언어 네트워크 분석법을 통한 중학교 과학영재들의 사실, 가설, 이론, 법칙과 과학적인 것의 의미에 대한 인식 조사 = Semantic Network Analysis of Science Gifted Middle School Students` Understanding of Fact, Hypothesis, Theory, Law, and Scientificness

국문 초록 (Abstract)

과학교육과정에서 과학의 본성은 교육의 중심에 있었으며, 특히 과학영재교육에서의 중요성은 더욱 크다고 할 수 있다. 그럼에도 불구하고 과학영재들의 과학의 본성에 대한 개념구조가 어떻게 형성되어있는지의 연구는 많지 않다. 이 연구에서는 언어 네트워크 분석법을 통해 중학교 과학영재의 사실, 가설, 이론, 법칙 그리고 과학적인 것의 의미에 대한 이들의 인식을 탐색하는 것을 목표로 하였다. 연구 목적 달성을 위해 개방형 검사지에서 얻은 응답들을 언어 네트워크 분석법을 통해 분석하였다. 연구 참여자들의 총 110명의 대학부설 과학영재교육원 소속 중학교 과학 영재들이 연구에 참여하였으며 이들의 응답에 의해 5가지의 언어 네트워크를 얻었다. 네트워크 분석결과 이들이 인식하고 있는 사실은 증명여부와 실제성 문제, 가설은 잠정성과 불확실성, 이론은 실험에 의해 증명된 가설이라는 통념, 법칙은 절대성과 권위를 상징하는 언어들, 과학적인 것은 사실근거, 증명 가능 여부, 정확하고 논리적인 이론체계 동반을 가장 중요한 인식의 핵으로 하고 있었다. 통합네트워크 분석결과, 연구에 참여한 중학교 과학영재들은 절대주의적이고 논리-실증주의적인 과학관을 형성하고 있는 것을 알 수 있었다. 이 연구에 활용된 언어 네트워크 분석법은 학습자의 보이지 않는 특정 내용을 어떤 방식으로 인식하여 개념구조를 형성하고 있는지 시각화 하고, 학습자 개개인 및 지식별 통합적 정신모형을 구축하는데 유용할 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The importance of teaching the nature of science (NOS) has been emphasized in the science curriculum, especially in the science curriculum for science-gifted students. Nevertheless, few studies concerning the structure and formation of students` mental model on NOS have been carried out. This study aimed to explore science-gifted students` understanding of ``fact``, ``hypothesis``, ``theory``, ``law``, and ``scientificness`` by utilizing semantic network analysis. One hundred ten science-gifted middle school students who were selected by a national university participated in this study. We collected students` written responses of five items and analyzed them by the semantic network analysis(SNA) method. As a result, the core ideas of students` understanding of ``fact`` were proof and reality, of ``hypothesis`` were tentativeness and uncertainty, of ``theory`` was proven hypothesis by experimentation, of ``law`` were absoluteness and authority, and of ``scientificness`` were factual evidence, verifiability, accurate and logical theoretical framework. The result of integrated semantic network illustrated that the viewpoint of science-gifted students were similar to absolutism and logical positivism (empiricism). Methodologically, this study showed that the semantic network analysis method was an useful tool for visualization of students` mental model of scientific conceptions including NOS.

참고문헌 (Reference)

1 최영출, "한국행정학의 연구경향 분석: 네트워크 텍스트 분석방법의 적용" 한국행정학회 45 (45): 123-139, 2011

2 박한우, "한국어의 내용분석을 위한 KrKwic 프로그램의 이해와 적용 : Daum.net에서 제공된 지역혁신에 관한 뉴스를 대상으로" 한국자료분석학회 6 (6): 1377-1387, 2004

3 김지나, "초등학생들의 과학의 본성에 대한 명시적 교수 효과 분석" 한국초등과학교육학회 27 (27): 261-272, 2008

4 양일호, "초등 신규 교사의 과학 본성에 대한 신념" 한국초등과학교육학회 24 (24): 360-379, 2005

5 송하영, "지식상태분석법을 이용한 고등학생의 유전관련 개념의 위계 분석" 과학교육연구소 34 (34): 237-245, 2010

6 장명덕, "중학교 2학년 과학영재들의 과학 지식에 대한 과학 철학적 관점과 이에 대한 토론 및 읽기 활동의 효과" 한국지구과학회 23 (23): 397-405, 2002

