과학적 설명의 한 유형으로서 서사적 설명에 관한 탐색- 엘니뇨에 관한 교과서의 설명을 중심으로 -

오필석 에너지기후변화교육학회 2020 에너지기후변화교육 Vol.10 No.1

The purpose of this study was to theoretically review the characteristics of narrative explanation and to examine the usefulness of the basic structure of narrative explanation by applying the structure in analyzing content of science textbooks. Literature review was conducted to identify the characteristics and basic structure of narrative explanation, and the result was applied to a trial analysis of explanations of El Liño in 5 Integrated Science textbooks. It was revealed that narrative explanation was a type of scientific explanation which was an account of a causally linked events in a temporal sequence and that its basic structure comprises an initial state, action or event, and final state. The basic structure of narrative explanation, as applied to the analysis of textbook explanations of El Liño, uncovered the features of each textbook as well as the similarities and differences among the textbooks. Based on these findings, it was concluded that the basic structure of narrative explanation was a useful tool for in-depth inquiries and educational applications of narrative explanation. It was also suggested that further studies of narrative explanation and the development of narrative explanations supportive of student learning of science were necessary.

행성 궤도의 모양에 관한 중학교 영재 학생들의 증거 기반 추론

오필석 한국지구과학회 2021 한국지구과학회지 Vol.42 No.1

The purpose of this study was to investigate the characteristics of evidence-based reasoning practiced by middle school gifted students. Data were collected through an online task in which middle school students in gifted education institutes of a university located in the metropolitan area, Korea, performed inquiry about the shape of a planet’s orbit. The students were given data of Mercury’s greatest elongations and asked to draw the planet’s orbit with the data. Each of the students was also asked to provide his or her hypothesis of Mercury’s orbit before the drawing and to reason about the orbit again using his or her own drawing as evidence. The content analysis of the students’ reports revealed 5 different types of judgement about the shape of Mercury’s orbit, 4 types of reasoning about the hypothesis and evidence, and the characteristics of evidence-based reasoning within the judgement types. Based upon the analysis results, the importance of proper interpretations of evidence in evidence-based reasoning, the core role of the theory-evidence coordination, and the usefulness of working with multiple hypotheses were discussed. In addition, implications for earth science education were suggested. 본 연구의 목적은 중학교 영재 학생들이 수행한 증거 기반 추론의 특징을 조사하는 것이었다. 연구를 위한 자료는 수도권에 위치한 한 대학교의 영재 교육원에서 중학교 영재 학생들이 비대면 방식으로 진행한 탐구 과제를 통해 수집되었다. 학생들에게 수성의 최대 이각을 관측한 자료를 제공하고 이 자료를 이용하여 수성의 공전 궤도를 작도하게하였다. 또, 작도 전에 수성의 궤도에 대한 자신의 가설을 진술하게 하였으며 작도 결과를 증거로 삼아 수성 궤도의 모양을 추론하게 하였다. 학생들이 제출한 보고서의 내용을 분석하여 수성의 공전 궤도 모양에 관한 판단 유형을 5가지로분류하고 가설 및 증거에 관한 추론 유형을 4가지로 분류한 후, 판단 유형에 따른 증거 기반 추론의 특징을 정리하였다. 분석 결과를 토대로, 증거 기반 추론에서는 증거에 대한 적절한 해석이 중요하고, 이론과 증거의 조화가 핵심적인 역할을 하며, 복수의 가설을 상정하는 것이 유리할 수 있음을 논의하였고, 지구과학 교육을 위한 시사점을 제안하였다.

과학적 실행 기반의 과학 교육에서 개념 학습의 가능성 고찰 -상황 학습 이론과 개념적 행위 주체성을 중심으로-

오필석,Oh, Phil Seok 한국과학교육학회 2022 한국과학교육학회지 Vol.42 No.4

본 연구에서는 상황 학습 이론과 실행 기반의 과학 교육에 관한 문헌들에 대한 고찰을 통해 과학적 실행 중심의 수업에서 과학 개념학습의 가능성을 살펴보았다. 먼저, 상황 학습 이론이 학생들의 과학적 실행에의 참여를 강조하는 최근 과학 교육 개혁의 흐름과 관련이 깊으며, 상황 학습의 관점에서 개념 학습은 학습자가 개념을 자원으로 활용하며 실행에 참여하는 동안 개념적 행위 주체성을 발현하여 개념을 지속적으로 발전시키는 과정을 통해 이루어진다는 것을 알 수 있었다. 또, 이러한 상황 학습 이론은 과학적 실행 기반의 수업에서 과학 개념을 학습하는 데에도 적용된다는 것을 확인하였다. 즉, 과학적 실행 중심의 과학 수업에서는 과학 개념이 자원으로 활용되며, 과학 개념을 자원으로 활용하는 동안 학생들은 과학적 실행에 더 잘 참여할 수 있고, 과학적 실천에의 참여는 개념적 행위 주체성의 발현을 통해 개념 학습을 더욱 촉진할 수 있다. 이러한 고찰의 내용이 학교 과학 교육에 주는 시사점을 논의하였다. This study explored a possibility of science concept learning in scientific practice-based science instruction through the review of literature about situated learning theories and practice-based science education. It was revealed that the situated learning theories were closely related to the recent trend in science education which emphasizes students' active engagement in scientific practices. From the perspective of situated learning, concept learning occurs in the process in which learners make use of concepts as resources and further develop the concepts through the emergence of conceptual agency during their participation in practices. The study also found that the situated learning perspectives could apply to science concept learning in scientific practice-based instruction: Science concepts are used as resources in practice-based science learning, students can better engage in scientific practices as they take advantage of science concepts as resources, and the emergence of conceptual agency can facilitate science concept learning during the participation in scientific practices. Implications for school science education were suggested.

