진화개념의 역사에 근거한 한국과 미국 대학생의 진화개념 수준 비교

하민수,Ha, Minsu 한국과학교육학회 2017 한국과학교육학회지 Vol.37 No.4

이 연구는 진화 개념의 발달 단계가 전공과 국가에 따라서 유의미한 차이가 있는지 확인하기 위하여 진행되었다. 이 연구를 위하여 한국과 미국의 대학생의 자료를 생물 전공과 비생물 전공에 따라 구분하여 수집하였다. Ha(2007)이 개발한 도구를 사용하여 Ha(2016)의 분석방법에 근거하여 순위선다형으로 분석하였다. 연구 결과 진화적 사고의 과학사적 발달 과정(창조, 목적, 의도, 용불용설, 자연선택)을 토대로 순위선다방식으로 분석하는 방법이 한국과 미국, 전공과 비전공 학생에게도 적합하게 적용될 수 있는 방법임이 확인되었다. 진화 개념의 발달 단계를 확인한 결과 우리나라 대학생들은 용불용설 수준, 미국의 대학생들은 목적론적 설명 수준에 있는 것으로 확인되었다. 전공과 국가에 따른 진화 개념의 발달 수준은 진화 설명소재와 교호작용효과가 있는지 확인한 결과 유의미한 교호작용효과가 없는 것으로 확인되었다. 진화 개념의 발달 단계와 종교성은 유의미한 관련성이 있었다. 이 연구 결과들을 토대로 진화 개념의 발달 특성에 대해서 논의한다. This study was conducted to identify whether there is a significant difference in the developmental stages of the evolution concept depending on the major and the country. For this study, college students (both biology major and non-biology major) in Korea and the United States answered evolution concept assessment developed by Ha (2007). The data were analyzed based on the method of developed by Ha (2016). As a result of this study, Cronbach alpha for internal consistency reliability and MNSQ indices for item response fitness of the ordered multiple choice method providing 0 to 4 point scores to creationism, teleology, intentionality, use/disuse, and natural selection respectively, satisfied the benchmark. The level of Korean college students' evolution concepts was located in use/disuse and the level of USA college students' evolution concepts was located in teleology. No interaction effect was found between the difference of conceptual progressions of evolution concept by major and country and evolution contexts (human, animal, and plant). There was a significant relationship between developmental stages of evolution concept and their religiosity. Based on the results of this study, we discuss developmental characteristics of evolutionary concepts.

잠재집단분석방법을 통한 공과대학 학생들의 직업가치관 유형탐색

하민수(Ha, Minsu),신세인(Shin, Sein),아리프 라흐마툴라흐(Rachmatullah, Arif),이준기(Lee, Jun-Ki) 학습자중심교과교육학회 2017 학습자중심교과교육연구 Vol.17 No.3

이 연구의 목적은 학습자중심접근으로 공과대학생들의 직업가치관에 따라 분류되는 잠재집단을 탐색하는 것이다. 또한 이 연구에서는 학생들의 공학인증 프로그램 선택여부, 성별, 학년을 바탕으로 각 잠재집단의 특성을 파악하고자 하였다. 이 연구 에서는 잠재계층분석을 사용하여 2076명의 공과대학생들의 다양한 가치관 패턴을 나타내는 최적의 집단을 규명하였다. 연구 결과 4개의 직업가치관 잠재집단이 규명 되었다. 집단 1은 소극적 안정지향형, 집단 2는 창의적 도전형, 집단 3은 보수적 지위 추구형, 집단 4는 발전적 리더형이었다. 공학교육인증 프로그램 선택여부와 성별은 잠재집단 분포와 유의미한 관계가 있었다. 공학교육인증제를 선택한 학생과 남학생은 집단2와 집단4에 상대적으로 더 많이 소속되며 도전적인 직업가치관을 나타내고 있었다. 반면 학년에 따른 잠재집단 분포는 유의미한 차이를 나타내지 않았다. 연구 결과를 바탕으로 공과대학생 대상의 학습자 중심 진로교육에 대하여 논의하였다. The purpose of this study is to explore the underlying latent classes of engineering students’ career value orientation through learner-centered approach. Also we identify characteristics of each latent classes based on students’ engineering accreditation program experience, gender, academic year. 2076 engineering students participated in this study. Latent class analysis was conducted to identify the latent classes which best represent distinct career value patterns. As the result of latent class analysis, four latent classes were identified. Class 1 (30%) is passive safety oriented type, class 2 (34.6%) is creative challenge type, class 3 (22.7%) conservative social status type, class 4 (12.7%) developmental leader type. Engineering education accreditation program experience and gender has significant effect on membership in career value groups. In group 2 and group 4 which characterized by challenge value, there were more students and boys who completed engineering education accreditation program. On the other hand, there was no significant relationship between academic year and career value class. Based on the these results, learner centered career education in engineering college were discussed.

