[과학교육론] 3-5. 인지갈등 - 파인즈와 웨스트의 포도덩굴모형, 하슈웨의 인지 갈등 모형, 드라이버의 개념변화 모형

* 포스너의 개념 변화 조건

• 현재의 개념에 불만족을 느껴야 한다. → 상충된 상황에 노출하여 인지적 갈등을 유발시킬 수 있어야 함
• 새로운 개념은 이해될 수 있어야 한다.
• 새로운 개념은 그럴듯해야 한다. → R1, R2를 설명 가능해야 함
• 새로운 개념은 유용성을 가져야 한다. → 많은 현상들을 설명할 수 있어야 함

 

1. 파인즈와 웨스트의 포도덩굴 모형

(1) 과정 : 인식(선개념 C1 명료화) → 비평형(R2제공해 C1과 R2사이 인지적 갈등 유발) → 재구성(C2제공 → 새로운 과학개념)

(2) 자발적 지식과 형식적 지식

• 자발적 지식 : 학습자가 환경과 상호작용을 통해 획득한 지식(선입개념), 위로 자라는 포도덩굴
• 형식적 지식 : 학교교육을 통해 학습한 지식, 아래로 자라는 포도덩굴

* 학습 : 두 종류의 지식을 자기의 것으로 통합하여 만들어 가는 과정

 

(3) 학생이 처하게 될 학습 상황

[1] 학교에서 학습한 지식, 형식적 지식	↓	↓		↑
[2] 자연발생적 지식 자발적 지식	↑		↑	↑
	① 갈등 상황	② 학교 학습 상황	③ 자발적 학습 상황 (자연발생적 학습 상황)	④ 조화 상황

① 갈등 상황	선개념이 학교에서 학습한 지식과 상충하는 경우 → 개념변화 수업이 필요 개념변화가 가장 효과적으로 이루어 질 수 있는 상호작용 → 상충될 때 두 지식 사이에서 갈등하게 되고, 더 합리적으로 현상을 설명하는 지식으로 통합, 내면화
② 학교 학습 상황	학교에서 제공하는 형식적지식과 상호작용할 학생의 자발적 지식이 존재X
③ 자발적 학습 상황	선입개념만 존재하는 경우
④ 조화 상황	두 종류의 지식이 다르지 않은 경우, 학습 후 학생이 과학개념으로 설명 가능한 경우

 

2. 하슈웨의 인지갈등 모형

(1) 하슈웨의 갈등 유형과 해결

하슈웨의 인지갈등

갈등	유형	해결
Ⅰ	C1↔R2 : 학생의 선입 개념과 새로운 현상 간의 갈등	R2개념을 잘 설명하는 C2를 받아들임으로써 해결
Ⅱ	C1↔C2 : 학생의 선입 개념과 과학 개념 간의 갈등 → 새로운 과학적 개념을 알게 되었음에도 불구하고 기존개념이 계속 남아있고, 새로운 과학적 개념이 기존의 인지구조에 통합되지 않은 경우(별개의 것으로 생각하거나 특별한 사례로 받아들임, 과학적 개념을 설명해준다고 해서 곧바로 개념이 바뀌는 것이 아니다.)	C1이 R1은 잘 설명하지만 R2는 잘 설명하지 못한다는 것을 보여줌으로써 해결 C1이 C2속에 포함되어 있음을 보여줌으로써 해결 ▶개념변화 유형 : 확장형 개념변화(C1⊂C2)

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(2) 변칙사례를 제공하여도 인지갈등이 유발되지 않는 이유

• 학생들이 변칙사례를 자신의 원래 생각과 비교X(무시, 예외사례로 간주)
• 학생들의 기존개념이 강하여 변칙사례를 접해도 자신의 생각에 맞추어 변형, 해석 (관찰의 이론의존성), 선개념으로 설명
• 실험을 통해 얻어진 자료 중 자신의 생각을 지지할 수 있는 내용들만 선별적으로 취하기 때문
• 시간이 지나면 자신이 가지고 있는 직관적 생각으로 돌아가기 때문

 

(3) 특징

• 선행개념이 잘 바뀌지 않는 이유는 선행개념 C1으로 R1을 설명하는데 문제가 없기 때문
• 사고의 세계와 현실의 세계를 구분하고 선입 개념 – 과학적 개념 - 자연현상 사이에 나타나는 갈등을 해소 → 선개념을 재구성하는 과정을 설명한다.

 

3. 드라이버의 개념변화 모형 - 구성주의

(1) 개념변화 모형 단계

드라이버의 개념변화 모형 단계

생각의 표현	학생들이 학습할 내용과 관련된 각자의 생각을 표현하는 단계 교사는 학습 내용과 관련된 현상이나 예를 제시한다.
생각의 재구성	명료화와 교환	그림, 글쓰기, 발표 등을 통해 자신의 생각을 명료화하고 교환한다.
	상충된 상황에 노출	직관적 관념과 상충되는 현상인 실험을 제시하여 자신의 생각에 불만족(인지갈등)을 갖도록 한다. 불만족 : R2 제공하여 C1과 R2 간의 갈등상황, POE의 O단계
	새로운 생각의 구성	실험에서 확인한 현상을 설명할 수 있는 새로운 생각을 구성하게 한다. 이 때 스스로 구성하기 어려운 과학 개념은 학생들이 알기 쉽게 설명한다. 이해할만 : 갈등해결을 위해 C2도입, POE의 E2단계
	새로운 생각의 평가	그럴듯한 : 새로운 생각이 타당한지 평가해보도록 한다. 1)C2로 R1, R2설명가능한지 확인 2)C1과 C2 비교
생각의 응용	재구성된 생각을 적용할 상황을 제시하고 설명해보도록 한다. 유용성 : 기존개념으로는 설명할 수 없으나 새로운 개념을 적용할 수 있는 다양한 상황 제시
생각의 변화 검토	자신의 이전 생각과 새로운 생각을 비교하여 생각의 변화 여부를 검토하게 한다.