The Necessary Condition and the Sufficient Condition of Cognitive Conflict for Conceptual Change

인지갈등과 개념변화의 필요조건과 충분조건

  • Published : 2003.10.30

Abstract

According to conceptual change theory, cognitive conflict is known as an important factor in conceptual change even though there are still questions about its positive and negative effects on science learning. The purpose of this study was to examine the role of cognitive conflict in the conceptual change process in detail. Specific research questions are as follows, 1) Is presenting of an anomalous situation necessary or sufficient condition for cognitive conflict? 2) Is cognitive conflict necessary or sufficient condition for conceptual change? To answer these questions, we analyzed the theories and research results in the related literature. At the end, we discussed the complex role of cognitive conflict in the conceptual change and future research.

과학학습에서 인지갈등의 긍정적인 혹은 때때로 부정적인 영향에 관한 논의들이 아직까지 진행되고 있다. 그러나 분명한 것은 개념변화이론에 따르면 인지갈등이 개념변화에 중요한 역할을 한다는 것이다. 이 연구의 목적은 개념변화과정에서 인지갈등의 역할을 자세히 살펴보는 것이다. 구체적인 연구문제는 다음과 같다. 1) 불일치 상황은 인지갈등의 필요조건 혹은 충분조건인가? 2) 인지갈등은 개념변화의 필요조건 혹은 충분조건인가? 이 문제를 해결하기 위하여, 우리는 관련 문헌들 속의 이론과 결과들을 분석하였다. 마무리부분에서는 개념변화과정에서 인지갈등의 복잡한 역할과 앞으로의 연구과제에 대하여 논의 하였다.

