Journal of The Korean Association For Science Education (한국과학교육학회지)

The Korean Association for Science Education (한국과학교육학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Sub-Component Extraction of Inquiry Skills for Direct Teaching of Inquiry Skills

탐구 기능의 직접적 수업을 위한 탐구 기능 하위 요소 추출

  • Received : 2011.09.28
  • Accepted : 2012.03.21
  • Published : 2012.04.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The purpose of this study is to provide teachers with sub-components of inquiry skills and help them to give direct instructions on the skills to their students. Inquiry skills and strategies are considered by-products of science and inquiry instruction by most of the science teachers. On the other hand, much research shows that many students are not familiar with the way that they can use inquiry skills therefore direct instruction on the inquiry skills is needed. The lack of guidance on the sub-components for the inquiry skills, however, results in science teachers' ignorance of the inquiry skills. As shown in the previous studies which suggest that without teachers' guidance, students cannot acquire the intended skills, and it is necessary to inform science teachers of the necessity for direct instruction on the inquiry skills and strategy as well as give them the sub-components of the inquiry skills. On the basis of the results from the previous research on the inquiry skills, this study presents the sub-components of basic inquiry skills (observation, classification, measure, prediction, and reasoning) and integrated inquiry skills (problem recognition, hypothesis formulation, control of variables, data transformation, data interpretation, drawing conclusion, and generalization).

본 연구는 현직 교사들에게 탐구 기능의 구체적인 하위 요소들을 제시하여 학생들에게 탐구 기능을 직접적으로 가르치는데 도움을 주기 위한 목적으로 진행되었다. 많은 과학 교사들은 탐구 기능이나 전략은 직접적으로 가르치지 않아도 과학 수업 또는 탐구 수업 과정을 통해 부수적으로 습득되는 것으로 생각하는 경우가 많다. 그러나 많은 선행 연구들에서 학생들은 탐구 기능을 사용하는 방법에 대해 잘 알지 못하며 탐구 기능을 사용하는 방법에 대해 직접적으로 가르쳐야 한다고 주장하고 있다. 하지만 탐구 기능을 직접적으로 가르치고자 하여도 각각의 탐구 기능의 하위 요소들에 대한 구체적인 안내가 충분하지 않아 과학교사들조차 탐구 기능에 대한 이해가 부족한 실정이다. 교사가 안내하지 않은 탐구 유형이 학생들에게서 나타나는 경우는 없다는 선행 연구들을 볼 때, 과학교사들에게 탐구 기능이나 전략에 대한 직접적인 교육의 필요성을 알리고 학생들에게 가르쳐야 할 탐구기능의 하위 요소들을 추출하여 안내할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 탐구 기능에 대한 선행 연구 결과를 토대로 기초적 탐구 기능(관찰, 분류, 측정, 예상, 추리)과 통합적 탐구 기능(문제인식, 가설설정, 변인통제, 자료변환, 자료해석, 결론도출, 일반화)의 하위 요소들을 추출하였다.