7 이혜준, "의미 네트워크 분석을 통한 프랜차이즈 교육 프로그램 개발" 한국경영학회 14 (14): 105-128, 2010

8 이강춘, "우수연구센터의 네트워크 구조와 성과의 관계에 관한 연구" 한국공공관리학회 21 (21): 201-224, 2007

9 옥경영, "온라인커뮤니티 사이트에서 하위네트워크의 특성이 정보의 초기 확산에 미치는 영향에 관한 연구" 한국소비자학회 20 (20): 37-64, 2009

10 배순한, "온라인 커뮤니티의 중심성 변화에 대한 탐색적 연구 : 사회연결망 분석을 이용하여" 한국지식경영학회 11 (11): 17-35, 2010

11 심준섭, "언어네트워크분석 기법을 활용한 갈등 프레임의 분석" 한국행정연구원 20 (20): 183-212, 2011

12 이원준, "소비자의 루머 인식과 브랜드 태도" 한국콘텐츠학회 10 (10): 363-370, 2010

13 한관종, "사회과학 방법론으로서의 연결망 분석기법 적용의 의의와 연구과제" 10 (10): 219-235, 2003

14 김용학, "사회 연결망 분석 제3판" 박영사 2011

15 임병학, "사회 네트워크 분석을 활용한 물류 공저자들의협력 네트워크 구조 분석: 한국물류학회지를 중심으로" 한국물류학회 21 (21): 205-229, 2011

16 손동원, "사회 네트워크 분석" 경문사 2008

17 송진웅, "과학철학을 수강하는 대학원생의 과학의 본성에 대한 인식의 변화" 12 (12): 1-9, 1992

18 장병기, "과학의 본성에 대한 학생의 생각을 조사하기" 한국초등과학교육학회 23 (23): 159-171, 2004

19 노태희, "과학의 본성에 대한 초등학생들의 견해" 한국과학교육학회 22 (22): 882-891, 2002

20 나지연, "과학의 본성에 대한 검사 도구를 활용한 연구의 개관과 분석 (1990~2009)" 한국초등과학교육학회 29 (29): 292-306, 2010

21 김두현, "과학의 본성 지도자료 개발과 과학영재를 대상으로 한 시험적용" 한국과학교육학회 28 (28): 169-179, 2008

22 김경대, "과학영재들의 과학의 본성에 대한 인식" 한국과학교육학회 26 (26): 743-752, 2006

23 변정호, "과학교육에서 제시하는 과학적 관찰의 의미와 과정에 대한 분석" 한국과학교육학회 29 (29): 531-540, 2009

24 소원주, "과학교사의 과학철학적 관점과 과학 서술 방식이 중학생들의 과학관의 변화에 미치는 영향" 韓國敎員大學校 大學院 1998

25 권용주, "과학 지식의 생성과 평가" 학지사 2011

26 박은이, "과학 영재를 대상으로 한 명시적 과학의 본성 프로그램의 효과" 한국과학교육학회 30 (30): 249-260, 2010

27 정충덕, "과학 영재들의 STS에 대한 관점" 한국과학교육학회 28 (28): 150-158, 2008

28 백성혜, "고등학생과 과학교사의 과학철학적 관점에 대한 연구" 대한화학회 49 (49): 503-512, 2005

29 박별나, "고등학교 과학 및 생물교과서 과학용어 네트워크 분석" 한국콘텐츠학회 10 (10): 427-435, 2010

30 김정여, "경기도 과학 교사들의 개념 체계도에 대한 인식 및 활용 실태 조사" 한국생물교육학회 34 (34): 497-507, 2006

31 Driver, R., "Young peoples images of science" Open University Press 1996

32 Campbell, N. R., "What is Science?" Dover Publications 1953

33 Doerfel, M. L., "What constitutes semantic network analysis? A comparison of research and methodologies" 21 (21): 16-26, 1998

34 Sabella, M. S., "Using the Context of Physics Problem Solving to Evaluate the Coherence of Student Knowledge. Unpublished Doctoral dissertation, University of Maryland"

35 Horner, J. K., "The laws are mature theories fable" 46 (46): 31-, 1979

36 Nakamura, K., "Taskspecific change of unconscious neural priming in the cerebral language network" 104 (104): 19643-19648, 2007

37 Liu, S., "Taiwanese Gifted Students'View of Nature of Science" 102 (102): 114-123, 2002

38 Corman, S. R., "Studying complex discursive systems : Centering resonance analysis of communication" 28 : 157-206, 2002

