교수학습 개념변화모형

[류 호창]

개념변화 모형

(1) 구성주의 모형을 통틀어 개념 변화 모형, 또는 개념발달 모형이라 한다. 구성주의 교수학습 모형은 모두 학습자로 하여금 자신의 지식과 신념을 구성하게 하는 데 그 목적이 있다.

(2) 사회문화 교수학습 모형은 이질적 구성원 사이의 의사소통, 협력, 토론 등을 강조하며, 행동주의 교수-학습 모형은 강의도 효과적으로 활용한다.

(3) 과학 - 교수학습 모형과 과정

㉮ 도입 - 증명 - 응용

㉯ 경험 - 해석 - 정교화

㉰ 대체적 개념틀 제시 - 개념적 갈등 유발 - 인지적 조절 격려

㉱ 인식 - 비평형 - 재구성

㉮ 교사가 학습할 내용을 제시하면, 학습자가 그 내용을 입증하여 새로운 지식으로 받아들인다. 그렇게 학습한 내용을 새로운 상황에 응용하는 전통적인 교수학습이다.

도입에서는 학습 내용을 정보나 말로 제시하며, 증명에서는 관찰이나 실험을 통해 증명하고, 응용에서는 응용문제를 푼다.

㉯ ㉮모형을 수정한 것으로 경험단계에서는 학습자에게 교수학습 내용과 관련된 경험을 제공하고, 해석단계에서는 학생들이 새로운 용어에 접하게 되며, 정교화 단계에서는 새로운 용어와 기존의 지식이 통합된다. (듣기-증명하기-연습하기의 전통적 과정에 따른 교수학습 절차를 나타낸다.)

㉰ 개념학습을 학습자가 이미 가지고 있는 대체적 개념틀의 인지적 조절로 정의하는 개념 분화 모형 또는 개념 교환 모형으로 볼 수 있다. 이 모형은 학습자의 선행 지식을 확인하고, 그것을 과학적 지식으로 수정, 보완하는 교수학습 과정을 제시한다. 이 모형에 따른 교수학습은 학습자로 하여금 자신의 선행 지식을 표현하게 하고, 인지적 갈등을 유발하는 자료나 현상을 제시하여 선행지식을 수정해야 할 필요성을 느끼게 하며, 선행지식을 조절하거나 과학적 개념으로 교환하는 과정을 통해서 이루어진다.

㉱ 순수한 개념 교환 모형이다. 인식 단계에서는 학생들에게 그들이 가지고 있는 다양한 생각과 관념을 드러내게 하고, 그에 관하여 토론하게 한다. [예] '물질의 입자성'에 관한 교수학습에서 주사기에서 일부의 공기를 빼낸 다음 남은 공기의 상태를 그리거나 기술하게 하고 그에 관하여 토론하게 하는 경우와 같다.

비평형 단계에서는 학생들이 가지고 있는 생각 및 개념에 어긋나거나 모순되는 정보, 자료, 현상 등을 소개한다. [예] 주사기 안의 물을 조금 빼낸 다음 물의 상태를 말하게 하고, 공기에 관한 생각과 비교하게 한다.

재구성 단계에서는 학생들의 선행 지식을 대체할 과학적 지식을 제시하여 설명한다.

[예] 공기의 입자성 개념으로 이해할 수 있는 상태를 그려 나타낸다.

(4) 개념 변화 교수학습 모형

① 학습자가 선행지식을 파지하고 있지 않을 때의 학습모형

학습자		교 사		교수학습 →		학습자
	+	St				St

※ 행동주의 심리학적 견해에 바탕을 둔 모형과 유사하지만 행동주의는 오직 이러한 형태의 학습만을 이상적인 학습형태로 생각하지만, 구성주의는 이런 형태의 학습을 여러 가지 학습형태 중의 한 가지로 간주한다.

② 학습자가 선행지식을 파지하고 있을 때의 학습모형

학습자		교 사		교수학습 →		학습자
Sch	+	St				St

※ 과학교사의 과학지식과 학생이 파지하고 있는 과학지식 사이에 실제적인 상호작용이 일어나지 않는 학습형태

- 이 과정은 학습 내용과 선행개념 사이에 미미하나마 상호작용이 일어나기 때문에 개념교환으로 볼 수 있다. 그러나 과학교사의 지식이 오인일 경우 학습자도 오인을 갖게 된다.

