이 연구에서는 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 과학 교과서 27권의 화학 영역과 고등학교 화학 교과서 8권에서 사용된 비유의 빈도와 유형을 분석하였다. 분석한 교과서에 사용된 비유는 총 284개(과학, 143개; 화학, 141개)로서, 교과서 한 권당 8.11개(과학, 5.3개; 화학, 17.6개), 10쪽마다 평균 0.68개(과학, 0.66개; 화학, 0.70개)의 비유가 사용되었다. 비유의 빈도는 이전 교육과정까지는 꾸준히 증가하는 추세였던 것과는 달리 2009 개정 교육과정에서 다소 감소하였다. 또한, 교과목별, 단원별, 출판사별로 사용된 비유의 빈도에 차이가 나타났다. 비유물의 종류는 총 191종(과학, 81종; 화학, 110종)이었고, 각 교과목별로 2번 이상 공통으로 사용된 비유물은 38종(19.9%)이였다. 유형별로 비유를 분석한 결과, 그림과 언어를 같이 이용한 비유 및 추상적 개념을 구체적 비유물에 대응시키는 비유가 주로 사용되었고, 공유 속성을 설명해 주는 부연 비유의 사용이 많았다. 그러나 비유임을 명시하거나 비유물의 제한점에 대해 언급한 비유들이 거의 없었고, 체계성이 낮은 비유나 작위적 상황을 적용한 비유 및 교사 중심의 비유가 많이 사용되는 것으로 나타났다. 이 연구의 결과에 대한 교육적 함의를 논의하였다.
이 연구에서는 예비과학교사가 수업에서 사용하기 위한 비유를 생성하는 과정에서 나타나는 특징을 조사하였다. 서울특별시에 소재한 사범대학에 재학 중인 예비과학교사 8명이 연구에 참여하였다. 예비교사들을 대상으로 과학 수업에서 비유에 대한 워크숍을 실시한 후 수업에서 사용하기 위한 비유를 생성하도록 하였다. 예비교사들이 비유를 생성할 때 거치는 사고 과정을 심층적으로 조사하기 위하여 발성사고법을 활용하였으며, 비유를 생성한 후에는 반구조화된 면담을 실시하였다. 예비교사들이 비유를 생성한 활동지를 수집하였고, 비유 생성 과정과 면담은 녹음 및 녹화하였다. 예비교사들의 비유 생성 과정에서 나타나는 특징을 학생, 비유물, 개념의 세 가지 측면에서 분석하였다. 분석 결과, 예비교사들은 학생들의 오개념을 바로잡기 위한 비유를 생성하였고, 자신이 생성한 비유가 유발할 수 있는 오개념을 고려하였다. 또한, 예비교사들은 학생들에게 친숙한 소재로 비유를 생성하였고, 추상적이고 작위적인 비유보다는 구체적이고 일상적인 비유를 많이 생성하였다. 마지막으로, 목표 개념을 명확히 파악하지 못하고 해당 차시에서 다루지 않는 개념까지 비유로 표현하는 경우가 있었다. 이상의 결과를 바탕으로 예비과학교사 교육과정과 관련된 교육적 함의를 논의하였다.
This study investigated the changes in representation on analogies that elementary science-gifted students generated by using Algodoo program to explain the electric current. After the students were taught about the 'components in circuit and their function' and 'electric current' with teacher centered analogy and PhET program for 4 class hours, they generated analogies to the electric circuit. Then they compared the similarity between generated analogy and target concept and matched it to the target concept. The result revealed that the battery, light bulb, and electric wire were changed according to the change of representations on free electrons. And they generated more proper analogies reflected the target concept when represented the free electrons by the circular particles than the water. From these results, we can say that generating analogy using Algodoo program is the effective education activity to help students understand abstract concept by visualizing it more easily and simply.
In this study, we investigated and compared the types of analogy generation processes and the perceptions of analogy generation on saturated solution of fifth grade scientifically-gifted and general elementary students. After the instruction of self-generating analogies on 'saturated solution' concept for two classes, 12 scientifically-gifted and 8 general elementary students were interviewed to explore their analogy generation processes and the perceptions of the abilities required in the processes, the conditions of good analogies, and the advantages/disadvantages of analogy generation. The results revealed that their analogy generation processes were classified into three types. The scientifically-gifted students generated the analogies in more systematic and efficient ways and had better understanding of the important parts in the processes than the general elementary students. They also suggested more concrete and various ideas about the conditions of good analogies. Many scientifically-gifted and general elementary students thought that analogy generation would have positive influences on the developments of the cognitive aspects such as various higher-level thinking abilities and understanding of science concepts as well as the affective aspects such as science learning motivation and interest. Educational implications of these findings are discussed.