39 Ryan, A. G., "Students'perceptions about the epistemology of science" 76 : 559-580, 1992

40 Tuberty, B., "Student understanding of scientific hypotheses, theories & Law : Exploring the influence of a non-majors college introductory biology course" 1 (1): 23-44, 2011

41 Wassetman, S., "Social network analysis: Methods and applications" The Press Syndicate of the University of Cambridge 1994

42 Barnett, G. A., "Readings in Galileo system: Theory, methods and applications" Kendall/ Hunt 1988

43 Hempel, C. G., "Philosophy on natural science" Prentice-Hall 1966

44 Danowski, J. A., "Network analysis of message contents, In Progress in communication sciences" Albex 197-222, 1993

45 Lederman, N. G., "Nature of Science: Past, present, and future, In Handbook of research on science education" Lawrence Erlbaum Associates, Publishers 2007

46 Hammer, D., "Misconceptions or pprims : How may alternative perspectives of cognitive structure influence instructional perceptions and intentions" 5 (5): 97-127, 1996

47 Parker, S. P., "McGraw-Hill dictionary of scienctific and technical terms" McGraw-Hill Book Company 1989

48 Abd-El-Khalick, F., "Learning as conceptual change : Factors mediating the development of pre-service elementary teachers'views of nature of science" 88 (88): 785-810, 2004

49 Doignon, J., "Knowledge Spaces" Springer-Verlag 1999

50 Baker, R. R., "Knowledge Graphs: Representation and Structuring of Scientific Knowledge" University of Twente 1987

51 Meichtry, Y. J., "Influencing student understanding of nature of science : Data from a case curriculum development" 29 : 389-407, 1993

52 Atkinson, R. C., "Human Memory: A Proposed System and Its Control Process, The Psychology of Learning and Motivation, Vol 2" Academic Press 1968

53 Meyling, H., "How to change students' conceptions of the epistemology of science" 6 : 397-416, 1997

54 Carley, K. M., "Formalizing the Social Expert's Knowledge" 17 (17): 165-232, 1988

55 Rhodes, G., "Fact, law, and theory : Ways of thinking in science and literature" 18 (18): 228-232, 1989

56 Collins, A. M., "Experiments on semantic memory and language comprehension, In Cognition in learning and memory" Wiley 117-138, 1972

57 Reese, W. L., "Dictionary of philosophy and religion: Eastern and western thought" Humanities Press Inc 1980

58 Schwartz, R. S., "Developing view of nature of science in an authentic context : An explicit approach to bridging the gap between nature of science and science and scientific inquiry" 88 (88): 610-645, 2004

59 Jin-Su Jeong, "Definition of Scientific Hypothesis: A Generalization or a Causal Explanation?" 한국과학교육학회 26 (26): 637-645, 2006

60 Kugler, C., "Darwin's Theory, Mendel's Law : Label & The Teaching of Science" 64 (64): 341-351, 2002

61 Popping, R., "Computer-assisted text analysis" Sage Publications 2000

62 Koponen, I. T., "Coherent knowledge structures of physics represented as concept networks in teacher education" 19 : 259-282, 2010

63 Walker, P. M. B., "Chambers science and technology dictionary" W & R Chambers Ltd and Cambridge University Press 1988

64 Dehaene, S., "Cerebral mechanisms of word masking and unconscious repetition priming" 4 (4): 752-758, 2001

65 Kamada, T., "An algorithm for drawing general undirected graph" 131 (131): 7-15, 1989

66 Bybee, R. W., "Achieving scientific literacy: From purposes to practices" Heineman 1997

67 Collins, A. M., "A spreading activation theory of semantic processing" 82 (82): 407-428, 1975

68 Anderson, J. R., "A spreading activation theory of memory" 22 : 261-295, 1983

69 Doerfel, M. L., "A semantic network analysis of the interactional communication association" 25 (25): 589-603, 1999

70 Flew, A., "A dictionary of philosophy" The Macmillan Press, Ltd 1985

71 diSessa, A. A., "A bird's-eye view of the 'pieces'vs. 'coherence'controversy, In International handbook of research on conceptual change" Routledge 35-60, 2008

72 이은아, "A Preliminary Study on High School Students’ Understanding of the Distinction between Scientific Theories and Scientific Laws" 한국지구과학회 29 (29): 91-97, 2008