원 > 영재교육협동과정 > Theses_Master
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