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본 연구의 목적은 암석에 관한 문제를 해결하는 대학생들의 사고 과정을 분석하여 지구과학의 귀추적 추론에서 결정적 증거(CE)와 결정적 자원 모델(CRM)의 역할과 중요성을 살펴보는 것이었다. 한 교육대학교에서 과학 심화 전공 과목을 수강하는 20명의 4학년 학생들이 연구에 참여하였다. 이들에게 많은 구멍이 발달한 퇴적암의 지질학적 과정을 귀추적으로 추론하여 모델로 나타내게 하고, 그 과정을 모델링 중심의 귀추적 추론에 관한 도식에 따라 분석하였다. 그 결과, 문제를 성공적으로 해결한 학생들의 추론은 다양한 알갱이와 많은 구멍을 CE로 삼아 퇴적암의 생성 과정과 풍화 작용을 CRM으로 각각 활성화하고 이들을 결합하여 과학적으로 타당한 설명 모델(SSEM)을 구성하는 특징이 있었다. 반면 문제 암석에 관하여 SSEM을 제안하지 못한 추론에서는 학생들이 많은 구멍이라는 증거로부터 화성암(현무암)의 생성 과정을, 다양한 알갱이라는 증거로부터 퇴적 작용을 자원 모델(RM)로 활성화하고, 이들로부터 자신들의 설명 모델(EM)을 구성하였다. 학생들이 SSEM을 구성하여 암석에 관한 지구과학 문제를 수월하게 해결하기 위해서는 문제 상황에 맞는 CE가 무엇인지 알고, 암석의 특징에 관하여 통합적 또는 시스템적으로 접근하며, 복수의 RM을 활용하고, 증거에 비추어 RM이나 EM을 평가할 필요가 있음을 제안하였다.

The purpose of this study was to analyze undergraduate students’ reasoning for solving a problem about a rock and investigate the roles and importance of critical evidence (CE) and critical resource models (CRMs) in abductive reasoning. Participants were 20 senior undergraduate students enrolled in a science major course in a university of education. They were asked to abductively infer geologic processes of sedimentary rocks having a lot of holes and represent them with models. Their reasoning were analyzed according to a scheme for modeling-based abductive reasoning. As a result, successful student reasoning was characterized by using a diversity of grains and lots of holes as CE, activating the sedimentary rock formation and weathering as CRMs, and combining the CRMs into a scientifically sound explanatory model (SSEM). By contrast, in the reasoning unsuccessful in proposing a SSEM, students activated the igneous rock (basalt) formation and deposition as resource models (RMs) based on the evidence of the holes in the rocks and diverse grains, respectively, and used the RMs to construct their own explanatory models (EMs). It was suggested that to construct SSEMs to solve earth scientific problems about rocks, students need to know what could be CE in a particular problem situation, take an integrative or systemic approach to a rock problem, use multiple RMs, and evaluate RMs or EMs in light of evidence.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
일반계 고등학생과의 비교를 통한 공업계 특성화고등학교 학생들의 과학학습동기 탐색 = Exploring science learning motivation of technical high school students through comparison 신세인, 이준기, 이고은, 하민수 pp.281-296

과학교과의 사회정서학습(Social and Emotional Learning) 적용 가능성 탐색 = Exploring the Possibility of Applying Social and Emotional Learning to Science Subjects : Analysis of Social Emotional Learning Contents in Science Textbooks : 과학 교과서의 과학과 사회정서학습 요소 분석 박현주 pp.297-317

중학교 과학교과서 생명과학 단원의 탐구 활동 분석 = Analysis of inquiry activities in the life science chapters of middle school 'science' textbooks : Focusing on Science Process Skills and 8 Scientific Practices : 과학탐구 기능과 8가지 과학 실천을 중심으로 김미정, 홍준의, 김성하, 임채성 pp.318-333

중학교 자유학기제에 적합한 과학 탐구 중심의 융합인재교육 프로그램 개발 및 적용 = Development and Application of Scientific Inquiry-based STEAM Education Program for Free-Learning Semester in Middle School 정현도, 이효녕 pp.334-350

초등학생들의 과학적 자기효능감, 자기효능감의 원천, 창의적 성향의 학년과 성별에 따른 차이 = Elementary Students' Science Self-efficacy, Sources of Science Self-efficacy, and Creative Personality by Grade and Gender 임희준 pp.351-364

과학수업의 실제적 개선을 위한 POCoM (Practical On-site Cooperation Model)의 확장 적용 = Expansive Application of the POCoM (Practical On-site Cooperation Model) for Practical Improvement of Science Teaching 박종원, 김영민, 정진수, 박영신, 박종석 pp.365-381

국가수준 학업성취도 평가의 서답형 문항을 이용한 중학교 과학 8개 핵심 개념에 대한 학습발달과정 탐색 = Exploring a Learning Progression for Eight Core Concepts of Middle School Science Using Constructed Response Items in the National Assessment of Educational Achievement (NAEA) 이기영, 동효관, 최원호, 권경필, 이인호, 김용진 pp.382-404

과학자의 창의적 문제해결을 통한 발명교육의 시사점 탐색 = Implications for invention education through the analysis of creative problem solving by Robert Hooke : 로버트 후크를 중심으로 조헌국 pp.405-425