Keywords

References

  1. 강순희 (2008). 가설 제안 활동을 통한 창의적 사고력과 비판적 사고력 신장에 기여하는 모델 개발 및 과학 교수에서 그 활용. 한국과학교육학회지, 28(5), 482-494.
  2. 강순희 (2009). 과학 교육에서 창의적 문제 해결력에 대한 고찰. 한국과학교육학회: 학술대회논문집, 한국과학교육학회 2009년도 55차 정기총회 및 동계학술대회.
  3. 교육과학기술부(2009). 과학과 교육과정(교육과학기술부 고시 제 2009-41호). 서울: 대한 교과서 주식회사.
  4. 교육부 (1997). 제7차 과학과 교육과정(교육부 고시 1997-15호). 서울: 대한 교과서 주식회사.
  5. 교육부 (2007). 과학과 교육과정(교육부 고시 제 2007-79호). 서울: 대한 교과서 주식회사.
  6. 권성기 (1997). 대학생의 운동학 그래프 작성에 대한 역학 개념의 효과. 한국과학교육학회지, 17(4), 383-393.
  7. 권용주, 양일호, 정원우 (2000). 예비 과학교사들의 가설 창안 과정에 대한 탐색적 분석. 한국과학교육학회지, 20(1), 29-42.
  8. 권용주, 이준기, 이일선 (2007). 꽃가루 분류에서 과학교사들이 생성한 분류지식의 분석을 통한 분류능력지수 산출식의 개발. 중등교육연구, 55(3), 21-43.
  9. 권용주, 정진수, 강민정, 박윤복 (2005) 생명현상에 대한 초.중등 과학교사의 관찰에서 나타난 과학적 관찰의 유형. 한국과학교육학회지, 25(3), 431-439.
  10. 권용주, 정진수, 박윤복, 강민정 (2003a). 선언적 과학 지식의 생성 과정에 대한 과학철학적 연구-귀납적, 귀추적, 연역적 과정을 중심으로-. 한국과학교육학회지, 23(3), 215-228.
  11. 권용주, 최상주, 박윤복, 정진수 (2003b). 대학생들의 귀납적 탐구에서 나타난 과학적 사고의 유형과 과정. 한국과학교육학회지, 23(3), 286-298.
  12. 권재술, 김범기 (1994). 초.중학생들의 과학탐구 능력 측정도구의 개발. 한국과학교육학회지, 14(3), 251-264.
  13. 김영채 (2004). 사고력: 이론, 개발과 수업. 서울:박영사.
  14. 김유정, 문세정, 강훈식, 노태희 (2009). 중학생들의 과학 그래프 작성 과정에서의 오류 유형 분석. 한국과학교육학회지, 29(2), 168-178.
  15. 김재우, 오원근, 박승재 (1999). 중학교 1학년 학생들의 탐구 문제에 대한 변인 판별 및 통제. 한국과학교육학회지, 19(4), 674-683.
  16. 김태선, 고수경, 김범기 (2005). 고등학생들의 그래프 능력과 과학 탐구 능력 및 과학 학업 성취도의 관계. 한국과학교육학회지, 25(5), 624-633.
  17. 김태선, 김범기 (2002). 중고등학생들의 과학 그래프 작성 및 해석 능력. 한국과학교육학회지, 22(4), 768-778.
  18. 김태선, 배덕진, 김범기 (2002). 중학생의 그래프 능력과 논리적 사고력 및 과학 탐구 능력의 관계. 한국과학교육학회지, 22(4), 725-739.
  19. 김희경, 박보화, 이봉우 (2007). 우리나라 과학 교과서에 나타난 기초 탐구 과정 분석: 분류, 예상 및 추리 탐구 요소를 중심으로. 초등과학교육, 26(5), 499-508.
  20. 박은미 (2006). 귀추에 근거한 가설-연역적 수업 프로그램이 창의적 사고와 비판적 사고 및 과학적 태도에 미치는 영향. 이화여자대학교 박사학위 논문.
  21. 박은미, 강순희 (2006). 유사경험의 제공이 귀추에 의한 가설 설정에 미치는 효과. 한국과학교육학회지, 26(3), 356-366.
  22. 박은미, 강순희 (2007). 가설-연역적 수업 프로그램이 창의적 사고와 비판적 사고 및 과학적 태도에 미치는 영향. 한국과학교육학회지, 27(3), 225-234.
  23. 박인숙, 강순희 (2011). 과학 창의적 문제 해결 능력에 대한 현장 교사들의 인식. 한국과학교육학회지, 31(2), 314-327.
  24. 박종원 (2000). 학생의 과학적 설명가설의 생성과정 분석-과학적 가설의 정의와 특성을 중심으로-. 한국과학교육학회지, 20(4), 667-679.
  25. 박종원 (2001). 학생의 과학적 설명가설의 생성과정 분석 -대학생의 반응 분석을 중심으로. 한국과학교육학회지, 21(3), 609-621.
  26. 박종원, 김미경, 오희균 (1996). 물리 탐구 실험의 평가를 위한 도구의 개발과 분석. 한국과학교육학회지, 16(1), 51-60.
  27. 박종원, 김익균 (1999). 과학적 관찰의 의미와 탐구과정에서 학생들의 관찰 행동 분석. 한국과학교육학회지, 19(3), 487-500.
  28. 박효순, 조희형 (2003). 중학교 2학년 과학 교과서의 탐구 영역 분석. 한국과학교육학회지, 23(3), 239-245.
  29. 배성열, 박윤배 (2000). 교사들이 인식하는 과학과 목표의 영역별 중요도와 장애요인. 한국과학교육학회지, 20(4), 572-581.
