논박에 기반한 문제해결수업모형의 개발과 적용

국문 초록 (Abstract)

과학교육에서는 2007개정 교육과정부터 창의적 사고력과 의사소통능력, 글쓰기 능력을 포함한 창의적 문제해결력을 강조하고 있다. 이 연구는 일반적인 과학수업에서 창의-비판적 사고력과 문제해결력을 신장시킬 수 있는 적합한 수업모형을 개발하고, 적용하여 그 효과를 알아보기 위해 수행하였다. 연구를 위해 여러 문제해결수업의 특징을 조사하였으며, 그 중 미래문제해결프로그램을 적용한 사전연구를 통해 수업효과와 문제점을 알아보았다. 이 결과를 바탕으로 논박기반문제해결(Refutation-driven Problem Solving; RdPS)수업모형을 개발하였다. RdPS는 학생상호간, 학생교사간 논박과 피드백을 강조하는 수업방법으로, 문제상황 인식-문제의 발견과 명료화-해결책 탐색과 초기 의사결정-중간발표와 논박-해결책 결정-해결책 발표의 6단계를 따른다. RdPS의 수업효과를 알아보기 위해 중소도시에 소재한 중학교 3학년 6개 반 218명 학생을 대상으로 3명의 교사가 각각 1개 반씩 실험반과 통제반의 수업을 실시하였다. 수업의 결과는 과학적 태도, 창의-비판적 사고력, 문제해결력을 양적 통계분석을 하였다. 양적 분석을 보완하기 위해 학생의 수업소감 서술 내용을 분석하고, 수업을 진행한 교사들의 포커스 그룹 인터뷰를 실시하였다. 양적 통계분석 결과 실험반인 RdPS수업반은 통제반인 PS수업반에 비해 과학적 태도, 창의-비판적 사고력, 문제해결력이 통계적으로 유의미하게 높게 나타났다. 질적 분석 결과 학생들은 RdPS수업의 중요한 특징을 의사소통으로 인식하고 있었다. 또한 RdPS수업에서는 PS수업에서 두드러지게 나타나지 않은 사고, 문제해결 및 반론과 질문에 대한 인식을 하는 비율이 높게 나타났다. 또한, 수업을 진행하였던 교사들은 RdPS수업모형을 적용한 수업의 논박과정을 통해 학생들의 사고가 수정되는 효과가 있었으며, 학생 상호작용에 의한 검토, 피드백 등이 문제해결력을 증진시키는 효과가 있었다고 말하였다. 이에 비추어 볼 때 RdPS수업모형은 일반적인 과학수업에서 과학적 태도와 창의-비판적 사고력 및 문제해결력을 신장시키고자 할 때 활용할 수 있는 의미 있는 수업모형이 될 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In science education, creative problem solving ability, including creative thinking ability, communicative competence, and writing skills, has been highlighted since the 2007 Revised Educational Curriculum. The purpose of this study was to examine the effect of the Refutation-driven Problem Solving: RdPS model which was developed and applied to a classroom activity, improving thinking ability and problem solving. For this study, the characteristics of various Problem Solving Models were reviewed, and among them, through prior research based on the Future Problem Solving Program, the class effects and drawbacks of this study have been investigated. As a result, the Refutation-driven Problem Solving: RdPS model was developed. The RdPS model is a teaching process that emphasizes refutation and feedback between teachers and students or students and students and has six steps: problematic situation suggestion, problem identification and clarification, finding solutions and early decision making, interim presentation and refutation, definitive solution and final presentation. For this research, 218 middle school students, 3rd graders taught by 3 teachers in small and medium-sized cities, were divided into two groups: a control and an experimental group. The results of quantitative analysis show meaningful effects in the scientific attitude, creative-critical thinking and problem-solving of the RdPS model. To compensate for the shortcomings of quantitative research, students’ reviews of the RdPS model were analyzed and the teachers who engaged in the experiment took part in a personal interview. The result of the quantitative research showed that the students in the RdPS model had more scientific attitude, creative-critical thinking and problem-solving skills than in the PS model. The qualitative result was one that the students in the experimental group thought that communication skills were the most important aspect of the RdPS model. Thinking, problem-solving, counterargument and understanding questions were also more highly recognized in the RdPS lesson than the PS lesson. The result of the teachers’ focus group interview showed that students have changed their thinking in the RdPS model. Monitoring became embedded in students’ interactions and feedback has been improved. The RdPS model will be a helpful teaching model to improve scientific attitude, creative-critical thinking and problem-solving in middle school science classes.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록
• 감사의 글
• 목 차 ⅰ
• 표 목차 ⅲ
• 그림 목차 ⅵ
• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 필요성과 목적 1
• 2. 연구문제 4
• 3. 용어 정의 4
• 4. 연구의 한계 6
• Ⅱ. 이론적 배경과 선행연구 7
• 1. 문제해결 7
• 2. 문제해결수업모형 11
• 3. 과학글쓰기 20
• 4. 사고력 24
• 5. 창의-비판적 사고력과 문제해결력의 평가 32
• 6. 선행연구 고찰 38
• Ⅲ. 연구방법 44
• 1. 연구설계 및 절차 44
• 2. RdPS수업모형 및 수업안 개발과정 46
• 1) RdPS수업모형의 개발과정 46
• 2) 사전연구와 본연구의 수업안 개발과정 46
• 3. 검사지와 평가기준의 개발 47
• 1) 과학적 태도검사지 개발 47
• 2) 창의-비판적 사고력과 문제해결력 평가기준 개발 49
• 3) 사전연구의 과학지식 이해도 검사도구의 개발 51
• 4. 자료처리 방법 51
• 1) 양적 자료처리 51
• 2) 질적 자료처리 52
• Ⅳ. 연구내용 53
• 1. 사전연구: 미래문제해결(FPS)모형의 적용 및 효과 53
• 1) 연구방법과 절차 53
• 2) 연구결과 56
• 3) FPS수업 적용 결과의 요약과 논의 71
• 2. 논박기반문제해결(RdPS)수업모형의 개발 73
• 1) 논박기반문제해결수업모형의 개발 배경 73
• 2) FPS모형의 보완 및 RdPS수업모형의 개발 74
• 3) RdPS수업모형의 특징과 절차 75
• 4) RdPS수업모형의 세부절차 78
• 5) RdPS수업모형과 다른 문제해결모형의 비교 80
• 6) RdPS수업모형의 실행 전략 83
• 3. 논박기반문제해결(RdPS)수업모형의 적용 및 효과 84
• 1) 연구방법과 절차 84
• 2) 연구결과 및 논의 88
• 3) RdPS수업모형 적용 결과의 요약과 논의 129
• Ⅴ. 결론 및 제언 131
• 참고문헌 133
• 부 록 144
• Abstract 169