③ 학습자의 선행지식이 변화되는 학습모형

→ 학습자의 선행지식의 그의 인지구조에 어느 정도 강하게 연결되어 있는 상태에서 일어날 수 있는 학습형태(과학교사의 과학지식과 아동의 선행지식 사이의 상호작용이 쉽게 일어나기 때문에 다양한 학습결과가 나타남)

학습자		교 사		교수학습 →	학습자
Sch	+	St			Sch	학습자가 자신의 선행지식을 그대로 유지 -㉮
				→	Sch||St	과학지식의 필요성을 인정하지만 동화하기를 거부 -㉯
				→	Sch St	학습지도를 통해 선행지식이 보강되고 세련된 상태 -㉰
				→	Sch-St	학생의 선행지식과 과학교사의 과학지식의 혼합 → 혼동-㉱
				→	Ss	학습지도를 통해 학습자의 선행지식이 과학교사의 -㉲
						지식에 의해 통합 또는 교체

㉮는 교과서에 있는 과학지식 또는 과학교사나 과학자가 가지고 있는 과학 지식의 획득에 목적을 둔 교수학습 과정을 기술한다.

㉯㉰는 학습자가 파지한 선행지식의 변화에 목적을 교수학습 과정을 나타낸다. 학습자의 선행지식이 바뀌거나 발달하는 과정을 설명하는 개념 변화 모형에는 개념 교환 모형과 개념 분화 모형도 포함되며, 위 그림은 개념변화의 다양한 과정을 나타낸다.

[학습과정의 해석]

㉮ 학습자의 선행지식이 교사가 지닌 과학지식의 영향을 받지 않았거나 학습자가 교사의 과학지식을 받아들이길 거부한 경우이다.

[예] 학생들에게 입자에 관하여 가르친다음 '얼음물이 입자로 구성되어 있는가?'라고 물으면, 대부분의 학생들은 '그렇다'고 대답한다. '무엇이 입자냐?'라고 물으면, '얼음 덩이가 입자로 되어 있다.'고 대답한다. 그러면 '물은 어떠냐'고 물으면 '얼음의 입자가 녹은 것이 포함되어 있다.'고 대답한다. 이는 입자에 대한 학생들의 오개념이 학습을 통해 전혀 변하지 않고 그대로 유지되고 있음을 보인다.

㉯ 학습자가 교사의 과학지식을 받아들이되 자신의 선행지식과 동시에 가지고 있을 뿐 자신의 지식에는 동화하길 거부하는 경우이다.

[예] 자전거 타기나 장난감 놀이 등을 통해 일정한 속도로 움직이기 위해서는 힘을 일정하게 주어야 한다고 생각하는 학생에게 '일정한 힘을 계속 주면 가속도가 붙는다'는 교사의 설명을 받아들인다. 그러나 그는 교사가 말하는 지식은 시험을 치를 때나 적용하고, 일상생활에서는 자신의 선행지식을 그대로 이용한다. 즉 그는 일정한 속도로 가기 위해 자전거의 페달을 일정한 힘으로 밟는다.

㉰ 선행지식이 인지구조에 확고하게 자리를 잡고 있어 쉅을 통해 바뀌지 않고 더욱 복잡한 오인으로 분화되는 경우를 나타낸다.

[예]

- 공기와 물을 소재로 확산 개념을 공부한 학생에게 빛의 직진이나 굴절에 관하여 물으면, 그는 '빛이 유리나 물에서 확산되어 나가기 때문이다.'와 같은 확산 개념이 더욱 일반화된 오인으로 대답한다.

- 연소에 관하여 공부한 학생에게 '촛불을 비커로 덮으면, 덮은 지 얼마 지나지 않아 꺼지는데, 그 이유는 무엇인가?'라고 물으면, '비커로 촛불을 덮으면 산소과 다 타서 꺼진다.'고 대답하는데, 그 대답도 연소에 관여하는 산소의 역할이 더욱 일반화, 분화된 오인이다.

㉱ 여러 가지 과학적 개념을 공부했지만 그 가운데서 일부만이 선행지식에 통합된 경우, 즉 교사의 과학지식과 학생의 선행 지식이 혼합되어 서로 구분되지 않을 뿐만 아니라 새로운 오인으로 발달하는 경우이다. 이 과정에서 학생의 선행지식(유치한 수준의 원자 개념)이 과학적 지식 (과학자의 원자 개념)에 비추어 크게 어긋나지는 않으나 원자에 관한 교수학습을 통해서 오인으로 굳어진다.

