과제 연구 수행을 경험한 고등학생의 과학의 본성에 대한 인식

Abstract

과학의 본성을 교육하기 위한 교수방법으로 합리적인 사고력을 효과적으로 증진시키는 탐구의 학습이 중요시되고 있다. 따라서 본 연구는 과제 연구 수행을 통한 과학적 탐구의 경험이 고등학생들의 과학의 본성의 향상에 어떠한 변화가 있는지 알아보는 연구이다. 고등학생을 대상으로 방과 후로 진행되어진 과제 연구 수행은 자발적으로 참여한 학생을 대상으로 약 9개월 동안 자율적으로 이루어졌다. 총 18명의 학생은 과제연구 수행 사전과 사후 과학의 본성에 대한 검사지 VOSE와 VNOS-C를 작성하였고, 그 중 과학의 본성에 대한 이해가 향상된 학생을 선정하며 면담을 통해 과학의 본성에 대한 이해를 향상시킨 과제 연구 수행의 경험을 알아보고자 하였다. 그 결과를 분석하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. 첫째, VOSE 검사 결과 과제 연구 수행 전 과학의 본성에 대한 학생들의 평균점수는 2.02이고, 사후 평균점수는 2.19로 통계적으로 유의미한 향상이 있음을 확인할 수 있었다(P < .05). 이는 종합적인 탐구 과정을 경험하게 하는 과제 연구 수행을 통한 경험이 학생들의 과학의 본성에 대한 인식에 영향을 미쳤음을 의미한다. 하위 영역에서는 주관성과 객관성 영역에서 통계적으로 유의미한 향상을 볼 수 있었다. 둘째, VNOS-C를 통한 검사에서 학생들의 응답을 미숙한 관점, 과도기적 관점, 성숙한 관점으로 분류하여 변화를 알아보았다. 하위 영역 중에서 과학의 경험적 본성과 상상력과 창의력 영역에서 학생들의 과학의 본성에 대한 이해가 향상된 것을 볼 수 있었다. 과학의 경험적 본성에 대해서 사전 검사에 과학은 답이 있는 것, 사실적인 것으로 인식하였던 학생들은 사후 검사에서 과정으로서의 과학을 이해하게 되었으며, 상상력과 창의력 영역에 대해서는 과학에서 상상력과 창의력이 일정 단계에서 사용된다고 인식하였던 학생들이 과학적 탐구 전반에 있어서 상상력과 창의력이 필요하다고 인식하며 과학의 본성에 대한 이해가 향상 된 것을 볼 수 있었다. 셋째, 과학의 본성에 대한 이해가 향상 된 학생들과의 면담을 통해 과제 연구 수행 중 주체적인 설계를 수행하며 주제선정과 가설설정을 통한 변인통제, 그리고 다양한 실험방법의 설계를 경험이 어떠하였는지 알아보았다. 면담 학생들은 공통적으로 과학의 경험적 본성에 대한 향상과 상상력과 창의력에 대한 과학의 본성 향상이 있었다. 또한 과학의 방법에 있어서 정해진 것이 아닌 다양성을 알게 되었으며, 또래 친구들, 멘토 선생님과의 피드백을 통해 본인의 수준보다 더 높은 수준의 과학 지식의 형성이 되었음을 알 수 있었다. 또한 교과서에 나오는 과학 이론과 과학 법칙을 단순히 암기하며 보는 것이 아니라 그 과정이 있음을 생각해보는 학습동기의 향상이 나타났다. 고등학교 수준에서 장기 프로젝트의 경험을 통해 스스로가 과학 탐구의 중심이 되어 끝까지 수행한 성취동기의 향상도 있었다.;The importance of research activities to increase the efficacy in logical thinking skills have been emphasized in terms of educating the nature of science. Therefore, the research focuses on how the research learning experience through projects influences the enhancement of learning the nature of science in highschool students. The research was conducted over the course of 9 months on the volunteer students and utilized after school curricula. 18 participants completed VOSE and VNOS-C assessments on the nature of science to compare before and after the research projects. The results were analyzed and the following results were deducted. First, the participants’ average score on VOSE assessment before the research project was 2.02. The VOSE average score after the project improved to 2.19 which confirmed statistically significant increment (P<.05). This indicates that research projects provide comprehensive research process to the students and influenced the cognizance in the nature of science. When compared to previous studies, the result indicates an increase in understanding the nature of science is related to the time spent on research projects. In subordinate scope, both subjectivity and objectivity aspects indicated a statistically significant increase. Secondly, VNOS-C assessments from subjects were categorized by transitional perspectives; immaturity, transition, and maturity. In the subordinate scope, the aspects of imagination and creativity and the nature of experience were enhanced in learning the nature of science. On the perspective of experiential nature of science, students whose recognized science to be factual and answer oriented in the past have altered their thoughts and understood science as a process during the post assessment. In the imagination and creativity area, subjects recognized the implementation of imagination and creativity in certain stages of science and understood the necessity of imagination and creativity in overall studies in science. General understanding of nature of science has improved in the subjects. Thirdly, students with the enhanced understanding of the nature of science were interviewed on their experience in conducting projects autonomously which includes procedures for selecting a topic, controlling variables through hypothesis, and constructing various experimental methods. The interviewed students mutually showed enhanced view in experiential nature of science and the imagination and creative aspects in science. Also, in scientific methodologies, the students realized the diversity rather than fixed results. Multiple feedbacks from the subjects’ friends, mentors and teachers indicated a significantly elevated knowledge in science in the subjects compared to their past. Especially, learning motivation was elevated which enabled the subjects to meditate on the process of scientific theorization rather than simple memorization of scientific theories and principles. The motivations to accomplishment were also enhanced due to independence in project construction and execution through long-term projects over the high school period.