학생 주도적 교실환경의 탐구적 과학글쓰기활동이 초등학교 통합학생의 비판적 사고력 및 다른 교과영역 성취도에 미치는 영향

박영근,윤세열,Brian Hand,William Therrien 한국특수교육학회 2014 특수교육학연구 Vol.48 No.4

본 연구의 목적은 교사의 교수방법(학생 주도적, 교사 주도적)에 따른 초등학교 통합 학생들의 비판적 사고력 및 다른 교과 성취도에 미치는 영향을 알아보는데 있다. 본 연구의 목적을 위해서 미국 중부의 탐구적 과학 글쓰기 활동(The Science Writing Heuristic: SWH)을 실시하고 있는 24개의 초등학교 통합학급의 교사들을 ‘학생 주도적 수업’ 교사와 ‘교사 주도적 수업’ 교사로 나누어 이들 교사들의 수업 방식에 따라서 학생들의 비판적 사고력 및 다른 교과 성취도에 어떠한 차이가 있는지를 알아보았다. 연구결과, 학생 주도적 교수 방법을 수행하는 교실의 학생들이, 교사 주도적 교수 방법을 수행하는 교실의 학생들에 비해서 비판적 사고력의 수준이 유의미하게 높게 나타났다. 또한 학생 주도적 교수 방법을 수행하는 교실의 학생들이, 교사 주도적 교수 방법을 수행하는 교실의 학생들에 비해서 과학, 수학, 사회, 단어 활용 능력이 유의미하게 높게 나타났다. 상관관계 분석을 통해서 알아본 결과 비판적 사고력과 과학, 수학, 사회, 단어 활용 능력 간에 유의미한 상관관계를 보여주었다. 이는 다른 연구에서 이미 밝혀졌듯이 학생 주도적 교수 방법을 통해 증진된 비판적 사고력이 다른 교과영역으로의 전환 사고능력(transferable thinking skills)을 통하여 과학, 수학, 사회, 단어 활용 능력 향상과도 상관관계가 있는 것으로 해석 할 수 있다. 우리나라 초등학교 통합학급의 과학 수업 시간을 통하여, 학생 주도적인 교수 방법에 의해 ‘논의를 강조한 탐구 학습법’을 수행하면, 초등학교 통합 학생들의 비판적 사고력 향상 및 다른 교과 능력의 증진에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다. The purpose of this study is to investigate : 1) the effects of argument-based inquiry approach for improving the critical thinking skills of students with special needs and 2) the effects of critical thinking skills for improving other academic subjects. From the twenty-four elementary schools, based on analyses of their performance, which was video recorded, teachers were designated either as student-centered or as teacher-centered in their use of the SWH. The result of this study indicated that the student-centered argument-based inquiry approach contributed to students' critical thinking skills more than the traditional approach. The student-centered argument-based inquiry approach emphasized dialogical interactions between students with special needs and students' active engagement in scientific inquiry more than teacher-centered argument-based inquiry approach. In addition, critical thinking skills contributed to students' science, math, social study, and vocabulary usage ability because critical thinking skills has characteristics of transferable thinking skills. This approach provides meaningful learning experience through argumentation in science class, and would contribute to education for building critical thinking skills and improving several academics ability of students with special needs in Korean elementary school settings.

논의를 강조한 탐구학습법에 따른 통합학급 초등학생의 단어 활용, 독해 및 쓰기 능력

박영근,윤세열,Brian Hand,William Therrien,Mack Shelley 한국특수교육학회 2013 특수교육학연구 Vol.48 No.2