과학 교육에서 기능 중심의 과학 탐구에 대한 비판적 고찰

오필석 한국과학교육학회 2020 한국과학교육학회지 Vol.40 No.2

The purpose of this study is to critically review the skill-based approach to scientific inquiry in science education and to explore the meaning of science practices that are emphasized in recent science education reform movement. An extensive review of relevant literature was carried out, and the results were summarized according to the detailed themes of the study. In the skill-based approach of which Science-A Process Approach (SAPA) is a representative example, science process skills were presented as hierarchically connected with one another, they were believed to be transferable or generalizable, and science learning through discovery was stressed. These points of view are, however, contradicted with those of the modern philosophy of science which suggests the theory-laden nature of using the skills. The skill-based view has also been criticized by the fact that the use of inquiry skills is content-specific or context-dependent and that science theories or principles cannot be discovered by induction. In contrast, the recent view understands science practices holistically, emphasizes the diverse ways of doing the practices which vary with different contents or contexts, and considers student ideas importantly in the science classroom. The findings of this study can contribute to the development of a new science curriculum by providing implications for establishing a consistent view on scientific inquiry. 본 연구의 목적은 과학 탐구에 대한 기능 중심의 접근에 대해 비판 적으로 살펴보고 최근 과학 교육 개혁에서 강조되고 있는 과학적 실천의 의미를 시험적으로 탐색하는 것이었다. 이를 위하여 관련 문헌 들을 수집하여 고찰하였으며, 그 결과를 세부 주제에 따라 정리하였 다. Science-A Process Approach (SAPA)로 대표되는 기능 중심의 접근에서는 과학 탐구 기능들을 위계적으로 연계하여 제시하고, 이들은 전이성 또는 일반화 가능성이 높다고 주장하였으며, 발견을 통한 과학 학습을 강조하였다. 하지만 이러한 입장은 기능의 사용에 이론이 적재되어 있다는 현대 과학 철학의 관점과 상충되었으며, 탐구에서 사용되는 기능들이 내용-특이적 또는 맥락-의존적이라는 사실과 추상적인 과학 이론이나 원리는 귀납적으로 발견될 수 없다는 점에서 비판을 받아 왔다. 이와는 달리 과학적 실천을 강조하는 최근의 입장 에서는 과학적 실천을 총체적인 행위로 이해하고, 그것이 전개되는 양상은 내용이나 맥락에 따라 다르다는 점을 강조하며, 과학 수업에 서도 학생의 아이디어를 중요하게 고려하고자 한다. 이러한 연구 결과는 과학 탐구에 관한 일관된 관점을 정립하는 데 시사점을 제공함 으로써 새로운 과학 교육과정 개발에 기여할 수 있을 것이다.

How can Teachers Help Students Formulate Scientific Hypotheses? Some Strategies Found in Abductive Inquiry Activities of Earth Science

오필석 ROUTLEDGE JOURNALS, TAYLOR & FRANCIS LTD 2010 INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION Vol.32 No.4

학교 밖 과학 교육 기관으로서 ‘과학교육원’ 운영 프로그램에 대한 인식 분석

오필석,임희준,송윤미,김성호 한국초등과학교육학회 2022 초등과학교육 Vol.41 No.1

본 연구는 수도권의 한 ‘과학교육원’의 학생 융합 체험 및 교원 연수 프로그램에 대한 원내외 전문가들의 인식 분석을 통해 해당 프로그램의 장점과 제한점을 파악하고, 이와 비슷한 상황에 있는 학교 밖과학 교육 기관 및 학교의 과학⋅융합 프로그램에 대한 시사점을 제공하기 위한 것이다. 본 연구에서는먼저 문헌 연구와 원내 전문가의 사전 인터뷰를 통해 분석 대상인 ‘과학교육원’의 미래지향적 분석 지표를 ‘학생 융합 체험’과 ‘교원 연수’에 초점을 맞추어 개발하였다. 개발한 지표를 활용하여 ‘과학교육원’ 내⋅외의 전문가들 총 30명과 전문가 면담을 진행하고 온라인 설문 조사를 실시한 후, 수집된 자료를 질적인 기법과 양적인 기법을 병행하여 분석하였다. 분석 결과를 토대로 대상 과학교육원의 학생융합 체험 및 교원 연수 프로그램의 현황을 이해하고 이를 바탕으로 타 시⋅도교육청 과학교육원 및학교의 프로그램에 대한 시사점을 ‘학생 융합 체험’과 ‘교원 연수’의 상호작용을 통해 교육적⋅사회적수요 반영하여 현재 각 기관에서 개설⋅운영 중인 과학⋅융합 프로그램의 제한점을 개선할 수 있도록제시하였다.