  30. 배진호, 김진수, 윤봉희 (2005). 식물을 활용한 탐구활동이 초등학생의 과학탐구능력과 과학적 태도 및 관찰능력에 미치는 영향. 과학교육연구, 30, 37-68.
  31. 백성혜, 김동욱 (2000). 가설 설정 능력이 추리 능력과 구분되어야 하는 이유. 화학교육, 27(4), 42-48
  32. 서정아, 정희경, 정용재 (2000). 초.중학생의 눈금 읽기 능력 및 측정 도구와 단위에 관련된 개념 조사. 한국과학교육학회지, 20(1), 1-11.
  33. 서정아, 조광희, 박승재 (2003). 중학생의 물리량에 대한 차수 어림 능력 분석. 한국과학교육학회지, 23(3), 229-238.
  34. 서정아, 조광희, 송진웅, 박승재 (2004). 어림 활동이 문제 해결 과정에서 개념 이해, 해답 예측, 계산에 미치는 영향: 속력과 밀도의 사례를 중심으로. 한국과학교육학회지, 24(5), 814-824.
  35. 송경혜, 이항로, 임청환 (2004). 초등학교 고학년학생의 과학 탐구능력 측정을 위한 평가 도구 개발. 한국과학교육학회지, 24(6), 1245-1255.
  36. 송판섭, 한광래 (1995). 촛불 실험을 이용한 국민학교(3-6)학년 아동들의 관찰능력 분석. 한국초등과학교육학회지, 14(1), 73-84.
  37. 신동훈, 신정주, 권용주 (2006). 생명 현상에 관한 초등학교 관찰 수업 과정과 관찰 유형 분석. 초등과학교육, 25(4), 339-351.
  38. 안경섭 (2004). 관찰 훈련 및 관찰 관점 제시를 통한 기초적 관찰력 신장. 현장연구, 25, 409-426.
  39. 양일호 (2006). 초등학교 과학 탐구과정 요소별 지도 자료. 교원대학교 과학교육연구소.
  40. 우종옥, 이항로, 이경훈 (1991). 대학 수학능력 시험의 수리.탐구 영역중 지구과학 교과에 관련된 탐구능력 측정을 위한 행동 요소의 추출과 평가 목표의 상세화 연구I. 한국과학교육학회지, 11(1), 83-96.
  41. 우종옥, 이항로, 이경훈 (1992). 대학 수학 능력 시험의 자연과학 탐구 능력의 평가를 위한 행동 요소의 추출과 평가 목표의 상세화 연구 II. 한국과학교육학회지, 12(2), 81-95.
  42. 유모경, 조희형 (2003). 중학교 1학년 과학 교과서의 탐구 영역 분석. 한국과학교육학회지, 23(5), 494-504.
  43. 이경호, 이성묵, 강은형, 권경필, 김미희, 남경운, 변태진, 이인호, 이재봉, 조용근 (2005). 성공적인 중학과학 탐구수업을 위한 길라잡이 자료. 서울대학교과학교육연구소.
  44. 이범흥, 김주훈, 이양락, 홍미영, 신동희 (2000). 과학과 탐구과정의 하위 요소 추출 및 위계화(연구보고 RR 98-6). 한국교원대학교 교과교육공동연구소.
  45. 이봉우 (2005). 외국 과학교육과정의 탐구기준 비교 분석. 한국과학교육학회지, 25(7), 873-884.
  46. 이소영, 강태완, 김남일 (2004). 초등학생의 학년별 생물분류 개념형성에 대한 연구. 한국생물교육학회지, 32(1), 16-26.
  47. 이연우, 우종옥 (1991). 과학 탐구능력 측정을 위한 표준화 검사지 개발-중학교 2학년의 자료 분석과 해석 능력을 중심으로-. 한국과학교육학회지, 11(1), 59-72.
  48. 이윤하, 강순희 (2011). 중학생들의 변인 통제 논리력과 변인 통제 유형 분석. 한국과학교육학회지, 31(1), 32-47.
  49. 이은주 (2010). 메타인지를 활용한 직접적 탐구 기능 수업 전략에 대한 연구. 이화여자대학교 박사학위 논문.
  50. 이혜정, 정진수, 박국태, 권용주 (2004). 초등학생들과 초등예비교사들이 관찰활동에서 생성한 과학적 의문의 유형. 한국과학교육학회지, 24(5), 1018-1027.
  51. 정귀향, 김범기 (1997). 초등학생들의 측정 수행 능력 평가. 한국과학교육학회지, 17(2), 127-137.
  52. 정완호, 허명, 차희영 (1991). 한국 초.중.고등학교 학생들의 동물분류 개념에 관한 연구. 한국생물교육학회지, 19(2), 95-114.
  53. 정진수, 원희정, 권용주 (2005). 과학적 가설의 생성력 향상을 위한 삼원귀추모형의 적용. 한국과학교육학회지, 25(5), 595-602.
  54. 조은미, 김수일, 정진수, 권용주 (2005). 생물 계통수 생성의 사고 과정 모형 개발. 한국생물교육학회지, 33(1), 13-22.
  55. 조정일 (1990). 탐구로서의 과학학습의 본질과 탐구과학교육을 위한 제 조건들의 변화. 한국과학교육학회지, 10(1), 65-75.
  56. 최병순, 김동찬, 남정희 (1993). 지필평가에서 나타난 학생들의 탐구능력과 실험과정에서 보여주는 탐구 능력과의 관계 연구. 과학교육논문집, 3(1), 218-227.
  57. 최현동, 양일호, 권치순 (2006). 초등학교 6학년의 인공자극과 자연자극에 대한 분류 사고. 한국과학교육학회지, 26(1), 40-48.