Keywords

References

  1. 권난주(2000). 인지갈등에 의한 중학생의 과학 개념변화에서 학습자특성의 영향. 한국교원대학교 박사학위논문
  2. 권재술(1989). 과학 개념의 한 인지적 모형. 물리교육, 7, 1-9
  3. 권재술, 안수영(1989). 대학생들의 물리개념 오인에 관한 연구. 물리교육, 7, 26-41
  4. 권재술(1992). 과학 개념 학습을 위한 수업 절차와 전략. 한국과학교육학회지, 12, 19-29
  5. 김연수, 권재술(2000). 나이에 따른 학생들의 힘에 관한 개념 변화 특성. 한국과학교육학회지, 20, 221-233
  6. 김연수(2002). 인지갈등의 불안유형과 귀인의 동기심리학적 요인에 따른 학생들의 물리개념변화 특성. 한국교원대학교 박사학위논문
  7. 김익균(1991). 대립 개념의 증거적 비판 논의와 반성적 사고를 통한 대학생의 힘과 가속도 개념변화. 서울대학교 박사학위논문
  8. 김지나, 최혁준, 권재술(2002). 정량적 현상제시와 정성적 현상제시에 의한 학생들의 인지갈등 정도. 한국과학교육학회지, 22, 12-21
  9. 김지나, 이영직, 권재술(2000). 갈등상황 제시 유형에 따른 학생 개개인의 물리 개념 변화 경로 분석. 한국과학교육학회지, 20, 77-87
  10. 김혜경(2000). 논리제시에 의한 고등학생의 인지갈등 측정 도구 개발 및 적용. 한국교원대학교 석사학위논문
  11. 노태희, 정은희, 강석진, 한재영(2002). 개념 학습에서 변칙 사례의 역할. 한국과학교육학회지, 22, 586-594
  12. 노태희, 임희연, 강석진, 김순주(2001). 학생의 인지적.정의적 변인, 변칙 사례에 의한 인지갈등, 개념변화 사이의 관계. 한국과학교육학회지, 21, 658-667
  13. 박종원(2001). 학생의 과학적 설명가설의 생성과정 분석 - 대학생의 반응 분석을 중심으로- 한국과학교육학회지, 21, 609-621
  14. 박종원(2000). 학생의 과학적 설명가설의 생성과정 분석 - 과학적 가설의 정의와 특성을 중심으로 - 한국과학교육학회지, 20, 667-679
  15. 박종원(1992). 상대론 기초 개념 변화에 있어서 초인지의 역할. 서울대학교 박사학위논문
  16. 박종원, 김익균, 이무, 김명환(1998). 학생 선개념을 지지하는 증거와 반증하는 증거에 대한 학생의 반응. 한국과학교육학회지, 18, 283-296
  17. 박종원, 장병기, 윤혜경, 박승재(1993). 중학생의 빛과 그림자에 대한 증거평가. 한국과학교육학회지, 13, 135-145
  18. 안수영(1989). 전류현상 관찰 전후에 있어서 학생들의 오인 유형 및 그 변화. 한국교원대학교 석사학위논문
  19. 원동만(2000). 논리제시에 의한 초등학생의 인지갈등 측정 도구 개발과 적용. 한국교원대학교 석사학위논문
  20. 유충조(2000). 논리제시에 의한 중학생의 인지갈등 측정 도구 개발과 적용. 한국교원대학교 석사학위논문
  21. 이경호, 권재술(1999). 관성개념에 대하여 자기의 생각과 불일치하는 상황의 유형에 따른 학생의 반응. 한국과학교육학회지, 19, 516-527
  22. 이영직(1998). 인지갈등에 의한 고등학생의 물리 개념 변화. 한국교원대학교 박사학위 논문
  23. 이영직, 권재술(1993). 오개념의 견고성 지수. 한국과학교육학회지, 13, 310-316
  24. 이채은, 이경호, 김지나, 권재술(2001). 인지갈등 상황 제시유형에 따른 고등학생들의 역학 개념변화. 한국과학교육학회지, 21, 697-709
  25. 임이숙, 이영직, 권재술(1998). 뉴턴 운동법칙에 관한 문제에서 갈등상황의 유형이 학생들의 인지적 갈등 유발에 미치는 영향. 한국과학교육학회지, 18, 473-484
  26. 조용현(2003). 작용 반작용 과제에서 고등학생의 인지갈등 불안유형과 설명가설 형성의 특성. 한국교원대학교 석사학위논문
  27. Berlyne, D. E.(1960). Conflict, Arousal. and Curiosity. New York: McGraw-Hill
  28. Bringuier, J. C.(1980). Conversations with Jean Piaget. Chicago and London: The University of Chicago Press
  29. Champagne, A. B., Gunstone, R F., & Kolpfer, L. E. (1985), Instructional Consequences of Students' Knowledge about Physics Phenomena. In L. H. T. West & A L. Pines (Ed.) Cognitive Structure and Conceptual Change. Orlando, FL: Academic Press, 61-90
  30. Chan, C.. Burtis, J.. Bereiter, C.(1997). Knowledge building as a mediator of conflict in conceptual change. Cognition and Instruction, 15, 1-40 https://doi.org/10.1207/s1532690xci1501_1
  31. Chinn, C. A, & Brewer, W. F.(1993). The role of anomalous data in knowledge acquisition: A theoretical framework and implications for science instruction. Review of Educational Research, 63, 1-49 https://doi.org/10.3102/00346543063001001
  32. Chinn, C. A, & Brewer, W. F.(1998). An empirical test of a taxonomy of responses to anomalous data in science. Journal of Research in Science Teaching, 35, 623-654 https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-2736(199808)35:6<623::AID-TEA3>3.0.CO;2-O
  33. Clement, J.(1993). Using bridging analogies and anchoring intuitions to deal with students' preconceptions in physics. Journal of Research in Science Teaching, 30, 1241-1257 https://doi.org/10.1002/tea.3660301007
  34. Dreyfus, A.. Jungwirth, E., & Eliovitch, R.(1990). Applying the 'cognitive conflict' strategy for conceptual change: Some implications. difficulties. and problems. Science Education, 74, 555-569 https://doi.org/10.1002/sce.3730740506
  35. Driver, R.(1995). Constructivist approaches to science teaching. In L. P. Steffe, & J. Gale (Ed.), Constructivism in Education. Hillsdale. NJ: Lawrence Erlbaum Associates, 385-400
  36. Druyan, S.(1997). Effect of the kinesthetic conflict on promoting scientific reasoning. Journal of Research in Science Teaching, 34, 1083-1099 https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-2736(199712)34:10<1083::AID-TEA7>3.0.CO;2-N
  37. Eylon, B., & Linn, M. C.(1988). Learning and instruction: an examination of four research perspectives in science education. Review of Educational Research, 58, 251-301 https://doi.org/10.3102/00346543058003251
  38. Festinger, L.(1957). A Theory of Cognitive Dissonance. Stanford, CA: Stanford University Press
  39. Flavell, J. H.(1977). Cognitive Development. Englewood Cliffs. NJ: Prentice-Hall. Inc.
  40. Gauld, C.(1986). Model, meters and memory. Research in Science Education, 16, 49-54 https://doi.org/10.1007/BF02356817
  41. Gagne, E. D., Yekovich, C. W.. & Yekovich, F. R. (1993). The Cognitive Psychology of School Learning. HarperCollins College Publishers
  42. Guzzetti, B. J .. & Glass, G. V.(1993). Promoting conceptual change in science: A comparative metaanalysis of instructional interventions from reading education and science education. Reading Research Quarterly, 28. 116-159 https://doi.org/10.2307/747886
  43. Hashweh, M. Z.(1986). Toward an explanation of conceptual change, European Journal of Science Education, 8, 229-249 https://doi.org/10.1080/0140528860080301