지구과학의 탐구 방법으로서 ‘복수 작업가설의 방법’의특징에 관한 탐색적 연구

오필석 한국지구과학회 2018 한국지구과학회지 Vol.39 No.5

본 연구에서는 지구과학의 탐구 방법으로서 복수 작업가설의 방법을 특정한 구조를 지닌 암석의 형성 과정에대한 귀추적 추론 과정에 적용하고, 그 속에서 드러난 복수 작업가설의 방법의 특징을 탐색하였다. 연구 참여자는 한교육대학교에서 진행된 수업에 참여한 31명의 4학년 학생들이었으며, 이들은 수업 활동의 일환으로 문제 암석의 형성과정에 대한 복수의 작업가설을 상정하고 그것들을 함께 고려하여 귀추적 탐구를 수행하였다. 학생들의 추론 과정과 결과를 스케치북 보고서에 기록하게 하고, 보고서의 내용을 분석적 귀납의 원리에 따라 분석하여 4가지 연구 주장을 도출하였다. 첫째, 학생들의 작업가설은 자원 모델을 바탕으로 상정되고 이 과정에서 종종 자원 모델의 변형이 일어난다. 둘째, 자원 모델의 활성화에는 증거의 지각적 특성이 영향을 미친다. 셋째, 관찰한 증거의 종류와 증거에 대한 다른 해석이 작업가설들에 대한 서로 다른 판단을 초래한다. 넷째, 종종 대안적인 가설들이 결합하여 또 다른 가설이 만들어진다. 이러한 연구 결과가 지구과학 교육과 관련 연구에 시사하는 점을 논의하였다. In this study, the method of multiple working hypotheses (MMWH) as a method of earth scientific inquiry was applied in a context of abductive reasoning about the formation of a rock with a specific structure, and the characteristics of MMWH revealed in the reasoning process were explored. Participants were 31 senior undergraduate students enrolled in a course in a university of education. As part of the course, the participants performed abductive inquiry with multiple working hypotheses about the formation of a rock. The students were asked to record both the processes and results of their reasoning in sketchbooks. The content of the students’ sketchbook reports was analyzed according to the principle of analytic induction. Results demonstrated four assertions. First, the participants’ working hypotheses were suggested in the use of resource models, and the adaption of the resource models often occurred in this process. Second, the perceptual properties of evidence influenced the activation of the resource models. Third, the kinds of observed evidence and the different interpretations of evidence resulted into different judgments on working hypotheses. Fourth, sometimes new hypotheses were generated by the combination of alternative hypotheses. Implications of these findings for earth science education and relevant research were discussed.

Participation Metaphor for Learning and Its Implication for Science Teaching and Learning

오필석 한국지구과학회 2006 한국지구과학회지 Vol.27 No.2

This is a theoretical study of which the goal is to investigate the meaning of a participation metaphor (PM) forlearning and draw its implication for teaching and learning science. The review of relevant literature reveals that the PMcognitive apprenticeship is an instructional model related closely to the PM. It is then suggested that a comunity oflearners should be developed if science teaching and learning are to be implemented in line with the PM. Finally, thepresent study briefly introduces a high school science club as an exemplar of science learning community, including whatshould be considered in science education research.......... participation metaphor, situativity theory, cognitive apprenticeship, learning comunity. . : . ... ... .. .. .. (participation metaphor, PM). ... .. .. .. .. . .... .... 이 연구는 학습에 대한 참여 비유(participation metaphor, PM)의 의미를 알아 보고 과학 교수·학습에의 시사점을 탐색하기 위한 이론 연구이다. 문헌 고찰을 통하여 참여 비유가 공동체 내에서의 사회·문화적 활동에 지속적으로 참여하 는 것을 학습으로 보는 관점과 맥을 같이 하며, 인지적 도제(cognitive apprenticeship)가 참여 비유와 밀접하게 관련된 수 업 모형이라는 것을 살펴 보았다. 이를 토대로 참여 비유에서 주장하는 것과 같은 과학 교수·학습이 실현되기 위해서는 과학 학습자 공동체의 육성이 필요하다는 점을 제안하였다. 마지막으로 과학 학습자 공동체의 한 사례로서 어느 고등학 교의 과학 클럽 활동을 간략히 소개하였으며, 앞으로의 과학 교육 연구에서 고려해야 할 점들을 진술하였다.

지구과학의 한 탐구 방법으로서 귀추법에 대한 이론적 고찰

오필석 한국과학교육학회 2005 한국과학교육학회지 Vol.25 No.5

What Teachers of Science Need to Know about Models: An overview

오필석,오성진 ROUTLEDGE JOURNALS, TAYLOR & FRANCIS LTD 2011 INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION Vol.33 No.8