• 한국과학교육학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.197-206
• /
• 2014

이 연구에서는 중등 교육과정의 실험을 수행하는 과정에서 예비과학교사의 논증구조를 분석함으로써 예비과학교사의 탐구 능력과 탐구에 대한 인식을 조사하고자 한다. 사범대학교 4학년에 재학 중인 예비과학교사 9명을 대상으로 하였으며, 중학교 1학년 과학교과서의 상태변화에 관한 실험을 수행하였다. 예비교사들의 실험 보고서는 Toulmin의 논증구조를 분석틀로 분석되었다. 또한 설문지를 통해 과학과 실험에 대한 인식조사를 하였으며, 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구결과, 예비교사들의 논증에는 과학지식의 결핍, 탐구 능력 미흡, 오차에 대한 신념, 추가 근거자료가 영향을 미쳤다. 이러한 연구결과를 통해 예비교사들의 실험 탐구능력 수준은 미흡하며, 예비교사 교육과정을 재구성하여 교사교육 프로그램을 통해 탐구 실험을 경험할 수 있는 기회를 제공할 필요가 있다고 주장하였다.

• 천문학회보
• /
• 제36권1호
• /
• pp.80-80
• /
• 2011

이 연구는 일종의 비형식 교육기관인, 과학관 전시물의 배열과 설명문의 구조에 대한 논증적 접근을 목표로 하고 있다. 그러한 접근을 통하여 서대문 자연사 과학관 전시물 배열의 문제점과 새로운 전시물 배열방식을 제안한다. 이를 위해 첫째, 우리는 논증을 바탕으로 전시물 배열의 거시와 미시적 관점의 점검 기준을 설정하였다. 이 분석 결과를 바탕으로 서대문 자연사 박물관 지구의 탄생분야의 전시의 배열에 대한 개선점을 제안한다. 분석은 Booth 등(2008)의 논증에 기초하여 공룡은 다른 동물들에 비해서 어떻게 그렇게 번창하였는가? 그 이유는 무엇인가? 무엇이 이 주장과 이유를 지지하는 증거인가? 질문들을 다루었다. 따라서 이러한 논증 식 전시물 배열이 서대문 자연사 박물관 전시 배열에 도입된다면 더 좋은 전시 효과를 얻을 수 있다고 결론 짓는다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
• /
• 제63권1호
• /
• pp.105-122
• /
• 2024

본 연구는 논증 학습을 강조한 NCTM의 권고안이 발표된 2000년을 시점으로 2023년 9월까지 약 24년간 국외 주요 수학교육 학술지에 등재된 101편의 논문을 대상으로 연구 동향을 분석하였다. 먼저 논증 연구의 전반적인 추이를 살펴보았으며, 다음으로 대표적인 연구주제를 분석하였다. 연구 결과, 주 연구 대상은 학생이지만 교사에 초점을 둔 연구도 많이 이루어지고 있었다. 또한, 초등학교보다는 중등학교를 대상으로 연구가 이루어지고 있었으며, 수업 상황에서의 논증을 살펴본 연구가 많았다. 더불어 논증 연구가 국외에서 점점 주목받는 주제로 다루어지고 있음을 확인하였다. 논증 연구의 대표적인 연구주제로는 '교수 활동', '논증 구조', '증명', '학생 이해', '학생 추론'이 있었다. 이와 같은 연구 결과를 토대로 논증에 대한 관점을 형식적 측면, 맥락적 측면, 목적적 측면의 세 가지로 구분하여 제시하였다. 나아가 국내 수학교육에 적합한 논증의 의미와 역할에 대한 시사점을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.739-751
• /
• 2010

이 연구는 예비교사들이 과학탐구에 대한 비판적 토론을 분석하는 것에 초점을 두고 있다. 약 3개월 동안 24명의 예비교사들은 7개의 그룹으로 나뉘어 개방적 탐구를 수행하였고, 이후 10회의 비판적 토론을 실시하였다. 모든 토론과정은 녹화하여 전사하여 분석되었다. 툴민의 논증분석틀과 인지적 논증분석틀을 이용하여 예비교사들의 탐구토론에 나타난 논증의 특징을 살펴보았다. 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 의미단위별 논증요소 분석에서 주장, 정당한 이유, 자료, 반박, 지원의 순서로 많이 제시되었다. 둘째, 대화 단위별 논증 구조에서 CW, CD, CDW, CWR, CR의 순서로 많이 제시되었다. 셋째, 비판적 탐구토론에서는 다른 토론활동보다 반론의 비율이 많이 제시되었다. 넷째, 두 번째 논증활동이 첫 번째 논증활동보다 질적 수준이 향상되었다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제35권5호
• /
• pp.919-929
• /
• 2015

