논의 기반 일반화학 실험과정에서 예비과학교사들의 모델형성 능력 및 변화과정 분석 :

강여은

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자료유형: 학위논문

저자정보: 강여은 (부산대학교, 부산대학교 대학원)

지도교수: 남정희

발행연도: 2016

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2016

논의 기반 일반화학 실험과정에서 예비과학교사들의 모델링 능력 변화과정 분석

강여은 , 남정희 , 조혜숙 대한화학회지 2016.08 학술저널

논의 기반 일반화학 실험과정에서 예비과학교사들의 모델형성 능력 및 변화과정 분석

강여은 화학교육 2016.01 학위논문

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이 연구에서는 예비과학교사들의 모델형성 능력을 알아보기 위해 논의 기반 일반화학에서 예비과학교사들이 제시하는 모델의 수준을 분석하고 모델형성 능력의 변화과정을 탐색하고자 하였다. 모델형성 능력을 알아보기 위해서 예비과학교사들이 제시하는 모델을 분석하였으며, 모델형성 능력의 변화과정에 대한 이유를 탐색하기 위해 인터뷰를 실시하였다. 이를 위해 일반화학을 수강하는 사범대학 화학교육과 1학년에 재학 중인 예비과학교사 21명을 대상으로 11개 주제의 논의 기반 일반화학 실험 프로그램을 적용하여 수업을 진행하였다.
논의 기반 일반화학 실험수업을 위한 모둠을 구성하기 위해 프로그램의 적용 전 화학개념검사를 실시하였으며, 검사결과를 토대로 화학II 과목의 수강 여부를 고려하여 이질적인 모둠을 구성하였다. 또한 모델링 능력의 변화 과정을 고찰하기 위해서 모델의 요소, 모델링 전략, 모델링 수행 상의 어려움 및 해소방안에 대한 주제로 인터뷰를 실시하였다.
모델링 단계에서 예비과학교사들의 모델형성 능력을 알아보기 위해서 예비과학교사들이 제시하는 모델의 수준을 분석하였다. 모델의 수준을 분석하기 위한 분석항목은 설명영역, 비교영역, 추상영역, 표식영역의 총 4가지 항목으로 구분하였으며, 0수준, 1수준, 2수준, 3수준으로 나누어 분석하였다.
논의 기반 일반화학 실험과정 후 작성하는 결과보고서의 모델링 단계를 분석한 결과, 예비과학교사들의 모델형성 능력은 설명영역, 비교영역, 추상영역, 표식영역 전반에 걸쳐 모델링 단계를 경험함에 따라 점차 향상되는 경향을 보였다.
모델형성 능력 변화의 이유를 탐색하기 위한 인터뷰를 분석한 결과, 모델의 요소에 대해 자신만의 모델링 지식을 가지고 모델링 단계를 작성한 예비교사들의 모델형성능력이 설명영역, 비교영역, 추상영역, 표식영역에서 골고루 향상 되었다는 것을 알 수 있다. 특히 수준 높은 모델링 지식에 해당하는 메타모델링 지식의 습득 여부를 알 수 있는 모델링 전략에 대한 질문을 통해 다른 사람의 이해 수준을 고려하여 모델을 의사소통의 수단으로써 사용한 예비과학교사들이 제시하는 모델의 메타모델링 수준이 높게 나타남을 알 수 있었다.

This study investigated preservice science teachers’ modeling ability and how it has changed in argument-based chemistry laboratory investigations. We also examined what cause the development modeling ability. The participants for this study were twenty-one preservice science teachers in the freshman year taking ''General Chemistry Experiment'' course and they carried out eleven topics of argument-based chemistry laboratory investigation. Preservice science teachers’ written modeling samples were collected and analyzed to investigate preservice science teacher''s modeling ability and changes in it. Semi-structured interviews were carried out to find out what caused the development in modeling ability.
Chemistry concept test was administered to all preservice science teachers'' before grouping them for argument-based general chemistry experiment. Along with this, interviews were conducted to investigate development process in modeling ability. Subjects for interview were components of model, which were strategy of modeling, difficulties and their solution on constructing model.
Level of model by each preservice science teacher was also analyzed to find out their modeling ability. Analytical framework for the modeling ability was composed of four areas, including explanation, comparativeness, abstraction, and label.
Result showed that preservice science teachers’ modeling ability in the areas of explanation, comparativeness, abstraction, and label were improved gradually with experience of modeling.
Interview analysis for investigation on what caused development of modeling ability implied that practitioners who developed their own concept of model and modeling improved much more and more evenly in all four different areas. And preservice science teacher who had their own modeling strategy showed an improvement of meta modeling ability which are abstraction and label.
Survey on modeling strategy was done in order to figure out if preservice science teachers were aware of meta modeling knowledge pertaining to high level modeling knowledge. The result showed that higher level of meta-modeling of models was shown for practitioners who used models as communication method with the others in consideration of their understanding level.

I.서론 1
1.연구의 필요성과 목적 1
2.연구 문제 5
3.용어 정의 6
II.이론적 배경 7
1.과학교육에서 의사소통의 역할 7
2.모델과 모델링에 대한 이해 8
가.모델의 정의와 기능 8
나.모델링에 대한 이해 10
다.메타모델링 지식 12
3.논의 기반 탐구 15
III.연구 방법 19
1.연구 절차 19
2.연구 방법 20
가.연구대상 20
나.논의 기반 일반화학 실험수업의 개발 21
다.논의 기반 일반화학 실험 주제 선정 및 적용 24
3.자료 수집 27
가.화학개념이해 검사 27
나.논의 기반 일반화학 실험 결과보고서 28
다.학생인터뷰 29
4.자료 분석 31
가.모델형성 능력 분석 32
나.학생인터뷰 분석 35
다.분석 신뢰도 36
IV.연구 결과 37
1.모델형성 능력 분석 결과 37
가.모델링 요소별 수준 분석 결과 45
1)설명영역 45
2)비교영역 48
3)추상영역 50
4)표식영역 52
2.메타모델링 수준 분석 결과 54
3.모델링에 대한 예비과학교사들의 인식변화 58
가.모델의 요소에 대한 인식변화 58
1)모델의 요소에 대한 초기 인터뷰 결과 58
2)모델의 요소에 대한 후기 인터뷰 결과 60
3)모델의 요소에 대한 예비과학교사의 인식변화 62
나.모델링 전략에 대한 인식변화 63
1)모델링 전략에 대한 초기 인터뷰 결과 63
2)모델링 전략에 대한 후기 인터뷰 결과 68
3)모델링 전략에 대한 예비과학교사의 인식변화 74
다.모델링 수행 상의 어려움 및 해소 방안 74
4.모델링에 대한 인식변화와 모델형성 능력의 연관성 76
V.결론 및 제언 81
1.연구 결과 요약 81
2.결론 83
3.제언 86
참고문헌 88
ABSTRACT 98

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