합리적 문제해결을 저해하는 인지편향과 과학교육을 통한 탈인지편향 방법 탐색

하민수 ( Minsu Ha ) 한국과학교육학회 2016 한국과학교육학회지 Vol.36 No.6

이 연구의 목적은 과학교육과 관련된 인지편향을 확인하고 과학교육을 통하여 인지편향을 줄일 수 있는 방법을 확인하기 위하여 계획되었다. 문헌조사를 통하여 연구되어진 인지편향을 수집하였고, 과학학습의 관련성이 높은 인지편향을 과학교육전문가와의 토론을 통하여 추출하였다. 연구 결과 합리적 인과관계추론을 방해하는 인지편향, 다양한 정보와 결론 생성을 방해하는 인지편향, 자기반성적 학습을 방해하는 인지편향, 자기 주도적 의사결정을 방해하는 인지편향, 범주 제한적 사고를 조장하는 인지편향의 다섯 가지로 분류하였고, 총29개의 인지편향들을 조사하였다. 합리적 인과관계추론의 방해하는 인지편향은 목적론적 사고, 가용성 편향, 착각적 상관, 클러스터 착각이었다. 문제해결에서 다양한 정보의 탐색을 방해하는 인지편향은 선택적 지각, 실험자 편향, 확증편향, 단순 사고 효과, 주의 편향, 신념편향, 실용 오류, 기능적 고착, 틀 효과가 있었다. 자기반성적 학습을 방해하는 인지편향은 과도한 자신감 편향, 우월성 편향, 계획 오류, 기본적 귀인 오류, 더닝-크루거 효과, 사후확신편향, 맹점편향을 확인하였다. 자기 주도적 의사결정을 방해하는 인지편향은 동조효과, 편승효과, 집단사고, 권위에 호소, 정보편향이 있다. 마지막으로 범주제한적 사고를 조장하는 인지편향으로는 심리학적 본질주의, 고정관념, 의인화, 외집단 동질성 편향이 있었다. 연구된 인지편향에 대한 심리학적 특징들과 과학교수-학습방법들을 토대로 인지편향을 줄이고 역량을 향상시킬 수 있는 수업 방법에 대해서 논의한다. This study aims to explore cognitive biases relating the core competences of science and instructional strategy in reducing the level of cognitive biases. The literature review method was used to explore cognitive biases and science education experts discussed the relevance of cognitive biases to science education. Twenty nine cognitive biases were categorized into five groups (limiting rational causal inference, limiting diverse information search, limiting self-regulated learning, limiting self-directed decision making, and category-limited thinking). The cognitive biases in limiting rational causal inference group are teleological thinking, availability heuristic, illusory correlation, and clustering illusion. The cognitive biases in limiting diverse information search group are selective perception, experimenter bias, confirmation bias, mere thought effect, attentional bias, belief bias, pragmatic fallacy, functional fixedness, and framing effect. The cognitive biases in limiting self-regulated learning group are overconfidence bias, better-than-average bias, planning fallacy, fundamental attribution error, Dunning-Kruger effect, hindsight bias, and blind-spot bias. The cognitive biases in limiting self-directed decision-making group are acquiescence effect, bandwagon effect, group-think, appeal to authority bias, and information bias. Lastly, the cognitive biases in category-limited thinking group are psychological essentialism, stereotyping, anthropomorphism, and outgroup homogeneity bias. The instructional strategy to reduce the level of cognitive biases is disused based on the psychological characters of cognitive biases reviewed in this study and related science education methods.