The purpose of this study is to investigate the effects of argument-based inquiry approach for improving the literacy of students with special needs, and to introduce the Science Writing Heuristic as an argument-based inquiry approach. This study focused on how this approach influenced students' literacy such as vocabulary usage, reading comprehension, and writing skills. From the forty-eight public elementary schools in the Midwest of the U.S., twenty-four elementary schools were designated as the treatment group and the remaining as the control group. Students in the treatment group were immersed in a learning environment where there is strong emphasis on argumentation while those in the control group learned science in a traditional manner. Students' achievement levels were determined based on the mean scores of the state-standardized test in the Midwest. The findings indicated that the argument-based inquiry approach contributed to students' test performances on vocabulary usage, reading comprehension, and writing skills significantly better than the traditional approach. The argument-based inquiry approach emphasized dialogical interactions between students with special needs and students' active engagement in scientific inquiry. This approach provides meaningful learning experience through argumentation in science class, and would contribute to literacy education for students with special needs in Korean elementary school settings. 본 연구의 목적은 ‘논의를 강조한 탐구 학습법’이 초등학교 특수교육대상 학생들의 단어 활용, 독해, 쓰기능력에 미치는 효과를 분석하는데 있다. ‘논의를 강조한 탐구 학습법’ 은 특수교육 지원 요구를 가진 학생들이 또래와의 상호작용을 통하여 능동적으로 과학 탐구 활동에 참여할 수 있도록 돕는다. 본 연구의 목적을 위해서 미국 중부의 48개 일반 초등학교를 탐구적 과학 글쓰기 활동을 실시한 24개의 실험집단 학교와, 이 중재학습을 실시하지 않은 24개의 통제집단 학교로 나누고, 각 학교에서 통합교육을 받고 있는 특수교육대상 학생들을 대상으로 단어 활용, 독해, 쓰기능력 검사를 실시하였다. 연구결과, 논의를 강조한 탐구 학습법을 경험한 특수교육대상 학생들이 통제집단의 학생들보다 단어 활용, 독해, 쓰기 능력에 향상을 보인다. 우리나라 초등학교 ‘과학’ 수업 시간을 통해 논의를 강조한 탐구학습법을 활용하는 것이 특수교육지원 요구를 가진 학생들의 단어 활용, 독해, 쓰기능력 향상에 도움을 줄 수 있을 것이라고 기대한다.

Understanding, Current Status, and Future Directions for Epistemic Practices in STEM+CS Education

( Kyong Mi Choi ),( Brian Hand ) 한국수학교육학회 2021 수학교육연구 Vol.24 No.3

Building a Model(s) to Examine the Interdependency of Content Knowledge and Reasoning as Resources for Learning

Ali Cikmaz,황지현,Brian Hand 한국수학교육학회 2022 수학교육연구 Vol.25 No.2

This study aimed to building models to understand the relationships between reasoning resources and content knowledge. We applied Support Vector Machine and linear models to the data including fifth graders’ scores in the Cornel Critical Thinking Test and the Iowa Assessments, demographic information, and learning science approach (a student-centered approach to learning called the Science Writing Heuristic [SWH] or traditional). The SWH model showing the relationships between critical thinking domains and academic achievement at grade 5 was developed, and its validity was tested across different learning environments. We also evaluated the stability of the model by applying the SWH models to the data of the grade levels. The findings can help mathematics educators understand how critical thinking and achievement relate to each other. Furthermore, the findings suggested that reasoning in mathematics classrooms can promote performance on standardized tests.

수학 및 과학 간 지적 자원의 사용: 이론적 모형에 대한 실증 연구

최경미 ( Choi Kyong Mi ),서경운 ( Seo Kyungwoon ),( Brian Hand ),황지현 ( Hwang Jihyun ) 한국수학교육학회 2020 수학교육 Vol.59 No.4

학생들이 수학과 과학을 배울 때 개발 및 사용하는 지적 자원의 이론적 모형을 구성하였다. 9,300명의 미국 4학년 학생들의 수학 과학 성취도 평가의 응답을 통계적으로 분석하여 이 이론적 모델을 검증하였다. 그 결과는 이론적 모형이 타당함을 보여주며, 4학년 학생들의 과학 학습에서 인식적 실천은 수학 학습에서 인식적 실천의 발달에 영향을 준다. There have been mixed reports about the idea of utilization of resources developed from one discipline across disciplinary areas. Grounded with the argument that critical thinking is not domain-specific (Mulnix, 2012; Vaughn, 2005), we developed a theoretical model of intellectual resources (IR) that students develop and use when learning and doing mathematics and science. The theoretical model shows that there are two parallel epistemic practices students engage in science and mathematics - searching for reasons and giving reasons (Bailin, 2002; 2007; Mulnix, 2012). Applying Confirmatory Factor Analysis and Structural Equation Model to the data of 9,300 fourth grade students' responses to standardized science and mathematics assessments, we verified the theoretical model empirically. Empirically, the theoretical model is verified in that fourth graders do use the two epistemic practices, and the development of parallel practices in science impacts the development of the two practices in mathematics: A fourth grader's ability to search for reasons in science affects his or her ability to search for reasons in mathematics, and the ability to give reasons in science affects the same ability use in mathematics. The findings indicate that educators need to open ideas of sharing development of epistemic practices across disciplines because students who developed intellectual resources can utilize these in other settings.