  44. Hewson, P. W.. & Hewson, M. G. A.(1984). The role of conceptual conflict in conceptual change and the design of science instruction. Instructional Science. 13, 1-13 https://doi.org/10.1007/BF00051837
  45. Johnson, D. W.. Johnson, R. T.. & Tjosvold, D.(2000). Constructive Controversy: The value of intellectual opposition. In M. Deutsch & P. T. Coleman (Ed.) The Handbook of Conflict Resolution. San Francisco: Jossey-Bass Publishers
  46. Kim. Y., Kwon, J. (2002). Characteristics of Students' Cognitive Conflict Resolution in Physics Learning, Announcer of American Association of Physics Teachers Winter 2001, V31(4), 116
  47. Kuhn, T.(1970). The Structure of Scientific Revolutions. Chicago: University of Chicago Press
  48. Lakatos, I,(1970). Falsification and the methodology scientific research programmes. In I. Lakatos & A. Musgrave (Ed,) Criticism and The Growth of Knowledge. Cambridgeshire: Cambridge University Press. 91-196
  49. Lee, G., & Kwon, J.(2001). What do we know about students' cognitive conflict in science classroom: A theoretical model of cognitive conflict process, Proceedings of 2001 AETS Annual meeting, Costa Mesa, CA. 309-325. (ERIC Document Reproduction Service No. ED 453083)
  50. Lee, G., Kwon, J.. Park, S., Kim, J.. Kwon, H.. & Park, H.(2003). Development of an instrument for measuring cognitive conflict in secondary-level science class. Journal of Research in Science Teaching. 40, 585-603 https://doi.org/10.1002/tea.10099
  51. Lee, Y.. & Kwon, J.(2002). The effects of cognitive conflict on students' conceptual change in physics, Journal of the Korean Association for Research in Science Education. 22. 923-943
  52. Limon, M.. & Carretero, M.(1997). Conceptual change and anomalous data: A case study in the domain of natural science. European Journal of Psychology of Education, 12, 213-230 https://doi.org/10.1007/BF03173085
  53. Limon, M.(2001). On the cognitive conflict as an instructional strategy for conceptual change: a critical appraisal. Learning and Instruction. 11. 357-380 https://doi.org/10.1016/S0959-4752(00)00037-2
  54. Marchant, E. C.(1974). Xenophon, Memorabilia(Leob). Cambridge. MA: Harvard University Press
  55. Mason. L.(2001). Responses to anomalous data on controversial topics and theory change. Learning and Instruction, 11, 453-483 https://doi.org/10.1016/S0959-4752(00)00042-6
  56. Novak. J. D.(1977). A Theory of Education. Ithaca: Cornell University Press
  57. Piaget, J.(1967). The mental development of the child. In D. Elkind (Ed.) Six Psychological Studies. New York. NY: Random House. (Original work published in 1940)
  58. Piaget. J.(1977). Problem in equilibration, In M. Appel & Goldberg (Ed.) Topics in Cognitive Development. Equilibration: Theory, Research. and Application (Volume 1). New York: Plenum, 3-13
  59. Piaget, J .(1985). The Equilibration of Cognitive Structures. Chicago: University of Chicago Press
  60. Pintrich. P. R. Marx, R W., & Boyle. R A,(1993). Beyond cold conceptual change: The role of motivational beliefs and classroom contextual factors in the process of conceptual change. Review of Educational Research. 63. 167-200 https://doi.org/10.3102/00346543063002167
  61. Popper, K. R.(1959). The Logic of Scientific Discovery. New York: Harper & Row
  62. Posner, G. J., Strike, K.A., Hewson, P. W., & Gertzog, W. A.(1982). Accommodation of a scientific conception: Toward a theory of conceptual change. Science Education, 66. 221-227
  63. Redish. E. F.(2003). Teaching Physics with The Physics Suite. John Wiley & Sons. INC.
  64. Shipstone. D. M., Rhoneck, C., Ludwigsburg, P. H. & Frankfurth, W, J. U.(1988). A study of students understanding of electricity in five European countries. International Journal of Science Education, 10. 303-316 https://doi.org/10.1080/0950069880100306
  65. T'sai, C.(2003). Using a conflict map as an instructional tool to change student alternative conceptions in simple series electric-circuits. International Journal of Science Education, 25, 307-327 https://doi.org/10.1080/09500690210145756
  66. Vosniadou, S.(1994). Capturing and modeling the process of conceptual change. Learning and Instruction. 4. 45-70 https://doi.org/10.1016/0959-4752(94)90018-3
  67. Vosniadou, S.(1999), Conceptual change research: Sate of the art and future directions. In W. Schnotz, S. Vosniado, and M. Carretero (Ed.) New Perspectives on Conceptual Change. Oxford: Pergamon, 3-13
  68. Vosniadou, S., Ioannides, C., DimitrakopouIou, A., & Papademetriou, E.(2001). Designing learning environments to promote conceptual change in science. Learning and Instruction, 11, 381-419 https://doi.org/10.1016/S0959-4752(00)00038-4
  69. Wertsch. J. V.(1991). Voices of The Mind: A Sociocultural Approach to Mediated Action. Cambridge, MA: Harvard University Press
  70. Woolfolk, A.(2001). Educational Psychology. Allyn and Bacon
  71. Yerkes, R. M.. & Dodson, J. R.(1908). The relation of strength of stimulus to rapidity of habitformation. Journal of Comparative Neurological Psychology, 18, 459-482 https://doi.org/10.1002/cne.920180503