과학영재들이 인식하는 과학자 연구활동의 특징

How the Science Gifted Students Perceive about Scientists Research Activities

본 연구는 광역시 소재 대학부설 과학영재교육원 과학영재들의 과학자의 연구활동에 대한 인식을 심층적으로 조사하는 데 목적을 두었다. 연구대상은 2019학년도 수학, 물리, 화학, 생물, 지구과학 및 IT 수학융합의 6개반에 등록한 중학교 1,2학년 118명을 모집단으로 설정하였다. 연구방법에서는 과학자의 연구활동에 대한 인식을 질문하는 개방형 문항의 조사도구를 활용하였으며, 이에 응답한 106명(남학생 70.8%; 1학년 81.1%)의 응답내용을 질적 및 양적으로 분석하였다. 연구결과, 첫째, 과학영재들은 과학자의 연구활동의 특징별 12개 항목으로 인식하였다. 과학영재들은 과학자의 연구활동을 의문제기, 가설설정, 실험설계수행, 실험결과수집, 결론도출 위주의 통합탐구 요소의 항목들을 순차적으로 인식하는 특징을 보였다. 나아가 과학영재들은 자연을 관찰하기, 이론에 근거하기, 다른 사람과 협력하기, 수학을 활용하기, 다른 사람과 결과를 검토하기, 논문을 작성하기, 다른 영역에 응용하기 등의 항목들을 추가적으로 인식하였다. 전공별 차이에서는 모든 전공의 과학영재들이 공통적으로 실험설계수행을 중점적으로 인식하는 반면, 수학, 화학, 생물반 과학영재들은 자연을 관찰하기 항목을, 물리, 지구과학반 과학영재들은 이론과 법칙에 근거하기의 항목들을 다른 전공에 비해 더 강조하였다. 물리, 화학, 생물, 지구과학 및 IT수학융합반 과학영재들은 다른 사람들과 협력하거나 토론하는 항목을 인식하였으나 수학반 과학영재들은 이 항목에 대해 전혀 인식하지 않는 것으로 나타났다. 과학자의 연구활동에 대한 인식의 수준별 차이를 상위, 중위, 하위집단으로 구분한 결과, 하위집단은 실험설계수행을 단순편향적으로 인식하는 한편, 중위집단은 가설설정, 실험설계수행, 결과수집 및 결론도출의 통합탐구 요소를 부분 균형적으로 인식하였으며 그 외 항목들도 포함하여 부분 복합적으로 인식하였다. 상위집단은 협력연구, 논문발표, 타 영역 응용 등을 포함하여 균형, 복합적으로 인식하는 것으로 나타났다. 결론적으로 과학영재들이 과학자의 연구활동에 대해 통합탐구기능 요소들을 체계적 연구단계로 인식하고 학문적 특성 및 전문적 협력과 연계하는 확장된 인식을 강화시킨 과학영재교육을 제공할 필요가 있는 것으로 고찰되었다.

The research aimed to investigate understanding of science gifted students’ perceptions about scientists research activities who enrolled in a science gifted education center affiliated with university in 2019. The research subjects of 118 students were grouped into six major classes of math, physics, chemistry, biology, earth science and IT-integrated math. For the research method, an open questionnaire survey tool was employed to ask for perceptions of scientists research activities. The responses from 106 students (male 70.8%; 7th graders 81.1%) were analyzed qualitatively and quantitatively. As results, first, science gifted students recognized 12 characteristics of scientist s research activities. They perceived mainly scientist s research activities as questioning, establishing hypothesis, designing and conducting experiments, collecting experimental results and drawing conclusions in sequences. They further recognized as observing nature, reflecting on theories and laws, collaborating with others, using math, reviewing results with others, writing research papers, and applying to other domains. For differences, science gifted students of all of six majors focused on designing and conducting experiments, whereas students of math, chemistry, and biology recognized observing nature more than other students, and students of physics and earth science stressed more about reflecting on theories and laws than others. It was found that science gifted students of physics, chemistry, biology, earth science, and IT-integrated math were cognizant of collaborating or discussing with others, while students of math were not at all. They also differ in the level of perceptions of scientists research activities among three groups of naive, transient, and balanced. The naive group with simple and biased perceptions mainly recognized designing and conducting experiments, and the transient group with partially balanced perceptions understood scientists’ research activities as integrated inquiry elements of establishing hypothesis, designing and conducting experiments, collecting results, and drawing conclusions. The balanced group with widely ranged perceptions recognized most of integrated inquiry elements as well as collaborating with others, writing research papers, and applying to other domains. and others. In consequences, it is concluded that science gifted education programs improving students’ perceptions of scientists’ research activities should be provided with elaboration of integrated inquiry elements into systematic research stages and expansions of perceptions associated with academic characteristics and professional cooperation.