논의를 강조한 탐구 학습법에 따른 초등학교 특수교육 대상학생의 비판적 사고력 및 과학 학업성취도 향상

박영근 ( Yung Keun Park ),윤세열 ( Sae Yeol Yoon ),( Brian Hand ),( William Therrien ),( Mack Shelley ) 한국특수아동학회 2013 특수아동교육연구 Vol.15 No.4

본 연구의 목적은 ‘논의를 강조한 탐구 학습법’이 초등학교 특수교육 대상학생의 비판적 사고력 및 과학 학업 성취도에 미치는 효과를 분석하는데 있다. ‘논의를 강조한 탐구 학습법’ 은 특수교육대상 학생들이 또래와의 상호작용을 통하여 능동적으로 과학 탐구 활동에 참여할 수 있도록 돕는다. 본 연구의 목적을 위해서 미국 중부의 48개 일반 초등학교를 ‘논의를 강조한 탐구 학습법’의 하나인, ‘탐구적 과학 글쓰기 활동’을 실시한 24개의 실험집단 학교와, 이 중재학습을 실시하지 않은 24개의 통제집단 학교로 나누고, 각 학교에서 통합교육을 받고 있는 특수교육대상 초등학생들을 대상으로 비판적 사고력 검사와 과학 학업성취도 검사를 실시하였다. 연구결과, 논의를 강조한 탐구 학습법을 경험한 특수교육대상 초등학생들이 1년간의 중재를 통해서 비판적 사고력이 유의미하게 향상된 것으로 나타났다. 구체적으로는, 비판적 사고력의 하위 요소가운데, 귀납적 사고력, 관찰적 사고력이 유의미하게 향상된 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 논의를 강조한 탐구 학습법을 경험한 특수교육대상 초등학생들이 1년간의 중재를 받은 후에 중재를 받지 않은 학생들보다 과학 학업성취도 검사에서 유의미한 수준의 향상을 보였다. 우리나라의 초등학교 ‘과학’ 수업 시간을 통해, 논의를 강조한 탐구 학습법을 활용하는 것이 특수교육대상 초등학생들의 비판적 사고력 및 과학 학업성취도 향상을 함께 가져올 수 있다는 점에서, 초등학교 ‘과학’ 수업 시간에 ‘탐구적 과학 글쓰기 활동’을 활용해 보는 것이 의미가 있을 것으로 생각된다. The purpose of this study was to investigate the effects of an argument-based inquiry approach for improving the critical thinking ability and scientific knowledge of students with special needs. This study would also introduce the Science Writing Heuristic (SWH) as an argument-based inquiry approach. From forty-eight public elementary schools in the American Midwest, twenty-four elementary schools were designated as the treatment group and the remaining as the control group. The students in the treatment group were immersed in a learning environment where a strong emphasis was placed on argumentation, while those in the control group learned science in a traditional manner. All students were given the Cornell Critical Thinking Test. The findings indicated that those students who were in the argument-based inquiry approach (treatment group) scored higher than those who were in the traditional science classroom (control group). In specific, these students scored higher in the sub-categories of critical thinking such as induction and observation. In addition, this study examined all students` science scores on the state standardized test. The students in the treatment group scored higher than the students in the control group on this test. Therefore, the argument-based inquiry approach also improved the scientific ability of the students. This approach provided meaningful learning experiences through argumentation in the science classroom, and would contribute to increase the critical thinking and scientific ability of students with special needs in Korean elementary schools.