본 연구에서는 지질구조에 대한 모델링기반 학습 프로그램을 개발하고 모델링기반 학습에서 나타나는 논증패턴과 학생들의 정신모형 수준과의 관계를 밝히고자 하였다. 고등학교 2학년 126명을 대상으로 대륙이동설, 해령, 변환단층, 단층의 특징에 대하여 4회의 모델링기반 학습을 실시하였다. 연구대상 중에서 2개 학급은 실험집단으로 모델링기반 학습을 실시하였고 나머지 2개 학급은 비교집단으로 교사중심 설명식 수업을 실시하였다. 모델링기반 학습 후 실험집단과 비교집단의 사후 성취도와 학생들의 정신모형 분포를 정량적으로 비교하였다. 실험집단 중 5개 조의 논증활동을 녹음 전사한 자료에 대하여 본 연구에서 설정한 분석틀을 근거로 정성적으로 분석하였다. 본 연구의 분석틀은 TAP의 5가지 요소와 학생들의 대안개념이 포함되는 요소 5가지 등 총 10가지의 코딩 요소로 구성하였다. 정신모형 유형을 조사한 결과, 실험집단에서 단면 인과모형과 입체형 모형의 비율이 높게 나타난 반면, 비교집단에서는 2차원 모형과 단면 단순모형의 비중이 높게 나타났다. 논증유형을 분석한 결과, 주장의 빈도가 높을수록 논증활동이 성공적으로 이루어졌고 정신모형의 수준이 높게 나타났다. 반박이 제기된 경우, 만든 모형을 다시 관찰하여 자료를 수정하고, 이에 따라 주장을 다시 전개하였다. 이로써 모델링기반 학습에서 모형이 학생들의 논증 과정에 긍정적으로 작용함을 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
• /
• 제54권5호
• /
• pp.611-620
• /
• 2010

본 연구는 교사의 설명이 학생들로 하여금 과학 내용을 이해하도록 설득한다는 관점에서, 화학 교사 설명의 구조와 내용을 분석하는 것이다. 구체적으로, 화학 수업에서 교사 설명의 논증구조와 개념생태 구성요소는 어떻게 배치되고 상호 연관되는지 탐색하였다. 자료 수집은 고등학교 화학I의 공기 단원인 확산, 보일의 법칙, 샤를의 법칙, 기체분자운동론을 다룬 수업의 촬영과 전사로 이루어졌다. 전사된 수업 전사물은 Toulmin의 논증구조와 개념변화모형의 구인(개념의 지위, 개념생태)을 사용하여 분석되었으며, 교사 설명의 설득적 '구조'와 '내용'에 관해 종합적으로 해석되었다. 연구 결과로 네 가지 설명 담화를 제시하고, 각 설명 담화에 대해 논증구조와 개념변화모형의 구인이 어떻게 배치되고 상호작용하는지 조명하였다. 연구 결과를 토대로 화학 수업에서 교사 설명에 대한 교육적 논의와 시사점이 탐색되었다.

• 천문학회보
• /
• 제36권1호
• /
• pp.79.1-79.1
• /
• 2011

비형식교육의 장인 과학관은 전시물과 그 전시물을 설명한 판넬 등을 통하여 교육적 기능을 담당한다. 비형식 교육의 중요성 때문에, 과학관 전시는 전시물과 내용이 관람자와 교감하고 상호작용해야 할 뿐만 아니라 관람자에게 설득적으로 구성될 필요가 있으며, 하나의 공간에서 학습과 휴식이 어우러지면서 즐거움을 제공할 수 있어야한다. 이러한 과학관 전시의 요구사항을 충족시키기 위하여 가장 우선적으로 도입할 수 있는 방법이 스토리텔링이다. 스토리텔링은 '이야기하다'로서 관람객들에게 흥미 유발의 기능을 가지며, 그 효과가 단순 나열식보다 훨씬 크다. 하지만 스토리텔링기법에도 지식과 정보량에 있어서는 단점이 있다. 이것을 보완하기 위한 한 방법으로 전시물 설명에 논증 기법의 도입이 대두되고 있다. 즉, 거시적인 관점에서는 스토리텔링을 이용한 하나의 스토리를 도입하는 한편, 미시적인 관점에서는 논증의 구조를 따른 설명문을 이용한다면, 관람객들에게 흥미와 함께 지식과 정보를 모두 줄 수 있다. 이 연구에서는 논증과 스토리텔링의 조화된 결합을 통해 과학관의 전시를 재배열하는 작업을 수행하였다. 거시적인 관점과 미시적인 관점에서의 점검기준으로 영국의 자연사 박물관과 국립과천과학관 자연사관 우주와 지구관의 전시물의 구조를 분석 하였다. 그 결과 영국의 자연사 박물관과는 달리 국립과천과학관의 전시물은 스토리 내용, 설명문의 내용, 체험위주의 전시물이 부족하였다. 따라서 현 과천과학관의 전시물에 대해 스토리텔링과 Booth 등(2008)과 Lawson(2003)의 논증과의 조화를 도입하는 것이 바람직하다.

• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.161-172
• /
• 2017

이 연구의 목적은 논증 글을 통해 달의 위상변화 원인에 대해 학생들이 가지고 있는 개념의 특성을 파악하는 것이다. 이를 위해 달 위상변화 원인에 대한 대표적인 대안개념을 포함한 5가지 설명 중 옳은 것을 선택하고 근거를 서술하도록 하는 논증 과제를 투입하였으며, 학생들의 개념 선택과 근거의 TAP 구조 및 하위 개념을 분석하였다. 분석결과 학생들은 달의 위상변화 원인뿐만 아니라 관련 개념에서도 다양한 대안개념을 가진 것으로 나타났다. 연구대상의 70.5%가 불완전한 논증 구조를 보였으며, 대안개념의 유형에 따라 주로 나타나는 오류 유형이 다르다는 특징도 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 학생들이 지닌 선개념 점검의 중요성과 논증활동의 필요성, 대안개념의 유형에 따른 적절한 교육적 처방의 필요성을 나타낸다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제40권3호
• /
• pp.321-336
• /
• 2020

본 연구는 실제 교실에서 이루어진 학생의 과학 논증과정을 기계학습을 활용한 자동 채점에 적용함으로써, 논증 자동 채점의 가능성 및 개선 방향을 탐색한다. 분자 구조에 대한 고등학생의 과학 논증수업 중 발생한 2,605개의 모든 발화를 대상으로 연구를 진행하였다. 지도 학습을 위해 5가지의 논증 요소로 발화를 분류하였고, 분류된 발화를 대상으로 텍스트 전처리를 수행하였다. 전처리된 학생 발화를 활용하여 서포트 벡터 머신, 의사결정나무, 랜덤 포레스트, 인공신경망의 기계 학습 방법으로 자동 채점 모델을 구성하였다. 불용어 처리가 되지 않은 학생 발화를 활용한 자동 채점의 결과 랜덤 포레스트의 정확도는 65.96%, kappa는 0.5298의 유미한 결과를 얻었다. 불용어 처리를 수행한 학생 발화를 활용한 새로운 채점 모델의 결과 채점의 정확도가 크게 변화하지 않음에도 논증 발화 중 과학 용어 및 논증 요소의 담화표지가 채점 모델의 분류 기준이 되는 결과를 얻었다. 또한 인간 전문가의 논증 채점 과정을 분석하여 얻어진 전문가 형태소를 자동 채점 모델에 생성 규칙 알고리즘으로 적용하였다. 그 결과 의사결정나무에서 반박에 대한 재현율(recall)이 21.74% 증가하였다. 이에 본 연구 결과는 과학 교육 연구에서 기계 학습 및 논증에 대한 자동 채점의 활용 가능성과 연구 방향성을 제안하였다.

• 대한화학회지
• /
• 제50권1호
• /
• pp.79-88
• /
• 2006

연구는 중학교 과학 수업에서 이루어지는 학생들의 상호작용적 논증의 유형 및 특징을 살펴본 것이다. 자료수집은 중학교 과학 수업의 토론 과정을 관찰 하고 녹취하여 이루어졌으며, 전사된 자료는 Toulmin의 논증틀을 이용하여 분석되었다. 연구 결과로서, 토론 과정에서 이견과 이유의 조합에 따라 나타나는 논증 유형을 세 가지로 제시하였다. 첫째 유형은 이견이 거론되지 않은 채 이유와 주장의 제시로 이루어지는 논증 유형으로, 학생들의 주장에 서로 갈등이 일어나지 않는 경우이다. 둘째 유형은 이견이 제기되지만 합당한 이유가 뒷받침되지 못하여 주장에 영향을 주지 못하는 경우이다. 마지막 유형은 이견이 제시되고 그에 대한 이유를 찾아감으로써 협력적 논증을 통해 주장이 명료화되는 경우이다. 이 연구결과를 토대로 학생들 간의 토론의 현황을 이해하고 질적 개선을 위한 논의와 시사점이 탐색되었다.