  58. 한효순, 최병순, 강순민, 박종윤 (2002).'생각하는 과학'프로그램의 변인활동이 초등학생의 변인통제 능력에 미치는 효과. 한국과학교육학회지, 22(3), 571-585.
  59. 황현미, 방정숙 (2007). 초등학교 6학년 학생들의 그래프 이해 능력 실태 조사. 대한수학교육학회지, 9(1), 45-64.
  60. Brasell, H. M. (1990). Graphs, Graphing, and Graphers. In M. B. Rowe (Ed.), The Process of Knowing. What Research Says to the Science Teacher, Volume Six. Washington, DC: NSTA, 69-85.
  61. Chin, C., & Kayalvizhi, G. (2002). Posing Problems for Open Investigation: What Questions Do Pupils Ask?. Research in Science & Technological Education, 20(2), 269-287. https://doi.org/10.1080/0263514022000030499
  62. Chinn, C. A., & Brewer, W. F. (1993). The Role of Anomalous Data in Knowledge Acquisition: A Theoretical Framework and Implications for Science Instruction. Review of Educational Research, 63(1), 1-49. https://doi.org/10.3102/00346543063001001
  63. Curcio, F. R. (1987). Comprehension of Mathematical Relationships Expressed in Graphs. Journal for Research in Mathematics Education, 18(5), 382-393. https://doi.org/10.2307/749086
  64. Fisher, H. R. (2001). Abductive Reasoning as a Way of Worldmaking. Foundations of Science, 6(4), 361-383. https://doi.org/10.1023/A:1011671106610
  65. Fortgang, A. (1995). The Triangle of Science. The Science Teacher, 62(1), 32-36.
  66. Friel, S. N., Curcio, F. R., & Bright, G. W. (2001). Making Sense of Graphs: Critical Factors Influencing Comprehension and Instructional Implications. Journal for Research in Mathematics Education, 32(2), 124-158. https://doi.org/10.2307/749671
  67. Gabel, D. L. (1993). Introductory Science Skills. Waveland Press.
  68. Germann, P. J., Aram, R., & Burke, G. (1996a). Identifying Patterns and Relationships Among the Responses of Seventh-Grade Students to the Science Process Skill of Designing Experiments. Journal of Research in Science Teaching, 33(1), 79-99. https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-2736(199601)33:1<79::AID-TEA5>3.0.CO;2-M
  69. Germann, P. J., Haskins, S., & Auls, S. (1996b). Analysis of Nine High School Biology Laboratory Manuals: Promoting Scientific Inquiry. Journal of Research in Science Teaching, 33(5), 475-499. https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-2736(199605)33:5<475::AID-TEA2>3.0.CO;2-O
  70. Germann, P. J., Odom, A. L., Aram, R., & Burke, G. (1996c). Student Performance on Asking Questions, Identifying Variables, and Formulating Hypotheses. School Science and Mathematics, 96(4), 192-201. https://doi.org/10.1111/j.1949-8594.1996.tb10224.x
  71. Hanson, N. R. (1995). 과학적 발견의 패턴: 과학의 개념적 기초에 관한 탐구(송진웅∙조숙경 역). 서울: 민음사(원저 1958 출판), 13-53.