과학사에 근거한 진화개념검사도구의 타당도 확인 및 맥락에 따른 진화개념 발달 탐색

하민수 ( Minsu Ha ) 한국과학교육학회 2016 한국과학교육학회지 Vol.36 No.3

학생들의 진화에 대한 대안개념(목적론, 용불용설 등)이 과학사에서 나타나는 설명의 발전 형태와 유사하다는 연구는 있었다. 하지만 과학사적으로 설명의 발달과정을 반영하여 부분점수를 주는 평가방 식은 활용되지 않았다. 이 연구의 목적은 창조론에서 자연선택까지 과학사적 발달과정을 반영하여 부분점수를 주는 방법을 제안하고 이방법이 타당한지에 대한 양적인 증거를 수집하는 것이다. 이 연구는 과학사에 근거하여 진화개념검사도구의 학생응답을 순위선다형점수로 변환하고 부분채점모형의 라쉬모델분석을 포함한 통계적 방법으로 새로운 평가방식이 타당한지 확인하였다. 또한 개념발달이 인간, 동물, 문항의 상황에 따라 다른지 확인하였다. Ha(2007)가 개발한 검사도구를 활용하여 1711명의 초, 중, 고등학생과 비전공, 전공생물 교사를 대상으로 생성한 자료를 통하여 분석하였다. 창조론, 목적, 의도, 용불용설, 자연선택에 0점에서 4점씩 부분점수로 제시한 평가 방법은 Cronbach alpha를 통한 내적일관성 신뢰도, 라쉬분석의 MNSQ값 등 통한 문항적합도를 확인한 결과 타당한 것으로 확인되었 다. 초등학생과 중학생들의 개념수준은 의도에서 용불용설 단계에, 고등학생부터 용불용설 이후의 단계로 개념발달이 이루어지고 있었 다. 진화설명의 발달 과정은 인간, 동물, 식물에 따라 차이가 나타남을 확인할 수 있었다. 이 연구는 과학사와 학생들의 개념발달이 유사하 다는 기존의 주장에 새로운 양적증거를 추가하고, 진화개념 평가를 위한 새로운 분석방법을 제안한다. Previous studies have investigated the similarity between the development of evolutionary explanations and students` conceptual developments on evolution. However, the validity and reliability of the assessment method reflecting the similarity have not been quantitatively examined yet. In addition, no study has examined the conceptual progressions of evolution concept based on contexts although literature has addressed the contextual difference of evolutionary explanation in the history of science. This study examined the validity and reliability of history-of-science-based evolution concept assessment using ordered multiple choice (OMC) methods and Rasch analysis and explored conceptual progression by three contexts (e.g., human, animal, and plant). The evolution concept assessment developed by Ha (2007) was used to examine 1711 elementary, middle, and high school students, and pre- and in-service science teachers` (biology majors and non-majors) evolution concepts. Internal consistency reliability and item response fitness of the OMC method that provide 0- to 4-point scores to creationism, teleology, intentionality, use/disuse, and natural selection respectively met the benchmark based on the Cronbach alpha and MNSQ indices of Rasch analysis. The level of elementary and middle school students` evolution concepts were located between intentionality and use/disuse while the level of high school and non-biology science teachers` evolution concepts were located between use/disuse and natural selection. The conceptual progressions of evolution concepts were differentiated according to three contexts. This study provided the quantitative evidence for the similarity between the development of evolutionary explanations and students` conceptual developments on evolution and suggest new analysis methods (i.e., OMC) of evolution concept assessment.