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56. 중학생 과학 글쓰기 교수?학습 지도방안:중학교 2학년 화학영역을중심으로, 조선화, 경북대학교 교육대학원 석사학위 논문, , 2009

57. 구성주의 학습전략이 중학생의 과학개념학습과 과학적 태도에 미치는 영향, 이강임, 전북대학교, 전북대학교 대학원 박사학위 논문, , 2007

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59. 창의적 문제 해결력 신장을 위한 중학교 과학 수업전략의 개발 및 적용 효과, 홍혜인, 방담이, 강순희, 박지은, 윤현정, 대한화학회지,55(6),1056-1073, , 2011

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61. 비판적 사고와 과학글쓰기(정희모,김성수,이재성 역).서울:연세대학교 출판부, Moriarty,M.F., (원서출판 1997), , 2008

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63. 목적 권리 의무 모형을 이용한 중학생의 의사결정 교수-학습 자료의탐색 및 적용, 심미영, 강원대학교 대학원 박사학위논문, , 2013

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91. 학습자의 핵심역량 제고를 위한 교수학습 및 교사교육 방안 연구:중학교 국어,수학,과학교과를 중심으로.한국교육과정평가원, 노은희, 최승현, 곽영순, 연구보고 RRI2011-1, , 2011

92. 통합연구 방법 적용 가능성에 대한 탐색 연구 : 지역보건 정책 결정을 위한 주민 의견조사에 설문 조사와 포커스 그룹 방법의 통합적 적용, 손주연, 김희정, 강민아, 한국행정학회, 한국행정학보,41(4),415-437, , 2007