유추에 의한 과학 개념학습

Abstract

본 연구는 유추(analogy)에 의한 과학 개념의 학습에 있어서 그림 자극 제시와 사영 훈련의 효과를 비교하기 위해 실시되었다. Donnelly와 McDaniel(1993)의 실험은 익숙한 개념을 통해 새로운 과학 개념을 학습할 경우, 새로운 개념에 대한 추론을 촉진시킬 수 있음과 학습된 개념의 어떤 측면에서 지식이 측정되느냐에 따라 유추의 효과가 다름을 밝혔다. 이현주(1995)는 Donnelly와 McDaniel(1993)의 실험을 반복 검증하고자 하였으나, 실험 1의 결과 유추문 조건의 피험자들이 기본 문제에서 뿐만 아니라 추론문제에서도 단순 기술문(Jiteral presentation) 조건의 피험자들보다 낮은 정확 반응률을 얻었다. 실험 2에서는 유추 설명문과 함께 유추 그림 자극을 제시 받은 피험자들이 단순 설명문과 함께 단순 그림 자극을 제시 받은 피험자들 보다 과학 개념의 추론 문제를 더 잘 푸는 것으로 나타났다. 김새 로나(1996)의 실험에서는 유추 설명문을 제시 받은 후, 소스와 표적 개념의 사영(mapping)을 요구 받은 피험자들이 유추 설명문만 제시 받은 피험자들보다 추론 문제를 더 잘 풀었다. 이 결과들을 수렴해 보면, 유추문을 그림 자극이나 사영 과제와 함께 받을 때 피험자들의 추론이 그렇지 않은 조건의 피험자들보다 좋아짐을 알 수 있다. 그러나 김새로나(1996)의 실험과 대조적으로 Reed(1989)의 실험에서는 수학문제를 풀 때, 원 문제(source problem)와 표적 문제(target problem)의 개념들을 사영시키는 조건을 포함 시켰는데, 개념간의 사영을 요구하지 않은 조건과 문제 해결에서 큰 차이를 얻지 못하였다. 여기서 제기되는 중요한 물음은, (1) 유추 설명문과 그림 자극을 함께 제시하는 조건이 유추문과 함께 사영 훈련을 시키는 조건 과 같은 추론 수행을 보일 것인지, (2) 이 두 조건의 배후에 내지하는 유추 정보 처리 단계가 어떤 것인지이다. 따라서 본 연구에서는 유추문을 그림이나 사영 훈련과 함께 제시 하여 두 조건의 수행 결과를 비교함으로써 두 조건의 유추 처리 단계가 어떻게 나타나는지를 알아보고자 하였다. 본 연구의 실험에서는 Donnelly와 McDaniel(1993)의 12 과학 개념들이 제시되는 방식으로서 (1) 단순 기술문, (2) 유추문, (3) 유추문과 함께 그림자극 제시, (4) 유추문과 함께 사영 훈련의 네 조건이 피험자 간으로 조작되었으며, 학습 결과를 검사하는 방법으로는 기본 문제와 추론 문제 두 가지 방식으로 측정되었다. 이 문제의 유형은 피험자 내로 조작되었는데, 기본 문제는 학습 단계에서 학습한 내용에 대한 구체적 사실을 묻는 반면, 추론 문제는 원래의 개념 속에 숨어 있는 역동적 관계를 추론해내게 하는 문제이다. 결과는 다음과 같았다. 문제 유형과 개념 제시 조건의 주효과가 모두 유의미하였고, 두 변수의 상호 작용도 유의미 하였는데, 연구자는 문제 유형에 따라 개념제시 조건의 주효과가 어떻게 달리 나오는가에 관심을 두고 있으므로 문제 유형에 따른 개념제시 조건의 단순 주효과를 분석하였다. 기본 문제에서는 유추문으로 학습한 집단이 단순 기술문으로 학습한 집단보다 더 열등한 수행을 보였고, 유추문, 유추문 + 그림, 유추문 + 사영 이 세조건 간에는 유의미한 수행차가 나타나지 않았다. 추론 문제에서는 단순 기술문으로 학습한 집단과 유추문으로 학습한 집단 사이에 유의미한 수행차가 나타나지 않았고, 이 두 조건보다 유추문 + 그림, 유추문 + 사영 조건이 월등한 수행의 향상을 보였다. 그리고 유추문 + 그림, 유추문 + 사영 조건사이에 유의 미한 수행의 차이가 나타나지 않음으로써, 이 두 조건에서는 비슷한 유추 정보 처리 과정이 초래되었음을 알 수 있다.;This study was performed to compare the effects of the, picture presentation and the mapping training on the study of science concept by analogy. The experiments of Donnelly and McDaniel(1993) showed that learning of new science concept through familiar concepts could facilitation the inference for the new concept and the analogy effect could differently appeared in accordance with which aspects of knowledge is measured in learning concepts. Lee(1995) tried to replicate the experiments of Donnelly and McDaniel. However, her experiment 1 showed that the subjects under the analogy presentation performed lower accuracy response rate than those under the literal presentation in the reasoning problems as well as under the basic ones. In the experiment 2, it appeared that subjects under the analogy picture presentation with the analogy presentation could solve the analogy problems of the science concept better than those under the simple picture presentation with the literal presentation. In the experiments of Kim(1998), the experimental objects who were asked the source and target concept mappings after analogy was presented appeared to solve the reasoning problems better than those to whom only the analogy was presented. From these experiments, it can be concluded that the experimental objects presented by the picture stimulation with the mapping training can perform the reasoning better. Contrary to the Saerona Kims experiments(1998), however, Reed (1989) did not obtain noticeable differences from the mapping concept and the problem solving, although he included the concepts of the source and target problems for the mathematics problems. Therefore the following important questions can be raised : (1) Will the picture stimulation with the analogy presentation show the same reasoning as the mapping training with the analogy presentation? (2) Do these above two conditions produce the qualitatively similar analogy information handling stages? Accordingly, in this study, it was investigated how the analogy handling stages appear by comparing the results between the picture stimulation presentation and the mapping training. This study adapted the Donnelly and McDaniel(1993)'s 12 science concepts and there were four condition as this; condition 1 : literal presentation condition 2 : analogy presentation condition 3 : picture stimulation with the analogy presentation condition 4 : mapping training with the analogy presentation. Similarly with the experiments of Hyun-Joo Lee and Saerona Kim, the experimental results showed that any substantia differences were not noticed between the condition 1 and 2. The condition 3 and 4 showed superior performances, although the differences between these two conditions were not noticeable. Therefore, it can be concluded that similar analogy information handling stages were produced for the condition 3 and 4.