Abstract

Science inquiry has long been emphasized in Korean science education. Scientific modeling is one of key practices in science inquiry with a potential to provide students with opportunities to develop their own explanations and knowledge thereafter. The purpose of this study is to investigate teacher's understanding of models in science and science teaching. A professional development program on Models (PDM) was developed and refined through three times of implementation while teachers' conceptions of models and modeling were examined. A total of 29 elementary and secondary teachers participated in this study. A survey based on model use of scientists in the history of science was developed and used to collect data and audio recordings of discussions among teachers and artifacts produced by the teachers during PDM were also collected. Three ways of ontological and two ways of epistemological understanding of models and modeling were found in teachers' ideas. After PDM, a quarter of the teachers changed their ontological understanding whereas very few changed their epistemological understanding. In contrast, more than two thirds of the teachers deepened and extended their ideas about using models and modeling in teaching. There were no clear relationships between teachers' understanding of models and ways and ideas about using models in science teaching. However, teachers' perceptions of school conditions were found to mediate their intention to use models in science teaching. The findings indicate possible approaches to professional development program content design and further research.

과학탐구는 교육과정에서 오랜 동안 강조되어왔다. 2015 개정 과학과 교육과정에서 강조되는 기능 중 하나는 모델의 사용이며, 모델 기반 탐구 활동은 학생들이 스스로 자연 현상에 대한 설명을 구성할 수 있는 기회를 제공한다. 본 연구는 모델 및 모델링에 대한 교사 연수를 실시하면서 교사의 모델과 모델링에 대한 인식을 조사하고, 앞으로의 과학 교사 교육에 대한 시사점을 얻고자 하였다. 연구 대상은 연수에 참가한 29명의 초, 중등 교사였고, 연구 자료로는 각 연수 설계 및 실행 과정 중 연구자의 기록, 연구 참여 교사들이 작성한 모델 및 모델링에 대한 질문지의 응답, 연수 과정에서 수행한 과제의 결과물, 연수 중 교사 토론의 녹음을 수집하였다. 연구 결과 과학자의 모델 및 모델링에 대한 교사들의 인식은 존재론적 측면에서는 세 가지 관점으로 인식론적 측면에서는 두 가지 관점으로 구분할 수 있었다. 교사의 인식론적 이해는 연수 후에 크게 변화가 없었으나 존재론적 이해에 있어서는 보다 폭넓고 깊은 이해를 가지는 방향으로 변화하는 사례가 일부 있었다. 그러나 평균적으로 연수 전과 후 모두 연구에 참여한 대부분의 교사들은 모델을 개념 가시화의 도구로서 인식하는 관점을 갖는 것으로 드러났고, 모델의 사용이 과학탐구 과정에서 핵심적인 역할을 하는가에 대한 의견은 반반으로 나뉘었다. 한편, 과학 수업에서 모델 사용과 모델링 적용에 대한 교사의 이해는 연수를 통해 62%의 교사가 보다 세련된 수업 적용 계획을 세우고 이를 위해 보다 확장된 모델 및 모델링 개념을 가지게 되었음을 확인하였다. 교사의 모델에 대한 인식과 수업 실천사이의 관련은 명료하게 드러나지 않았으나 학교 상황 요인이 교사의 실천의지에 대한 매개로 작용하는 것이 드러났으며, 교사가 모델과 모델링에 대해 보다 확장적인 개념을 가지면 수업에서의 활용 가능성을 더 고려한다는 것이 드러났다. 연구 결과에 기초하여 추후 연구 및 유사한 연수에 대한 내용 및 전략을 제안하였다.

Keywords

• model;
• modeling;
• teacher perceptions;
• teacher professional development

• 모델;
• 모델링;
• 교사인식;
• 교사 연수;