초등학생의 인지양식에 따른 안구운동기반 생물분류 사고과정 모형 개발 = Developing Eye-movement Based Biology Classifying Thinking Model According to Elementary Students' Cognitive Style

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to develop eye-movement based classifying thinking model by identifying the differences in eye movement pattern shown in classification process between the elementary students who have analytic cognitive style and wholistic cognitive style. The subjects for the research consisted of 25 analytic students and 13 wholistic students. First, the participants were asked to solve the eye-tracking problem. After that, they gave an interview about the eye-tracking problem. Finally, they answered CSA test.
The findings of this study were fourfold. First, 5tasks were developed for revealed differences in classification process between students' cognitive style. The tasks were consisted of 4 non-hierarchical classification tasks and 1 hierarchical classification task. Second, there was a significant difference in students' fixation duration by students' cognitive style. Analytic students spent little time on scanning details and found the features successfully. They made different classification standard according to their cognitive style. Analytic students interested in features' detail, while wholistic students interested in salient features. Third, interviewing revealed the differences in the process of making standards. Finally, ECT model was developed. There were two steps in this model- Cognition of Elements and Making Standards.
This study developed eye-movement based classifying model by analyzing the differences in classifying process between analytic students and wholistic students. It suggested that classification should be taught differently by students' cognitive style and it should be taught following stage.

국문 초록 (Abstract)

이 연구의 목적은 안구운동 추적기법을 활용하여 생물분류과제를 해결할 때 초등학생의 인지양식에 따른 분류사고과정을 분석하고 이를 토대로 안구운동기반 생물분류과정 모형을 개발하는데 있다. 이 연구에 참여한 학생은 서울시 초등학교 5, 6학년 38명이었다. 참가자들은 아이트래커를 통하여 제시된 분류과제를 해결하고 이에 대한 사후면담에 응답하였으며, 마지막으로 컴퓨터기반으로 실시되는 인지양식분석검사에 임하였다. 인지양식분석검사 결과를 바탕으로 분석적 인지양식자, 종합적 인지양식자의 2개 그룹으로 나누어 개발하였다.
연구 결과, 인지양식에 따른 생물분류과정의 차이를 밝혀내기 위한 생물분류과제를 개발하였다. 이는 위계성이 없는 과제 4가지와 위계성이 있는 과제 1가지로 구성되었다.
또한, 인지양식에 따른 안구운동을 분석한 결과 과제를 해결하는데 핵심적인 영역을 응시한 비율은 분석적 인지양식자가 종합적 인지양식자보다 유의하게 높았고, 시각적으로 두드러진 영역(Salient)을 응시하는 비율은 종합적 인지양식자가 분석적 인지양식자보다 유의하게 높았다.
사후면담을 통하여 피험자의 분류과정을 분석한 결과 분석적 인지양식자는 요소인식- 공통점 및 차이점 발견- 분류기준 발견- 분류기준 선택의 단계를 거치는 반면, 종합적 인지양식자는 요소인식- 차이점 발견- 분류기준 표상- 분류기준 차용- 분류기준 선택의 단계를 거치는 경우가 많았다.
마지막으로 안구운동기반 분류사고과정모형을 개발한 결과, 학습자의 분류과정은 요소인식단계와 분류과정생성단계로 나누어 볼 수 있었으며 각 단계는 인지양식에 따라 차이를 보였다.
이 연구는 전체적 및 분석적 인지양식을 지닌 초등학생들이 다양한 방법으로 제시된 생물 분류 과제를 수행하는 과정에서 나타나는 안구운동을 구체적으로 살펴봄으로써, 인지양식에 따른 초등학생의 분류의 사고과정을 추론하고, 분류과제 해결 과정에 대한 모형을 개발하였다. 이를 통하여 학교 현장에서 학습자를 지도할 때, 인지양식에 따라 교사의 단서가 다르게 주어져야 함과 분류과제 지도 시 세부단계를 나누어 지도해야함을 제안하였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구 문제 4
• 3. 연구의 제한점 4
• 4. 용어의 정의 4
• Ⅱ. 이론적 배경 6
• 1. 인지양식 6
• 가. 인지양식의 개념 6
• 나. 인지양식의 분류 7
• 다. 분석적 인지양식과 종합적 인지양식의 비교 8
• 2. 과학 탐구과정 요소로서의 분류 12
• 가. 분류의 의미 12
• 나. 생물 분류 13
• 3. 안구운동추적 14
• 가. 시각주의 14
• 나. 안구운동추적과 시각주의 15
• Ⅲ. 연구 방법 17
• 1. 연구대상 17
• 2. 연구절차 19
• 3. 분류과제 개발 20
• 4. 실험 설계 21
• 5. 검사 도구 23
• 6. 자료 수집 및 분석 25
• 7. 인지양식에 따른 초등학생의 생물분류과정 모델 개발 30
• IV. 연구 결과 31
• 1. 분류과제 개발 31
• 2. 안구운동 분석결과 34
• 가. 생물분류과제 응시 시간 34
• 나. 생물분류기준 비교 35
• 다. AOI 별 응시율 비교 41
• 라. 시선경로 분석 46
• 3. 사고과정 추론을 위한 사후 면담 분석 49
• 4. 초등학생의 인지양식에 따른 분류과정 모델 개발 52
• V. 결론 및 제언 55
• 1. 결론 55
• 2. 제언 57
• 참고문헌 58
• ABSTRACT 66
• 부록 68