중학교 학생들이 귀추 전략을 적용하여 지구과학 탐구문제를 해결한 사례 분석

The Case Study of Strategies for Abductive Reasoning in the Process of Solving Earth Science Inquiry Questions for Middle School Students

본 연구의 목적은 중학교 1학년 학생들이 지구과학 탐구문제 해결에 사용하는 귀추 전략을 분석하여 지구과학 문제 해결 과정의 특징을 규명하는 것이다. 학생들의 배경지식을 활성화시켜 귀추적 사고를 유발할 수 있는 탐구과제의 유형을 분석하여 귀추적 사고가 학생들의 지적, 창의적 사고 능력에 미치는 영향을 파악하였다. 중학교 1학년 학생 18명을 대상으로 3모둠을 구성하여 2007년 개정 교육과정 과학 교과 서의 지구과학 영역 5문항을 제시하였다. 자료 수집은 2011년 2학기에 진행되었으며, 문제 해결과정이 기록된 텍스트와 학생들의 토론과정을 전사하여 추론과정에 사용된 귀추 전략을 귀추법의 삼단논법 형식에 따라 분석하였다. 사례 분석 결과, 지구과 학적 특성을 반영한 문제 해결방법으로서 귀추적 추론은 지구과학 영역에서 적절한 가설을 세워 적용하고 검증하는 방법으로 유의미하였다. 단답형 문제 해결과정에서 유추 전략이 주로 사용되었으나 서술형 문제에서는 귀추 전략이 사용되었다. 특히, 단서가 여러 개 제시되는 문제에서 다양한 귀추 전략을 이용하여 복합적인 사고과정이 관찰되었다. 따라서 지구과학 영역의 문제 해결 능력을 함양시키는 귀추적 탐구 과제가 다양하게 개발될 필요가 있다. 실생활과 유사하도록 단서가 여러 개 존재하는 서술형 탐구문제에 많은 비중을 두어야 할 것이다. 또한 문제에 알맞은 배경 지식과 자료를 제공할 필요가 있음을 시사한다.

The purpose of this study is to provide information on problem solving characteristics of earth science questions to teachers through an analysis of abductive strategies that are being used and how they are actually used in solving earth science inquiry questions. Five questions were selected in the field of earth science in the 2007 revised educational curriculum for the first grade middle school science curriculum. Subjects were divided into 3 groups in which they solved earth science inquiry questions and an analysis was conducted by revealing the discussion process of students and tests which recorded the problem solving process from that process. An analysis was conducted on the types of abductive strategies used in the inference process and organizing according to the syllogistic forms of abductive reasoning for the inference process of students. The results of the study are as follows. First, abductive inference method showed to have significance as a verification method reflecting earth science characteristics solving questions as well as establishing and applying appropriate hypothesis. Second, among the strategies used ‘analogy was the most frequently particularly in short-answer questions. Third, various abductive strategies were used in the problem solving process in descriptive answers and a complex thought process appeared using various abductive strategies in questions with multiple answers. Fourth, various abductive strategies were used in solving questions in cases where clues were appropriately provided and where many clues were provided in each step. When looking at the study results, abductive inquiry tasks in the field of earth science improved students intellectual, creative and cognitive skills making it necessary to develop various abductive inquiry tasks. In addition, teachers need to provide questions and appropriate background knowledge as well as materials to induce a right direction for students inquiry.