[예] '물에는 어떤 입자가 있는가?'라고 물으면 어떤 학생은 '얼음이 녹은 원자가 있습니다.'고 대답한다. 그 학생에게 다시 '물에는 다른 원자가 없는가?'라고 물으면, '아까 물에 녹아서 아직 얼지 않은 원자가 더 있다'고 대답한다. 물질의 보존까지 학습한 이 학생은 물질이 원자로 되어 있다는 것을 알고 있으나 물이 원자로 구성되어 있다는 점을 생각하지 못하고 얼음이 물의 원자가 언 것으로 생각한다.

㉲ 과학자의 지식이 선행 지식을 대체하는 경우를 나타낸다. 개념 교환 모형에 따라 이루어지는 전형적인 과학 교수학습 과정을 나타낸다. 이때 과학자의 지식을 절대적인 진리가 아니라 언젠가는 학습자가 가지고 있는 선행지식과 마찬가지로 다른 과학지식으로 바뀔 수 있는 잠정적인 설명체계임을 강조할 필요가 있다.

(5) 드라이브의 교수 모형

대체적 개념틀 이론도 구성주의와 마찬가지로 학습을 의미의 구성 또는 개념의 변화로 정의한다. 이 정의는 학습의 본성에 대한 인지론적 학습관과도 비슷하다. 드라이브는 이런 정의를 바탕으로 대체적 개념틀의 교환 교수학습 모형을 제시하였다. 드라이브가 제시한 개념 교환 모형은 학습자가 자신의 생각을 표현하고, 그 생각을 재구성하며, 제구성된 생각을 응용하고 검토하는 등의 단계로 구성된다.

① 대체적 개념틀의 표현 단계

학생이 자신의 직관적 관념을 다른 학생들에게 밝힌다.

② 재구성 단계 (명료화와 교환-상충된 상황에 노출-새로운 관념의 구성-평가)

다른 학생들의 견해와 비교하여 자신의 관념의 의미를 명료화한다. 이어서 교사가 학생의 직관적 관념과 상충되는 현상이나 사건을 제시하면 학생은 그에 비추어 자신의 관념을 재구성하고 평가한다.

③ 관념의 응용

학생에게 새로운 소재와 상황을 제시하여 그로 하여금 재구성된 관념을 응용하게 한다.

④ 관념의 변화 검토

학생의 관념이 어떻게, 어느 정도 변화되었는지 검토한다.

※ 위의 개념 교환 모형은 선행지식과 교구학습 내용 사이의 상호작용은 구체적으로 보여주지 못한다. 더욱이 그런 모형에 따라 교수-학습 했다고 해서 모든 선행 지식이 과학 지식으로 바뀌지 않는다. 그러므로 포스너와 스트라이크는 현대의 과학철학 및 심리학을 근거로 개념 교환이 일어날 수 있는 조건을 제시한 것이다.

○ 기존의 개념에 대한 불만족을 느껴야 한다.

- 과학자는 갈등을 느껴야 개념을 바꾼다.

○ 새로운 개념이 지적이어야 한다. ; 새로운 개념은 이해될 만한 것이어야 한다.

○ 새로운 개념은 가능성이 있어야 한다. ; 선행 개념으로 해결할 수 없었던 문제를 해결할 수 있어야 한다.

○ 새로운 개념은 연구프로그램을 제안하여야 한다; 새로운 개념은 문제를 해결할 뿐만 아니라 새로운 연구의 방향을 제시해야 한다.

그러나 이와 같은 조건도 여러 가지 과학 개념의 변화에는 충분하지 않다. 이 조건은 개념의 인지적 분화 과정과 교환 과정을 구분하지 않으며, 심리적 과정과 그에 영향을 미치는 외적 조건 사이의 관계도 지적하지 못한다. 그러므로 하슈웨는 선행 개념을 잘 바뀌지 않는 이유는, 새로운 개념의 획득에 영향을 미치는 요인, 인지적 재구성에 미치는 영향 등을 제시하는 새로운 틀의 교수학습 모형을 그림과 같이 제시한