모델링 탐구 활동을 통한 대학생의 사고 과정 연구와 유형 분석 = The Research of Thinking Process of University Students and Analysis of Types through Modeling Activities|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

정보화 사회를 주도하는 과학 인재를 육성하기 위해서는 지식을 활용하는 수준에서 그치는 것이 아니라 새로운 지식을 만들어낼 수 있도록 가르쳐야 한다. 지식 생성력을 향상시키기 위해서는 학생들이 과학 지식과 더불어 과정 지식을 학습하고, 그러한 지식을 바탕으로 새로운 지식을 만드는 훈련이 학생들에게 필요하다. 따라서 이 연구는 대학생들에게 과학자들이 지식을 생산하는 것과 같은 사고 과정을 학생들이 직접 경험할 수 있도록 모델링 탐구 실험을 적용하였다. 그리고 학생들이 과학자의 사고 과정을 경험하면서 어떠한 모델링 사고 과정을 경험하는지, 학생들의 모델링 사고 유형은 어떠한지, 모델링 사고 유형의 분포는 어떠한지, 모델링에 대한 학생의 인식은 어떠한지 분석하는 것이 이 연구의 목적이다. 연구 목적을 달성하기 위하여 질적 연구 방법 중에서 `현상학', `근거이론'을 기반으로 연구를 진행하였다. 대학교 1학년 학생을 대상으로 세 가지의 모델링 탐구 실험-`전기 도금', `이온의 이동', `이온의 전도도'-을 적용하였으며, 연구자는 `관찰자로서의 참여자'로 활동하며, 참여 관찰, 대화 녹음, 설문 조사, 면담, 보고서 수집 등의 방법으로 자료를 수집하였다. 그리고 개방 코딩, 축 코딩, 선택 코딩의 방법과 분석적 귀납법, 연속적 비교법, 유형학적 분석 등의 전략을 활용하여 수집한 자료를 분석하였다.
그 결과, 학생들은 서로 다른 모델링 과정을 경험하는 것을 알 수 있었다. 학생, 실험 모듈, 변인 등에 따라 실험 결과를 해석하는 데에 차이가 있어서 모델의 형성 유무가 달라졌다. 또한 형성된 모델은 표현 형태에 따라 통합의 빈도가 달라졌다. 학생, 실험 모듈, 변인 등에 따라 모델링 사고 과정이 서로 달라서 다양한 사고 유형이 나타났다. `Step 1'의 `탐색' 단계에서는 학생들의 사고 과정이 세 가지 유형으로 나타났다. 그리고 `Step 2'의 `임시모델 제안', `임시모델 검증', `모델 형성' 단계에서는 다섯 가지 유형으로 나타났으며, 모델을 만든 학생들은 모델을 수식이나 서술 형태로 표현하였다. `Step 3'의 `모델 통합' 단계에서는 수식으로 표현된 모델의 통합 빈도가 높았다. 그리고 모델링 실험을 통하여 학생들은 과학 지식의 생성 과정을 이해하고, 과학자들처럼 지식을 생성할 수 있다는 자신감을 가지게 되었으며, 바람직한 과학적 세계관을 가지게 되었다. 그리고 학생들은 모델링을 경험하는 것이 수렴적인 사고 능력과 탐구 능력을 향상시키고, 탐구력을 강화시키는 데에 도움을 준다고 인식하였다.
모델링 실험은 모델이 만들어 지는 과정을 이해하고, 모델을 적절하게 활용할 수 있는 기회를 제공한다. 그리고 모델과 모델링의 역할을 바르게 인식하는데 도움을 준다고 할 수 있다. 이러한 인식은 학생들이 과학 지식의 본성을 이해하고, 스스로 탐구할 수 있는 기초가 될 것이다. 학생들의 모델링 사고 과정을 분석함으로써 학생들이 모델을 만드는 양상에 대한 근원적 이유와, 학생들이 겪는 어려움을 알 수 있었다. 따라서 이 연구는 모델링 교수․학습 모형이나 교수 전략을 개발할 수 있는 기초를 마련하는 데에 도움을 줄 수 있을 것이다.

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정보화 사회를 주도하는 과학 인재를 육성하기 위해서는 지식을 활용하는 수준에서 그치는 것이 아니라 새로운 지식을 만들어낼 수 있도록 가르쳐야 한다. 지식 생성력을 향상시키기 위해...

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