논의를 강조한 탐구적 과학 글쓰기(Science Writing Heuristic)의 중학교 과학 수업에의 적용

남정희 ( Jeong Hee Nam ),곽경화 ( Kyoung Hwa Kwak ),장경화 ( Kyung Hwa Jang ),( Brian Hand ) 한국과학교육학회 2008 한국과학교육학회지 Vol.28 No.8

논의를 강조한 탐구 학습법에 따른 학생 주도적 교실 환경 조성 및 교실환경에 따른 특수교육대상 초등 학생의 비판적 사고력 차이 분석

박영근 ( Yung Keun Park ),윤세열 ( Sae Yeol Yoon ),( Brian Hand ),( William Therrien ),김용욱 ( Yong Wook Kim ) 한국특수교육문제연구소 2014 특수교육저널 : 이론과 실천 Vol.15 No.1

본 연구의 목적은 논의를 강조한 탐구 학습법이 통합학급 교사의 교수 환경 조성(학생 주도적, 교사 주도적)에 미치는 영향을 알아보고, 또한 교사의 교수환경 조성에 따른 특수교육대상 학생들의 비판적 사고력 향상의 차이를 알아보는데 있다. 본 연구의 목적을 위해서, 먼저미국 중부 주정부 내 48개 일반 초등학교를, ‘논의를 강조한 탐구 학습법’의 하나인 ‘탐구적 과학 글쓰기 활동’을 실시한 24개의 실험집단 학교와, 이 중재학습을 실시하지 않은 24개의 통제집단 학교로 나누어, 해당 학교 통합학급에서 특수교육대상 초등학생들을 지도하고있는 교사들 및 학생들을 연구 대상자로 선정하였다. 연구 목적을 수행하기 위하여, 첫째The Reformed Teaching Observation Protocol(RTOP)를 수정한 mRTOP을 활용하여, 두 집단 교사들의 교수 방식(학생 주도적, 교사 주도적)을 비교하였다. 둘째, 비교집단의 교사가운데 학생 주도적인 교수환경을 조성하여 수업을 하는 교사가 없는 것으로 나타나, 비교집단 교사들을 두 번째 연구 목적을 위해서는 제외하고, 실험집단 학교의 교사들만 mRTOP점수에 따라 다시 ‘학생 주도적 교실’ 교사와 ‘교사 주도적 교실’ 교사로 나누었다. 그 후교사들의 수업 방식(학생 주도적, 교사 주도적)에 따라서 학생들의 비판적 사고력 향상에 어떠한 차이가 있는지를 알아보았다. 연구 결과, 논의를 강조한 탐구 학습법을 실시한 집단의교사들이 통계적으로 유의미한 수준에서 학생 주도적인 수업을 진행하고 있었고, 논의를 강조한 탐구 학습법을 학생 주도적 교수 환경에서 수행하는 교실의 학생들이, 논의를 강조한탐구 학습법을 교사 주도적 교수 환경에서 수행하는 교실의 학생들에 비해서 비판적 사고력의 향상정도가 유의미하게 높게 나타났다. 우리나라 초등학교 통합학급의 ‘과학’ 수업 시간을 통하여, 학생 주도적인 교수 방법에 의해 ‘논의를 강조한 탐구 학습법’의 하나인 탐구적 과학 글쓰기 활동을 수행하는 것이 특수교육대상 초등학생들의 비판적 사고력 향상에 도움을 줄 수 있을 것이라고 기대한다. The purpose of this study was to investigate the effects of an argument -based inquiry approach for creating a student-centered classroom environment and its relations with improving the critical thinking skills of students with special needs in such a classroom. This study will also introduce the Science Writing Heuristic (SWH) as an argument-based inquiry approach to the field of Korean special education. From forty-eight public elementary schools in the American Midwest, twenty-four schools were designated as the treatment group and the remaining as the control group. All students had special needs and were in an inclusive classroom. Students in the treatment group were immersed in a learning environment where a strong emphasis was placed on student-centered argumentation, while those in the control group learned science in a teacher centered traditional manner. Teachers in the treatment group that use the Science Writing Heuristic (SWH) instruction as an argument-based inquiry approach tended to create a more student centered classroom environment, while those in the control group had a more teacher-centered classroom. In the second part of the study, based on analyses of their performances, which were video-recorded, the treatment group teachers were designated either as student-centered group or as teacher-centered group. The students of the student-centered SWH classrooms showed a more significant improvement in their critical thinking skills than the students from the teacher-centered SWH classrooms. The studentcentered argument-based inquiry approach emphasized dialogical interactions among students and their active engagement in scientific inquiry more than the teacher-centered argument-based inquiry approach. The former approach provides meaningful learning experiences through argumentation in a science classroom, and will contribute toward building the critical thinking skills of students with special needs in Korean elementary schools.