선택형, 서술형, 면담 방법을 통한 생물 예비교사들의 자연선택개념 이해 비교분석

하민수 ( Minsu Ha ),신세인 ( Sein Shin ),이준기 ( Jun-ki Lee ) 韓國生物敎育學會 2016 생물교육 Vol.44 No.4

This study explores pre-service biology teachers` understanding of natural selection concept using the clinical interview method. In particular, this study compares the pre-service biology teachers` understanding of natural selection shown in interview method to those shown in multiple- choice assessment and open-ended assessment method. In addition, this study uses the network analysis in order to thoroughly see the causal relations among scientific and nonscientific ideas of natural selection such as variation, heredity, and need/goal ideas. Thirty pre-service biology teachers participated this study and were given four items for interview. The Pearson correlation method, paired sample t-test, and network analysis were used. The results showed that scores of interview methods were more correlated to the scores of multiple-choice assessment than the scores of open-ended assessment. The comparison of total scores and concept diversity scores between interview and open-ended assessment revealed that a substantial number of participants did not show important concepts even though they knew the concepts. The network analysis revealed that some scientific ideas such as limited resources were meaningfully related to nonscientific ideas such as need/goal idea. Based on these results, this study suggests the implication for the effective openended assessment and teaching method for natural selection concept.

APA 기준에 근거한 과학교육 실험연구의 분석

하민수(Ha, Minsu),김아름(KIm, Arem),이준기(Lee, Jun-Ki) 학습자중심교과교육학회 2016 학습자중심교과교육연구 Vol.16 No.5

이 연구는 과학교육 관련 교육프로그램의 실험연구에 대하여 실험설계, 일반화 가능성, 실험도구, 효과크기의 네 가지에 관점에서 분석과 논의를 하였다. 과학교육 연구를 대표하는 학술지에서 2005년부터 2015년까지 출판된 교육프로그램의 효과연구에 관한 72편의 연구를 선별하고, 연구논문에 보고된 자료들을 미국심리학회에서 출판한 Reporting Research in Psychology: How to Meet Journal Article Reporting Standards를 근거로 분석하였다. 연구 결과 다수의 연구논문에서 참여자의 정보를 보고하지 않고, 자체 개발한 실험도구에 대한 타당도와 신뢰도에 관한 정보를 제시하고 있지 않았다. 통계에서 유의도만 제시할 뿐 효과크기 역시 대부분의 연구에서 제시하지 않았다. 이 연구를 토대로 양적연구방법론을 활용한 실험연구가 보다 과학적으로 이루어질 것을 기대하며, 향후 실험연구를 위한 지침을 마련할 것을 제언한다. The purpose of this study is to analyze interventional studies in science education on the justification of experimental design, the justification of sampling method, the justification of instruments, and the justification of justification of effect size. We selected 72 interventional studies published between 2005 and 2015 by Journal of the Korean Association for Science Education. We analyzed the description, statistical findings, and discussion reported in the articles based on “Reporting Research in Psychology: How to Meet Journal Article Reporting Standards” published by APA. Our finding illustrated that a substantial number of studies omitted the demographic information of participants. Although a significant number of studies did not report the reliability evidence of instruments and used self-developed instruments without any validity evidence. In addition, almost all studies did not report the statistics for effect size. Based on this finding, we suggested that research community should work together to build the standard on reporting statistical findings for the interventional studies.

시지푸스의 과학하기: 영구기관 발명가 3인이 보여주는 심리․사회학적 특성에 대한 사례연구

하민수(Ha, Minsu),정철환(Jung, Chul Hwan),이준기(Lee, Jun-Ki),신세인(Shin, Sein) 학습자중심교과교육학회 2019 학습자중심교과교육연구 Vol.19 No.1