Undergraduate students struggle to comprehend embryology because of its dynamic nature. Studies have recommended using a combination of teaching methods to match the student's learning style. But there has been no study to describe the effect of such teaching strategy over the different types of learners. In the present study, an attempt has been made to teach embryology using the combination of analogies and simple 2D animations made with Microsoft powerpoint software. The objective of the study is to estimate the difference in academic improvement and perception scale between the different types of learners after introducing analogies and 2D animation in a lecture environment. Based on Visual, Aural, Read/Write, and Kinesthetic (VARK) scoring system the learners were grouped into unimodal and multimodal learners. There was significant improvement in post-test score among the unimodal (P<0.001) and multimodal learners (P<0.001). When the post-test score was compared between the two groups, the multimodal learners performed better the unimodal learners (P=0.018). But there was no difference in the perception of animations and analogies and long-term assessment between the groups. The multimodal learners performed better than unimodal learners in short term recollection, but in long term retention of knowledge the varied learning style didn't influence its outcome.
In this study, we investigated the characteristics of the analogies, the mapping understanding, and the mapping errors on saturated solution of scientifically-gifted and general elementary students. Fifth graders (n=60) at four scientifically-gifted education institutes in Seoul and/or Gyeonggi province and fifth graders (n=91) at three elementary schools in Seoul were selected and assigned to the scientifically-gifted group and the general group respectively. After the students of each group performed the experiment and were taught about the target concept in the first class, they administered the test on the self-generating analogies on the target concept in the second class. The results revealed that the students in the scientifically-gifted group made more analogies, especially verbal/pictorial, structural/functional, enriched, and higher systematic ones, and had deeper understanding of the analogy than those in the general group. The numbers of the shared attributes included in the student-generated analogies and the scores of the mapping understanding of the students in the scientifically-gifted group were significantly higher than those in the general group. The students in the scientifically-gifted group had fewer mapping errors than those in the general group. However, not a few students in the scientifically-gifted group had at least one mapping error. Educational implications of these findings are discussed.
이 연구에서는 비유 생성 과정에서 속성과 관계 고려 여부에 따라 과학영재들이 생성한 비유의 특징을 분석하고, 과학 영재 교육프로그램으로 비유 생성 활동의 적용 가능성을 조사하였다. 연구 결과, 과학영재의 비유 생성 과정은 목표 개념과 비유 소재의 속성 및 속성들 간의 관계에 대한 고려 여부에 따라 세 가지 패턴이 나타났으며, 각 패턴에 따라 생성한 비유와 좋은 비유로 선택한 비유 유형 및 적절한 대응의 개수에 차이가 있었다. 대부분의 과학영재들은 다른 목표 개념에 대해서도 비유 생성 활동을 활용하였으며, 비유 생성 활동이 유용하다고 인식하였다. 그러나 비유 생성 과정에서 비유의 소재를 선택하는데 어려움을 겪는 것으로 나타났다. 이 연구 결과는 과학영재의 창의성 계발에 효과적인 교육프로그램으로 비유 생성 활동의 활용 방안을 모색하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
이 연구에서는 비유 만들기 활동을 도입한 크로마토그래피 개념 학습에서 과학영재들이 만든 비유의 유형과 대응 오류 유형 및 비유 만들기 활동에 대한 인식을 조사하였다. 서울시 4개 교육청의 중학교 2학년 과학영재 68명의 학생을 대상으로 하였다. 연구 결과, 과학영재들은 대부분 구체적이고 일상적인 상황에 기초하여 글과 그림으로 비유를 표현하였고, 목표 개념의 기능적 속성과 인과 관계를 포함시켜 부연 설명하였다. 자신이 만든 비유 중 가장 좋은 비유로는 목표물과 비유물 사이의 유사점이 가장 많거나 구조와 원리가 비슷한 비유를 선택하는 학생들이 많았으며, 비유 소재로는 주로 '학교생활'을 사용하였다. 선택한 비유에 대한 대응 검사 결과, 많은 과학영재들이 '대응 불이행', '과잉 대응' 등의 오류를 범하는 것으로 나타났다. 또한, 과학영재들은 비유 만들기 활동에 대해 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다. 이 연구 결과는 과학영재들을 위한 교육프로그램으로 적용할 수 있는 비유 만들기 수업 모형의 개발을 위한 기초정보로 활용될 수 있을 것이다.
