[탐구과정요소]과학-탐구과정요소

소개글

[탐구과정요소]과학-탐구과정요소에 대한 보고서 자료입니다.

목차

■ ■ ■ 기초적 탐구과정 요소 ■ ■ ■
1) 기구조작(Manipulating experimental apparatus)
2) 관찰(Observation)
3) 측정(Measurement)
4) 기록정리(Describing, Recording Data)/ 의사소통
5) 분류(Classification)
6) 추리(Interpreting)
7) 예상 (Predicting)
▷ 기초적인 과학적 탐구과정 요소들의 상호 관계

■ ■ ■ 통합적 탐구과정 요소 ■ ■ ■
1) 실험설계/변인통제(Controlling Variables/Design an experiment)
2) 가설설정(Generating a hypothesis)과 검증
3) 조작적 정의(operational definition)
4) 실험 수행
5) 자료 수집 처리
6) 자료 해석
7) 상관관계와 인과관계(Determining Relationship/Causal Explanation)
8) 외연과 내삽(Extrapolation and Interpolation)
9) 결론/일반화(Drawing Conclusion/Formulating a Generalization )
10) 모형 구성

▶▶▶과제를 마치며

본문내용

창조적 능력이 크게 작용하게 되며, 얻어진 한 묶음의 자료에서 되도록 많은 추리를 하도록 하는 것이 필요하다. 따라서 이 과정에서 발견되는 규칙성은 추리나 가설로서의 규칙성이며 이것이 타당한지는 다음의 검증이 필요하다. 즉 자료의 처리가 중요한 의미를 갖는다.
일반적으로 초등학교 수준에서는 자료 해석 활동을 통하여 다음과 같은 능력을 기를 수 있다.
① 자료와 그래프에 나타난 정보를 설명하고 이것을 바탕으로 추리나 가설을 형성하는 능력
② 자료와 그래프에 관련된 둘 이상의 정보를 비교하여 하나 이상의 추리나 가설을 형성하는 능력
③ 그림으로 나타난 자료를 가지고 추리하고 가설을 형성하는 능력 등
자료해석을 적용한 과학 수업 활동
하나의 꼬투리 안에 몇 개의 완두콩이 들어있을까?
자료 해석 활동 - 학년 수준 (5~6학년)
목표 - 학생들은 꼬투리에 들어 있는 완두콩의 개수에 관한 자료를 해석 할 수 있다.
각 모둠에게 까지 않은 완두콩 꼬투리를 나누어 주어라. 아이들에게 완두콩 꼬투리의 길이, 넓이, 두께, 색깔, 그 외 다른 외부적 특성에 대한 자료를 모으도록 하라. 그리고 나서 콩 꼬투리를 까고 그 안에 들어 있는 완두콩 알의 개수를 센다. 아이들은 다른 그룹의 수집된 정보와 나란히 그들의 정보를 칠판에 기록한다. 그리고 아이들은 그 자료를 해석 할 수 있도록 자료를 그래프로 만들 수 있다. 그래프는 두 변인 사이의 관계에 의해서 해석될 수 있다.(예를 들어, 콩깍지가 길수록 더 많은 콩이 있다.)
7) 상관관계와 인과관계(Determining Relationship/Causal Explanation)
상관관계는 두 세가지의 변인들 사이에 어떤 관계를 세우기를 요구하는 문장으로 정량적인 관계와 정성적인 관계가 있다.
인과관계는 학생들에게 원인과 결과를 설명하도록 요구하는 문장으로 최소한 주어진 결과에 대한 한 가지 원인을 설명하거나 진술하기를 요구하는 문장이다.
8) 외연과 내삽(Extrapolation and Interpolation)
이미 얻은 자료에 대한 자료를 확장시키는 과정을 요구하는 문장으로 예를 들면 다음과 같은 것이 있다.
예) 이 실험에서 여러분은 이산화탄소의 소비량에 대한 훈련의 효과를 조사했는가? 만일 여러분이 전보다 좀더 정력적으로 훈련한다면 이산화탄소의 양에는 어떤 변화가 일어나겠는가?
예) 만일 여러분이 5일 간격으로 온도를 계속 증가시킨다면 물벼룩의 심장 박동률은 어떤 변화가 생기는지 수학적인 용어로 예측해 보자.
