과학적 가설의 설정과 검증 과정에서 나타나는 학생들의 반응 유형 분류

본 연구에서는 중학교 학생들의 가설 생성 과정과 검증 과정을 분석하여 그 특징에 따라 유형별로 분류해 보았다. 중학교 2학년 3학급 중 총 6모둠을 선정하여 가설 연역적 실험 수행 과정을 분석하였다. 학생들의 가설 생성 과정을 분석한 결과 학생들의 가설은 가설을 제안하게 된 근거에 따라 실험 탐색 가설과 배경지식 탐색 가설로 분류되었다. 실험 탐색 가설은 실험 상황의 관찰로부터 가설이 도출된 경우이며, 배경지식 탐색 가설은 관련된 배경지식의 탐색으로부터 가설이 도출된 경우이다. 이때 떠올린 배경지식이 관찰한 현상과 원인적인 면에서 유사성을 가지고 있는 경우의 가설을 본질적 유사 가설로, 현상과 겉으로 드러나는 외적인 면에서 유사성을 가지고 있는 경우의 가설을 표면적 유사 가설로 분류하였다. 본질적 유사 가설은 다른 가설보다 과학적인 설명 가설에 더 가까웠다. 학생들의 가설 검증 과정을 분석하고 예측 결과와 실험 결과가 일치하지 않을 경우 학생들의 반응 유형을 예측 확신형, 실험 확신형, 합리적 수용형, 권위 의존형으로 분류되었다. 예측 확신형은 실제 실험의 결과보다 자신의 예측 결과를 더 신뢰하는 유형의 반응이며, 실험 확신형은 예측 결과보다 실험 결과를 더 신뢰하는 유형의 반응이다. 합리적 수용형은 예측 결과나 실험 결과가 틀릴 가능성을 모두 고려하여 가설의 수용과 기각을 결정하는 반응이며 권위 의존형은 교사의 의견이나 교과서의 내용에 의존하여 가설의 수용과 기각을 결정하려고 하는 유형의 반응이다. 예측한 결과와 실험의 결과가 일치할 경우 학생들의 반응 유형은 가설의 무조건적 수용 유형과 가설의 조건적인 수용 유형으로 분류되었다. 가설의 무조건적 수용의 유형은 예측된 결과와 실험의 결과가 일치하는 한 번의 실험으로 바로 가설을 수용하는 형태의 반응이다. 반면 가설의 조건적인 수용의 유형은 예측된 결과와 실험 결과가 일치할 경우 반복적인 실험이나 다른 조와의 실험 결과의 비교를 통해 가설의 수용이나 기각을 결정하는 반응이다. 반응 유형 중에서 예측 확신형과 무조건적 가설 수용형이 다른 유형보다 많이 나타났으며 이러한 결과로부터 학생들은 자신이 설정한 가설을 수용하려는 경향이 크다는 것을 알 수 있다.

The purpose of this study was to analyze the characteristics of student' reaction in the process of generating and evaluating scientific hypotheses. As the result of analyzing the process of generating scientific hypothesis, the type of student' responses was classified into the type of hypothesis exploring experimental context and hypothesis exploring background knowledge according to ground of generating hypothesis. Also, the hypothesis exploring background knowledge was classified as superficially similar hypothesis and essentially similar hypothesis. The essentially similar hypothesis was closer to scientifically explanatory hypothesis than other hypotheses. According to the results of analyzing the process of hypothesis evaluation, when a predicted result didn't coincide with a experimental result, the type of student's responses was classified into the type of confidence in predict, confidence in experiment, rational acceptance and dependance on authority. When a predicted result coincided with a experimental result, the type of responses was classified into the type of as unconditional acceptance of hypothesis and conditional acceptance of hypothesis. Among all the types of response, the type of confidence in predict and the type of unconditional acceptance of hypothesis were found more than other type of responses in evaluating hypothesis. And this result seems to mean that the students had a tendency to accept their hypotheses.