한국 과학교육에서의 모델과 모델링에 대하여_과학 수업을 잘 하는 방법_구성주의 관점

과학교육에서 모델(모형)은 어떻게 다루어지고 있을까요? 경인교육대학교의 오필석 조혜숙 외의 논문 [과학교육에서 모델 및 모델링에 대한 고찰-메타 모델링 지식을 중심으로, 2017]을 살펴보면서 한 번 알아보도록 하겠습니다. 

 

1. 모델과 모델링이란 무엇인가요?

과학 교수학습에서 강조되는 모델의 중요성과 함께 우리나라에서도 모델이 강조되어 왔습니다. 모델의 정의는 다음의 두 가지로 구분됩니다. 첫째, 실제 세계의 사실, 속성, 자연적 현상이나 과정의 주요한 특징에 초점을 맞추어 계를 추상화하고 단순화하는 표상으로 정의하는 측면입니다. 둘째, 자연현상에서 관찰한 것과 추상적인 개념이나 이론을 연결하여 구체화한 설명으로 보는 측면입니다. 이 두 가지 측면의 모델의 정의는 모델이 무엇인지를 의미하는 모델의 본성을 모두 포함한 것은 아닙니다. 모델의 정의는 중요한 특성을 명백하게 만들기 위해 만든 것입니다.  

 모델링은 자연현상에 대한 설명을 위한 표상인 '모델을 만들어내는 과정'입니다. 모델을 구성하는 활동은 자연 세계를 연구하는 과학 탐구 방법 중의 하나이기도 합니다. 보이는 모델이든, 보이지 않는 모델이든 어떤 현상을 설명하는 것 자체가 모델링이 될 수 있다는 것입니다. 예를 들어, 우리가 실제로는 볼 수 없는 달 모형, 벤젠 고리 모형 같은 것들이 있을 수 있겠죠.

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2. 모델 구성 활동의 교육적 의의

구성주의적 과학교육의 관점은 학생이 스스로 모델을 만드는 이 모델링 과정에서 학생은 주도적인 역할을 할 수 있음을 보여줍니다. 더욱이 소집단 활동에서 학생들의 의사소통 논의 모델링이 효과적입니다. 특히 자연 세계를 연구의 대상으로 삼는 과학 활동에서는 경험적으로 확인할 수 있는 주장이 도출되어야 하는데, 그 방법 중의 하나가 모델링이 될 수 있습니다. 학생들은 아주 추상적인 모델을 이해하고, 이것을 설명하면서 복잡한 형태를 단순하게 이해할 수 있습니다. 예를 들어, 초등학교 과정에서 지구 내부의 지층을 어떻게 이해할 수 있을까요? 학생들은 고무찰흙을 색깔별로 다르게 쌓으면서 단순한 모델로 만듭니다. 이 과정에서 학생들은 자신이 만든 모델이 가진 특징을 설명하고, 자신의 오개념을 발견하여 모델을 수정할 수도 있습니다.  능동적으로 참여하는 과정 자체가 자신의 인지적 모형을 형성하고 개선해 나가는 사고 과정을 촉진한다는 데 의의가 있습니다.

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따라서 교육 현장에서 모델 구성을 통한 수업이 이루어질 때에는 학생들의 교육적 경험을 더욱 풍부하게 만드는 전략을 구상하는 게 필요합니다. 이를 위해서는 전통적 실험 연구뿐 아니라, 교실 수업을 개선하기 위한 현장개선 연구가 진행되는 것이 필요하다고 합니다. 

 

 

참고문헌: 조혜숙, 남정희, 오필석(2017), 과학교육에서 모델 및 모델링에 대한 고찰-메타 모델링 지식을 중심으로. 과학교육학회.