  72. Klahr, D., & Dunbar, K. (1988). Dual Space Search During Scientific Reasoning. Cognitive Science, 12, 1-48. https://doi.org/10.1207/s15516709cog1201_1
  73. Lawson, A. E. (1995). Science Teaching and the Development of Thinking. Belmont, CA: Wadsworth Publishing Company.
  74. Martin, D. J. (2006). Elementary Science Methods: A Constructivist Approach (Fourth Edition). Belmont, CA: Thomson/ Wadsworth Inc.
  75. Martin, M. (1972). Concepts of Science Education: a Philosophical Analysis. London: Scott, Foresman and Company, 103-131.
  76. McKenzie, D. L., & Padilla, M. J. (1986). The Construction and Validation of the Test of Graphing in Science (TOGS). Journal of Research in Science Teaching, 23(7), 571-579. https://doi.org/10.1002/tea.3660230702
  77. Millar, R. (1991). A Means to an End: The Role of Processes in Science Education. In B. E. Woolnough (Ed.), Practical Science: The Role and Reality of Practical Work in School Science. Philadelphia: Open University Press, 47-48.
  78. Peter, S. (1992). Children's Language and Assessing Their Skill in Formulating Testable Hypotheses. British Educational Research Journal, 18(1), 73-85. https://doi.org/10.1080/0141192920180107
  79. Quinn, M. E., & George, K. D. (1975). Teaching Hypothesis Formation. Science Education, 59(3), 289-296. https://doi.org/10.1002/sce.3730590303
  80. Shayer, M., Adey, P., & Wylam, H. (1981). Group Tests of Cognitive Development Ideals and a Realization. Journal of Research in Science Teaching, 18(2), 157-168. https://doi.org/10.1002/tea.3660180208
  81. Wenham, M. (1993). The Nature and Role of Hypotheses in School Investigations. International Journal of Science Education, 15(3), 231-240. https://doi.org/10.1080/0950069930150301
  82. White, B. (2004). Reasoning maps: A Generally Applicable Method for Characterizing Hypothesis-Testing Behaviour. International Journal of Science Education, 26(14), 1715-1731. https://doi.org/10.1080/0950069042000243718

Cited by

  1. 예비교사의 실험 수업에 대한 반성적 논의의 특징 vol.33, pp.5, 2012, https://doi.org/10.14697/jkase.2013.33.5.911
  2. The Development of Teaching Materials for Developing Middle School Students’Science Process SkillsThrough an Explicit Instructional Model vol.53, pp.1, 2012, https://doi.org/10.15812/ter.53.1.201403.94
  3. 고등학생들의 통합 탐구 기능 향상을 위한 인지적 스캐폴딩 도구 개발 및 적용 vol.39, pp.4, 2012, https://doi.org/10.14697/jkase.2019.39.4.545
  4. 초등 생물분류 학습에서 인공지능 융합교육의 적용 사례 연구 vol.39, pp.2, 2012, https://doi.org/10.15267/keses.2020.39.2.284