과학탐구학습모형 4: 귀추적 탐구학습 모형

 

   귀추적 탐구학습 모형은 귀추적 사고 과정에 초점을 두어 탐구 활동에 적합한 형태로 구성한 학습 모형이다. 이 모형은 '탐색,' '조사,' '선택,' '설명'이라는 네 단계로 구성된다[그림 1]. 탐색 단계에서 학생들은 현상을 관찰하고, 놀라운 현상을 발견하고, 관찰하며, 이를 기술한다. 여기에서는 설명이 필요한 문제를 인식하게 된다. 두번째 단계인 조사 단계에서는 앞 단계에서 인식한 문제를 잘 설명할 수 있는 이론을 조사하거나, 스스로 가설을 세우게 된다. 탐색 단계에서 관찰한 자료를 바탕으로 중요한 관련 현상이나 사실과 관련된 과학 원리나 이론을 조사한다. 또한 문제에 대한 잠정적인 해답으로서 가설을 설정한다. 지구과학적 현상을 설명하는 데 활용될 수 있는 다양한 규칙들의 목록을 추리해 내는 것이 이 단계의 주된 목표이다. 세번째 단계인 선택에서는 조사 단계에서 수집한 관련 이론이나 본인과 동료들이 설정한 가설 중에서 적절한 것을 선택한다. 이 때 탐색 단계에서 수집한 자료와 현상이 가진 상황이나 조건 등으로 인한 제한 요인 등을 감안하여 관련성이 낮은 이론이나 가설을 제외시킨다. 이러한 과정을 통해서 가장 적절한 이론이나 가설을 선택한다. 마지막으로 설명 단계에서는 전단계에서 선택한 이론이나 가설을 이용하여 탐색 단계에서 수집한 자료가 나타나게 된 과정을 재구성한다. 

 

[그림 1] 귀추적 탐구학습 모형

 

   귀추적 사고가 지구과학 탐구에서 중요한 역할을 하는 것처럼 학교 지구과학 관련 학습 주제 중에는 귀추적 사고가 활용되는 사례가 많다. 지구과학은 현재 현상을 관찰하여 과거의 과정을 알아내는 내용이 많기 때문이다. 대표적인 예로는 중학교 과학 내용에서 '지구 자전에 의한 천체의 겉보기 운동,' '지구 공전에 의한 별자리 변화','우리 은하의 모양 설명', 고등학교 지구과학 I의 지층에서 나타나는 다양한 퇴적 구조와 퇴적 환경의 관계 설명','지층의 선후 관계 해석에 사용되는 다양한 법칙을 통해 지구의 역사 추론,''화석 자료를 통해 지질 시대의 생물 환경과 기후 변화를 해석', 지구과학 II에는 '지진파를 이용하여 지구의 내부 구조를 알아내는 과정,' '한반도의 지질 자료를 통해 한반도의 지사를 설명,''금성의 위상과 크기 변화 관측 사실에 부합하는 태양계 모형 찾기' 등이 있다. 

 

   귀추적 탐구학습 모형의 적용의 예시

학습 주제: 지구 자전에 의한 천체의 겉보기 운동 (중학교)

 

탐색 - 천체의 일주운동 사진 관찰, 결과 기술하기,

         다른 조건(시간, 지역, 위도 등)에서 촬영한 사진 관찰하기,  

 

조사 - 천체의 일주운동에 대한 가설 설정하기

         예) 천체가 지구 주위를 운동하기 때문이다.

              지구가 매일 한번씩 자전하기 때문이다.

              천구가 하루 한바퀴씩 돌기 때문이다.

              ....

선택 - 가장 적절한 가설 선택하기, 적절하지 않은 가설 제외하기

         토의를 통해 여러 가설의 적절성 평가하기

         일주 운동 사진만으로 평가가 어려운 경우, 지구 자전에 대한 다른 증거 활용

 

설명 - 가설을 이용하여 계절에 따라 별자리가 달라지는 이유 설명하기

         선택한 가설을 활용하여 일주운동 사진, 지구 자전에 대한 다른 증거 설명