Ⅰ. 서 론 Ⅱ. 연구 방법 Ⅲ. 연구 결과 및 논의 Ⅳ. 결론 및 제언 이 연구는 영구기관 발명가들의 사례를 심리․사회학적적 관점으로 분석함으로써 과잉 동기와 과제 집착의 어두운 면을 살펴보았다. 이를 위해 뉴스, 방송 영상, 기사, 관련 댓글 등 2005년부터 2018년까지 나타난 영구기관 발명가 3인과 관련된 자료들을 수집하고, 반복적 비교분석법을 활용해 귀납적으로 범주화했다. 연구 결과 영구 기관 발명가들의 강한 신념과 동기로 인해 이들의 발명은 동기기반추론, 과잉확신편 향, 매몰비용효과 편향 등과 같은 인지편향의 영향을 받고 있었다. 또한 과학사회적 측면에서 영구기관 발명가들은 스스로 발명품의 성능을 검증하는 등 과학적 규범과는 어긋나는 연구를 수행했다. 하지만 실제 전문가들은 적절한 피드백 부족으로 오히려 영구기관 발명의 정당화가 강화되었다. 또한 영구기관 발명가들은 과학의 본성에 대한 잘못된 이해를 나타냈다. 이와 같은 연구 결과를 바탕으로 미래 발명영재교 육을 비롯해 탐구교육을 강조하는 과학교육에서의 시사점을 제시하였다.

중국, 미국, 독일의 생물전공자와 비교한 한국 생물예비교사의 자연선택개념 이해 수준 분석

하민수 ( Minsu Ha ) 한국과학교육학회 2016 한국과학교육학회지 Vol.36 No.5

자연선택개념은 진화론의 핵심개념으로 다양한 생물학적 문제를 해결하기 위해 이해해야 될 필수 개념이다. 이 연구는 한국예비생물 교사들의 자연선택개념의 이해 수준을 조사하기 위하여 중국, 미국, 독일의 생물전공자와 비교하는 것을 목적으로 한다. 특히 이 연구에서는 자연선택개념의 두 개념요소인 생태개념과 유전개념으로 구분하여 예비생물교사의 자연선택개념을 분석하였다. 우리나라 예비생물교사 376명을 포함하여 1226명의 한국, 중국, 미국, 독일의 생물전공 예비교사의 자료를 토대로 분석하였다. 검사도구는 생태개념과 유전개념문항 각 10개씩을 포함하고 있는 Conceptual Inventory of Natural Selection의 20문항을 라쉬모델, 다변량분산분석, 일변량분산분석을 활용하여 분석하였다. 그 결과 우리나라 예비생물교사의 자연선택개념 수준은 중국과 비슷하고 미국, 독일에 비하여 낮았다. 생태개념과 유전개념으로 구분하여 살펴보면, 우리나라 예비생물교사 1학년의 경우 중국과 독일에 비하여 유전개념이 유의미하게 낮았으며, 4학년의 경우 미국과 독일에 비하여 생태개념이 유의미하게 낮았다. 3년간의 예비생물교사 교육과정 동안 유전개념에 대한 교육은 성공적이었으나, 생태개념의 교육은 성공적이지 못하였다. 이 연구결과를 토대로 자연선택개념의 이해를 위한 예비생물 교사교육에 대해서 논의한다. Natural selection is the core idea of evolution that pre-service biology teachers need to understand to solve diverse biological problem. This study aims to investigate the level of Korean pre-service biology teachers` understanding of natural selection by comparing their knowledge with their Chinese, American, and German biology major undergraduate counterparts. In particular, this study focuses on two conceptual components of natural selection (i.e., ecology and genetics). This study used a total 1226 pre-service biology teachers and biology majors` data. The instrument measuring the understanding of natural selection concepts was Conceptual Inventory of Natural Selection, which consists of ten ecology concept items and ten genetics concept items. The Rasch model analysis, multivariate analysis of variance, and univariate analysis of variance were used for the statistical tests. The result reveals that the level of Korean pre-service biology teachers` understanding of natural selection were similar with Chinese undergraduates` understanding and significantly lower than American and German undergraduates.` In the first year student data, the level of genetics concept of Korean pre-service biology teachers were significantly lower than Chinese and German students. In the fourth year student data, the level of ecology concept of Korean pre-service biology teachers were significantly lower than American and German students. Based on these results, the ecology concept education and balanced natural selection concept education are discussed.