여기서 예측이란 단어를 문장에서 사용했어도 이것은 외연의 과제로써 간주된다. 왜냐하면 학생들은 이미 심장 박동률과 온도와의 관계에 대한 자료의 중요한 부분을 갖고 있기 때문이다.
9) 결론/일반화(Drawing Conclusion/Formulating a Generalization )
결론은 일관된 설명을 할 수 있는 중요한 모든 정보를 함께 내놓기를 요구하는 문장이다. 만일 중요한 정보의 부분이 일관된 지적구조를 형성하는데 사용된다면 그 문장은 다른 과제의 범주에 포함되어야 한다.
일반화(Formulating a Generalization or Model)는 탐구활동으로부터 결과를 종합하여 일반화나 모델을 형성할 것을 요구하는 문장으로 일반화를 세우는 것은 결론을 내리는 것과는 다르다. 일반화는 좀더, 설명능력과 더 넓은 적용 능력을 갖는다.
10) 모형 구성
모형은 우리가 쉽게 볼 수 없는 사물이나 현상의 구체적인 표상이다. 원자모형. 지구의 내무. 음파 등의 모형이 그 예이다. 모형은 상당히 강력한 도구로서, 오래도록 인상을 주는 구체적이고 시각적인 표현이다. 모형은 그것들이 묘사하고 있는 것을 정확하게 대변하는 것이어야 함이 아주 중요하다. 처음부터 정확한 모형을 만드는 것이 잘못된 모형을 옳은 것으로 교체하는 것보다 차라리 쉽다. 먼저 설정된 모형을 새로운 것과 교체하는 것은 상당히 어렵다. 그러므로 모형 구성의 기능을 기르기 위해서 학습자는 그들이 관찰한 현상을 설명하기 위해 그들 자신 나름의 표상을 형성하도록 격려되어야 한다.
모형 구성에서 어려움의 하나는 실제로 존재하는 공간적 관계는 종종 너무나 엄청난 값이고 그래서 적절한 크기로 축소해야 할 필요가 있다.
모형 구성을 적용한 과학 수업 활동
차가운 물속에서 고래는 어떻게 체온을 유지하는가?
모형 구성 활동 - 학년 수준 (3~6학년)
목표 - 학생들은 동물이 가지고 있는 지방과 추운 물에서 생존 능력 사이의 관계를 보여주는 모형을 개발할 수 있다.
교실에 찬 얼음물가 식용유가 들어있는 두 개의 양동이를 준비해 놓고 한 학생이 얇은 고무 장갑을 끼고 찬 얼음물 속에 손을 담그고 얼마나 견디는지 다른 친구가 시간을 잰다. 이 때 손이 얼음 물 속에서 더 이상 견디지 못할 만큼 차가워지면 그 시간이 얼마나 걸리는지 시간을 측정하는 것이다. 그 다음 아이들은 식용유가 든 양동이에 장갑이 끼워진 손을 넣으며 이때 식용유가 완전히 장갑 전체에 발라질 때까지 충분히 넣어야 한다. 식용유가 발라진 장갑을 낀 손을 다시 얼음물 속에 집어넣는다. 그리고 동료는 견디는 시간을 기록한다. 아이들은 고래가 찬 바닷물 속에서 어떻게 체온을 유지하는지에 대한 모형을 만들고 있다.
과제를 마치며
탐구 과정 요소를 기초적 탐구 과정 요소와 통합적 탐구 과정 요소로 나누어 조사해 보았는데 실제의 수업에서는 이러한 기초적 탐구 과정 요소와 통합적 탐구 과정 요소가 따로이 개별적으로 이용되는 것이 아니라, 한 차시의 수업에서도 여러 가지가 사용됨에 대해 생각해 볼 수 있었다. 통합적 탐구 과정이 일어나기 위해서는 기초적인 탐구 과정의 요소에 대한 기능적 측면의 숙달이 전제 되어야 할 것이라고 생각한다. 그러기 위해서는 저학년의 경우 분류, 관찰, 측정 등과 같은 기초적 탐구 과정의 한 요소 요소를 한 차시마다 집중적으로 교수하는 것이 필요하리라 생각한다.
참고 문헌
『과학과 교육』
하병권, 최명재, 이용복, 고영신, 구덕길, 권차순, 배영부, 최홍관, 김재영 공저 - 형설출판사(1997)
『초등과학교육 구성주의적 접근』
임청환, 권성기, 송명섭, 송남희 공역 - 시그마프레스(2000)

키워드

탐구과정요소,   통합탐구과정요소,   기초탐구과정요소,   추리,   변인통제,   자료해석,   예상