이 연구에서는 협력적 비유 생성 활동에서 나타나는 비유의 변화과정과 소집단 및 전체 학급 토론의 특징을 분석하였다. 서울특별시에 소재한 고등학교에 재학 중인 24명의 학생을 대상으로 협력적 비유 생성 활동을 적용한 수업을 진행하였다. 학생들이 생성한 개인 비유와 소집단 비유, 수정된 소집단 비유를 비교하여 비유의 변화과정을 분석하였으며, 비유 생성 활동을 위한 소집단 토론과 전체 학급 토론의 특징을 분석하였다. 연구 결과, 비유의 변화 과정은 공유속성이 추가되는 경우, 비공유 속성을 인식하는 경우, 대응 오류가 수정되는 경우의 세 가지 변화 유형이 나타났다. 학생들은 여러 개인 비유 중 하나를 선택하는 방식으로 소집단 비유를 생성하였고, 이때 비유의 설명력, 독창성, 친숙도 등을 고려하는 것으로 나타났다. 학생들은 비유 생성 활동을 주관적이고 창의적인 활동이라고 인식하여 비유 생성 활동에 대한 정서적 부담감이 적었고 소집단 토론에서 갈등의 요소도 적었다. 전체 학급 토론에서는 다양한 비유가 제시되었으며 전체 학급 토론의 경쟁적인 분위기는 학생들이 비유가 갖는 비공유 속성에 주목하게 하였다. 소집단 비유 수정 단계에서 학생들은 비공유 속성을 비유가 갖는 제한점으로 추가하거나 비공유 속성을 갖지 않도록 비유를 변형하는 방식으로 비유를 수정하였고, 새로운 비유를 생성하는 경우는 거의 없었다. 이상의 결과를 바탕으로 협력적 비유 생성 활동을 적용한 수업을 효과적으로 진행하기 위한 방안을 논의하였다.
본 연구는 광합성 개념 이해에 도움이 되는 학생 중심 비유 활용 수업을 개발 적용하고, 이 수업이 개념 이해와 과학 수업에 대한 태도에 미치는 효과를 검증함과 아울러 학습에서 비유가 갖는 역할을 정성적으로 파악하는데 그 목적이 있다. 서울 시내 소재 중학교 2학년 4개 학급을 선정한 후, 비유 활용 수업 집단과 비교집단으로 무선 배치하였다. 과학 개념 이해 검사와 과학 수업에 대한 태도 검사를 사전, 사후에 실시하였고, 실험 집단의 경우 소집단 토의와 반 구조화된 면담 내용을 녹음하고 전사하여 분석하였다. 결과, 학생 중심 비유 활용 수업이 학생들의 광합성 개념 이해와 과학 수업에 대한 태도에 통계적으로 유의미하게 긍정적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한, 연구에서 밝혀낸 학습에서의 비유의 역할로는 다음과 같은 것들이 있었다. 첫째, 비유는 학생들의 사전 지식을 활성화하고, 목표 개념의 구조적 속성에 집중하게 하고, 지식의 정교화를 도움으로써 학생들의 개념 이해를 돕는 역할을 했다. 둘째, 비유 만들기 활동은 소집단 활동을 촉진하는 매개체로서 작용하였다. 비 유로 인해 소집단 토의가 촉발되고 활성화되었을 뿐 아니라, 이것이 광합성 개념 이해에도 긍정적인 영향을 주었다. 셋째, 비유는 자신의 이해 정도를 점검하게 도움으로써 학생의 메타 인지적 능력을 발달시켜 주는 역할을 했다. 뿐만 아니라, 비유는 학생들의 오개념을 드러내 주는 역할을 하며, 교사가 이에 주목하면 오개념을 수정할 수 있게 하는 도구로서 비유를 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 마지막으로, 비유는 학생들이 과학 학습에 흥미를 느끼게 하고, 자신감이 향상되도록 하는 등 정의적 측면에서도 긍정적인 효과가 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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