[과학교육론] 3-10. 모형 및 비유 활용 수업

1. 모형 및 비유 활용 수업 : 과학적 개념을 친숙한 소재에 빗대어 설명하여 학생의 이해를 돕는 방법

(1) 새로운 개념의 구조나 그 일부분을 이미 알고 있는 것의 유사점과 대응 시켜 목표 개념의 구조를 효과적으로 파악할 수 있도록 한다. 이 때 비유물과 목표물의 구성 요소를 대응시키는 유추 과정이 필요하다.

• 비유물 : 친숙하고 잘 알려진 개념
• 목표물 : 익숙하지 않은 개념
• 공유속성 : 비유물과 목표물 사이에 유사성이 있고 공통적으로 존재하는 속성
• 비공유속성 : 비유물에는 없고 목표물에만 있는 속성

 

(2) 비유활용 모형 : 클레멘트, 연결자 제공할 것을 제안

• 연결자는 정착자와 목표물의 특징을 모두 가지고 있는 사례이다.
• 직관적 정착자와 목표물 사이의 중간 사례를 찾는 전략을 연결비유라 한다.
• 연결자는 학생들의 인지수준과 상황에 따라 여러 단계로 제시될 수 있으며 점차 목표물과 유사하도록 하여 학생들이 과학적 개념에 도달하도록 구성한다.

(3) 비유물의 조건(효과적 사용 방법)

• 학습자에게 친숙해야 한다.
• 비유물 자체가 이해될 수 있어야 한다.
• 목표물과의 대응관계가 명확하고 목표물에 대한 설명가능성이 높아야 한다.

 

(4) 비유의 필요성, 장점, 수업 효과 – 인지발달 단계와 관련하여

• 인지 : 과학개념을 구체화하고 시각화하여 추상적 과학개념을 쉽게 이해하도록 돕는다.
• 탐구 : 유사한 현상을 관찰하여 학생의 탐구능력이 향상되고 비유 만들어 보기 활동을 통해 창의적 사고를 돕는다.
• 정의 : 친숙한 내용을 도입하여 학생의 흥미와 참여도를 높인다.

▶ 과학개념이 추상적이고 미시적이거나 거시적이어서 학생들의 형식적 사고 수준을 요구한다. 하지만 학생의 인지수준과 괴리가 있을 경우 이해하기 어렵다. 따라서 형식적 조작 사고를 가지지 못한 학생들에게 학습할 개념을 친숙하고 구체적 사물이나 현상에 빗대어 설명하면 학생의 인지부담을 줄이고 개념 이해를 도울 수 있다.

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(5) 비유물의 한계

• 비유물은 목표물과 완전히 일치하지 않는다. 비유물에 존재하는 비공유 속성을 목표물과 동일한 것으로 잘못 이해할 가능성이 있다
• 비유물이 지닌 속성과 과학개념이 지닌 모든 속성이 일대일 대응을 하는 것은 아니다.
• 오개념을 유발할 수 있다. 대응 관계를 학생이 잘못 설정하면 오개념이 발생할 수 있다. → 교사가 수업할 때 비유물의 한계를 명시해야 한다. 비유물이 학습개념과 속성에 있어 모두 대응되는 것이 아니며, 차이점이 존재한다는 것을 명확히 설명해 주어야 한다. 차이점을 학생에게 설명해야한다.
• 비유를 이해하는데 인지적 부담이 될 수 있다.

 

(6) 비유 수업 단계 : 목표개념 도입 → 비유물 도입 → 비유물 특성 열거 → 유사성 대응 → 개념에 대한 결론 도출 → 한계점 지적