지구과학 문제 해결을 위한 귀추적 추론에서 결정적 증거와 결정적 자원 모델의 역할과 중요성 = The Roles and Importance of Critical Evidence (CE) and Critical Resource Models (CRMs) in Abductive Reasoning for Earth Scientific Problem Solving 오필석 pp.426-446

과학에 대한 인식 및 학교 밖 경험이 중학생의 과학 진로 희망에 미치는 영향 = The Effects of Middle School Students' Perception of Science and Out-of-School Experience on Science Career Aspiration 손지현, 송영욱, 최혁준 pp.447-461

중학교 과학 교과서에서 과학 내용 영역에 따른 인포그래픽의 특징 분석 = An Analysis of the Infographics Features according to the Scinece Content's Domains in Middle School Science Textbooks 노상미, 양순영, 김용진 pp.462-479

측정 영역의 문제해결 과정에서 나타나는 초등학교 6학년 학생의 오류 분석 = Error Analysis of 6th Grade Elementary Students in Problem Solving in the Measurement Domain 김성경 pp.480-498

수학영재프로그램이 창의성 향상에 미치는 효과 메타분석 = Meta-analysis of the Effects of Gifted-mathematics programs on Creativity Improvement 조윤희, 고호경 pp.499-518

참고문헌 (37건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 Criteria of excellence for geological inquiry: The necessity of ambiguity 네이버 미소장
2 Tracking the Footprints Puzzle: The problematic persistence of science‐as‐process in teaching the nature and culture of science 네이버 미소장
3 Chalmers, A. F. (1999). What is this thing called science? (3rd ed.). Indianapolis, IN:Hackett Publishing Company. 미소장
4 The Method of Multiple Working Hypotheses 네이버 미소장
5 Clement, J. J. (2008). Creative model construction in scientists and students:The role of imagery, analogy, and mental simulation. Dordrecht, Netherlands:Springer. 미소장
6 Understanding Scientific Methodology in the Historical and Experimental Sciences via Language Analysis 네이버 미소장
7 Student Teacher Identification of Rock Types 네이버 미소장
8 The challenges of observing geologically: Third graders' descriptions of rock and mineral properties 네이버 미소장
9 Geological reasoning: Geology as an interpretive and historical science 네이버 미소장
10 Frodeman, R. (2003). Geo-logic: Breaking ground between philosophy and the earth sciences. Albany, NY: State University of New York. 미소장
11 The Distinction Between Experimental and Historical Sciences as a Framework for Improving Classroom Inquiry 네이버 미소장
12 Elementary School Childrens Conceptions on Rock 네이버 미소장
13 Sedimentary Environments and Structural Evolution of the Cretaceous Namyang Basin, Korea 소장
14 Terra Incognita: Explanation and Reduction in Earth Science 네이버 미소장
15 Barriers to College Students Learning How Rocks Form 네이버 미소장
16 Growing Pebbles and Conceptual Prisms - Understanding the Source of Student Misconceptions about Rock Formation. 네이버 미소장
17 Kwon, D. H. (2006). Korean landform. Paju:Hanulbooks. 미소장
18 Miall, A. D., & Miall, C. E. (2004). Empiricism and model-building in stratigraphy:Around the hermeneutic circle in the pursuit of stratigraphic correlation. Stratigraphy, 1(1), 27-46. 미소장
19 Moon, B. C., Jeong, J.-W., & Chung, C. H. (2005). The classifying ability of the igneous rocks with naked eyes for preservice science teachers. Journal of the Korean Earth Science Society, 26(7), 630-639. 미소장
20 The Characteristics of Observing and Inferring of Elementary Gifted Students in Inquiry Activities of the Strata 소장
21 National Research Council [NRC]. (1996). National Science Education Standards. Washington, DC: National Academy Press. 미소장
22 Nersessian, N. J. (2008). Creating scientific concepts. Cambridge, MA: Massachusetts Institute of Technology. 미소장
23 Next Generation 네이버 미소장
24 Characteristics of Abductive Inquiry in Earth Science: An Undergraduate Case Study 네이버 미소장
25 Roles of Models in Abductive Reasoning: A Schematization through Theoretical and Empirical Studies 소장
26 A Theoretical Study on Abduction as an Inquiry Method in Earth Science 소장
27 The Classification Ability with Naked Eyes According to the Understanding Level about Rocks of Pre-service Science Teachers 소장
28 What is it like to be a geologist? A phenomenology of geology and its epistemological implications 네이버 미소장
29 Students' Understanding of Complex Dynamic Systems 네이버 미소장
30 Raymond, L. A. (2002). Petrology: The study of igneous, sedimentary and metamorphic rocks (2nd ed.). New York, NY: McGraw-Hill. 미소장
31 Articles : An Analysis of Observations and Hypotheses of Elementary School Students on Sedimentary Rocks and Geological Structures in Field Courses 소장
32 Stofflett, R. T. (1993). Preservice elementary teachers’ knowledge of rocks and their formation. Journal of Geoscience Education, 41, 226-230. 미소장
33 Sung, J. Y., & Oh, P. S. (in press). Sixth grade students’ content-specific competencies and challenges in learning the seasons through modeling. Research in Science Education. 미소장
34 Ministry of Education [MOE]. (2015). Science Curriculum. Sejong, Korea: Author. 미소장
35 Philosophy as a Humanistic Discipline 네이버 미소장
36 Tracing Young Childrens Scientific Reasoning 네이버 미소장
37 Characteristics of High School Students' Conceptual Understanding bout Minerals and Rocks 소장

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