돌멩이로 끓인 맛있는 수프: 콩즙 속의 요소가수분해효소를 활용한 탐구실험

하민수 ( Minsu Ha ),이준기 ( Jun-ki Lee ) 한국현장과학교육학회 2020 현장과학교육 Vol.14 No.4

이 교육 자료에서는 콩즙 속에 많이 있는 요소가수분해효소를 활용한 다양한 탐구활동을 소개하는 것을 목적으로 한다. 콩즙 속 요소가수분해효소는 요소를 암모니아와 이산화 탄소로 분해하는 효소로서 현재 생명과학I의 배설 단원에 오줌 속 요소를 확인하는 실험으로 소개되어 있다. 요소가수분해효소를 활용한 실험은 배설 단원뿐만 아니라 효소와 관련된 다양한 개념을 탐구활동을 통해 학습하기에 적합하다. 이 효소는 헬리코박터균과 노벨상 등 다양한 과학 이야기와 관련이 있으며, 추론 활동을 통해 학생들의 과학핵심역량을 신장시키는 재미있는 활동이 될 수 있다. 이 교육 자료에서는 그 동안 학생들과 수행하였던 요소가수분해효소의 다양한 활동을 공유하면서, 이 실험이 가지는 의의를 이야기하고자 한다. The purpose of this educational material is to introduce various inquiry activities using urease that are found in soybean juice. The urease in soybean juice is an enzyme that hydrolyze urea into ammonia and carbon dioxide, and is currently introduced as an experiment to identify urea in urine in life science I subject. The urease activity is useful experiments to learn various concepts related to enzymes through inquiry activities. It is related to various scientific stories such as Helicobacter pylori and Nobel Prize, and through various inference activities, it can be an interesting activity that enhances students’ core scientific competency. In this educational material, we would like to share the significance of this experiment and the various activities of the urease.

용도 고안 문항을 활용한 기능적 고착 인지편향 측정도구 개발 및 타당화

하민수(Ha, Minsu) 학습자중심교과교육학회 2017 학습자중심교과교육연구 Vol.17 No.23

The purpose of this study is to identify the validity and reliability of instrument of the application design problem in order to develop a measurement tool for functional fixedness bias. For this study, we selected 7 items such as battery, brush, stapler, key chain, coffee cup, clip, and tape. Each item asks a student to answer different uses of items than the original use. Scoring criteria were the number of uses answered by students. For this sutdy, 78 pre-service teachers(college students) and 111 high school students were participated in this study. In order to identify the validity and reliability of the developed instrument, the Rash model analysis and the internal consistency reliability were used. As a result, it was confirmed that the instrument composed of 7 items was valid and reliable. Particularly, scoring method that limits maximum 3 points of each item showed the highest validity when using partial score model. There was a significant difference of students scores among 7 items. In addition, there was a significant difference of students scores between college and high school students. Based on the results of this study, the relevance of the functional fixedness bias with invention education, creativity education, and debiasing education are discussed. 이 연구는 용도 고안 문항을 개발하고, 타당도와 신뢰도를 확인한 뒤, 집단간 점수 차이를 확인하는 것을 목적으로 한다. 건전지, 붓, 스태플러, 열쇠꾸러미, 커피잔, 클립, 테이프의 7가지 사물을 선정하였고, 본래의 용도 이외에 사용될 수 있는 용도를 작성하도록 묻는 문항을 2017년 4월에서 6월에 개발하였다. 검사도구의 타당도와 신뢰도를 확인하기 위하여 2017년 7월에 과학교육 예비교사 78명에게, 2017년 9월에 일반고등학교 학생 111명에게 투입하였고 라쉬 모델 분석과 내적 일관성 신뢰도를 확인하였다. 그 결과 7개 문항으로 구성된 검사도구는 타당하고 신뢰롭다고 확인되었다. 특히 채점 방법은 3점으로 제한하고 부분점수 모델을 사용하였을 때 가장 높은 타당도를 보여주었다. 문항간 학생들의 점수는 유의미한 차이를 보였으며, 예비 과학교사와 고등학생간 용도 고안 능력은 유의미한 차이를 보였다. 이 연구 결과를 바탕으로 기능적 고착 편향이 학습자 중심의 발명교육, 창의성 교육, 탈인지편향 교육에 대해 제언한다.