데이터 기반 모델링 활동을 통한 과학적 탐구 질문 생성과 과학 개념의 변화

Generating scientific inquiry questions and changes in scientific concepts through data-based modeling activities

목적 본 연구에서는 예비 교사들의 데이터 기반 모델링 활동을 통한 탐구 질문 실천 능력과 과학 개념 변화를 분석하였다. 방법 이를 위하여 충청도 소재 대학생 23명을 대상으로 4주간의 데이터 모델링 기반 탐구 실험을 실시하고 설계 기반 연구 방법을 적용하였다. 모델링 활동을 통해 드러난 과학 개념 및 탐구 질문의 변화를 연결하여 분석하였다. 결과 예비 교사들은 데이터 기반 모델링 활동을 통해 현상을 설명하기 위해 관련 개념들을 연결하고 구조화 하였다. 또한 이러한 과정을 통해 단순한 정보를 요구하는 질문에서 예측과 개념적용이 드러나는 사고 질문으로 발전하는 모습을 보였다. 이 과정에서 가열 현상의 끓는점 오름 등 과학 개념에 대한 오개념이 드러나는 질문은 개념을 바로잡는 발판으로 작용하였다. 결론 데이터 기반 모델링 활동을 통해 실험과 조사가 가능한 과학탐구 문제를 구성하는 경험은 과학 실천에 대한 이해를 높이고 과학 개념 발달과 적용에 기여하는 것으로 나타났다.

Objectives The purpose of this study was to investigate the development of ‘asking scientific inquiry questions’ for pre-service teachers through engaging in data-based modeling activities and to examine their understanding of relevant science concepts. Methods 23 university students in Chungcheong-do participated in a 4 week of data modeling-based experiment. A design-based research method was used for this study. Changes in scientific concepts and scientific inquiry questions generated from modeling activities were analyzed. Results Through data modeling activities, pre-service teachers showed development in generating inquiry questions from simple information questions to thinking questions, and in this process, scientific concepts such as boiling point rise in heating phenomena were also improved. Conclusions A science practice, ‘asking scientific inquiry question, testable and investigatable, contributes to the development of scientific conceptual knowledge through the process of ‘problemization’.