[과학교육론] 2-1. 피아제
피아제의 인지발달이론 : 피아제는 학습을 학습자와 환경 사이의 능동적 상호 작용을 통한 인지구조의 변화로 보았다.
▶ 과학교육에 시사하는 의미 : 학생 중심으로 실험·관찰 수업을 하는 것이 과학 개념의 발달과 사고의 발달에 효과적
1. 인지발달의 주요개념
(1) 도식 : 인지구조의 기본 단위 → 외부 세계에 대한 이해의 틀, 사고 체계, 정신적 표상이나 지식 체계
(2) 인지구조 : 확인 가능한 신체적 행동 및 정신적 사고의 양식 (인지구조의 변화=발달=학습)
(3) 인지기능 : 적응과 조직화 → 인지기능은 유기체가 환경에 적응하려는 선천적·불변적 경향성. 인지기능의 작용이 있어야 인지도식이 형성되고 인지 구조가 변화된다.
| 적응 | 동화 | 새로운 정보를 자신의 기존 인지구조에 흡수하는 것 → 도식의 양적 성장 대표적인 예) 자료 변환, 자료 해석 |
| 조절 | 자신의 기존 인지구조를 새로운 정보에 알맞게 수정하는 것 → 도식의 질적 성장 대표적인 예) 개념변화 |
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| 평형 | 동화와 조절을 통해 인지구조와 환경사이의 지적갈등을 해소하고 평형을 이루는 상태 → 인지발달의 핵심기제 평형화의 4단계 ① 기존 인지구조의 설정 ② 새로운 상황, 정보 노출 ③ 인지적 불평형의 유발 ④ 동화와 조절에 의한 인지구조의 변화 |
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| 조직화 | 수용된 정보를 구조적으로 관련지어 더 높은 수준의 체계로 통합하는 것 | |
(4) 인지발달에 영향을 주는 요소 : 성숙, 환경에 대한 경험, 사회적 경험 및 전달, 평형화
2. 인지발달의 주요원리
(1) 인간의 발달은 동화와 조절의 작용을 통해 평형을 이루는 적응의 과정이다.
(2) 인지발달은 인지구조의 질적 변화의 과정이다. 각 발달단계는 질적으로 다르다.
(3) 발달 순서는 불변하며 발달 속도는 개인차가 있을 수 있다.
(4) 인지적 비평형이 발생하여도 학습자 스스로 동화와 조절을 통해 새로운 인지구조를 생성하지 못하면 발달이 일어나지 않는다.
(5) 발달이 학습에 선행한다. 즉 발달에 기초하여 학습이 이루어진다. 사고가 언어에 반영되므로 언어는 인지발달의 부산물이다.
3. 인지발달단계 : 감각운동기, 전조작기, 구체적 조작기, 형식적 조작기
(1) 구체적 조작기 : 보존개념 발달, 분류, 서열화
(2) 형식적 조작기
★ 형식적 조작기 논리적 사고 : 보존, 비례, 조합, 상관, 확률, 변인통제
- 이상주의적 사고
- 명제적 사고 : 명제를 구성하고 명제들 사이의 관계에 대해 논리적으로 추론
- 자아중심적 사고 : 이상주의적 사고를 하면서 나타나는 자기중심적 사고
- 조합적 사고 : 몇 가지 변인들을 체계적으로 조합하여 문제를 해결하는 사고
- 반성적 추상화 : 메타사고, 제시된 정보에 기초해서 내적 성찰을 하는 과정 예) 대상들 간의 관계 유추
- 추상적 사고 : 추상적 개념을 사용하여 논리적으로 사고하는 능력
- 가설·연역적 사고 : 가설을 설정하고 연역적으로 검증 및 결론을 추론한다.
4. 피아제의 이론과 과학교육
(1) 과학 수업에의 적용
- 학생 중심의 능동적이고 적극적인 활동 중심 수업 – 토론하고 논의할 수 있는 기회가 주어져야 한다.
- 인지발달 수준에 기초한 교육, 인지발달 수준을 고려한 교육과정 계열화 필요
- 인지불평형을 유발하는 교육
- 능동적 활동을 강조하는 교육
(2) 문제점
- 인지구조를 과학지식, 논리학과 수학의 학문적 구조와 혼동한다.
- 과학지식과 인지구조 변화를 분명하게 구분하지 못한다.
- 학생이 갈등을 해소하여 평형상태에 이르는 인지구조는 하나밖에 없다고 가정하고, 같은 연령의 학생들은 동일한 인지구조를 갖는다고 가정하였다.
- 인지구조와 인지발달단계가 특정 과학지식이 변화되는 실제 과정을 설명하기에 한계가 있다.