[논문 리뷰] The role of context and culture in teaching physics: The implication of disciplinary differences

Edward F. Redish|arXiv (Cornell University)|2012. 07. 20.

Science Education and Pedagogy참고 문헌 27인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 '자원 프레임워크'를 제안한다—사회심리학적이고 사회학적인 모델로서, 개인이 사회적·문화적 신호를 인지함에 따라 상황을 어떻게 해석하는지에 따라 맥락과 문화가 물리학 학습에 어떻게 영향을 미치는지를 설명한다. 이는 물리학과 생물학 간의 학문적 차이가 수업 효과성에 중대한 영향을 미친다는 것을 보여주며, 학생의 기대와 수업 설계 간의 인지론적 불일치에서 기인한 맥락에 따라 달라지는 학습 결과가 나타남을 시사한다.

ABSTRACT

The theme of the World Conference on Physics Education 2012 is "Context, Culture, and Representations." In this talk I present a brief outline of a theoretical framework that allows us to discuss these issues using a model based in psychology and sociology: the resources framework. The framework brings together a model of individual behavior based on brain function with a model of how the behavior of an individual is controlled by the individual's perception of the social context they find themselves in. This control process is the process I refer to as "framing". In the paper I give three experiments that the reader can carry out for themselves that illustrate the basic principles of the framework. I then discuss a number of specific examples showing how framing can have powerful effects leading to context dependence and cultural responses at a variety of levels and grain sizes. One such is the impact of differences between the epistemological stances of physics and biology on the creation of a reformed physics class for biology students.

연구 동기 및 목표

• 맥락과 문화가 물리교육에 어떻게 영향을 미치는지를 설명하는 이론적 프레임워크를 개발하는 것.
• 교육적 맥락에서 개인의 학습 행동이 사회적·문화적 인식에 어떻게 영향을 받는지 분석하는 것.
• 특히 물리학과 생물학 간의 학문적 차이가 수업 및 학습 결과에 어떤 영향을 미치는지 조사하는 것.
• 프레임워킹이 물리수업에서 학생의 참여도와 개념적 이해에 어떻게 영향을 미치는지 보여주는 것.
• 맥락에 따라 달라지는 학습을 설명하는 실질적 실험과 사례 제시

제안 방법

• 자원 프레임워크는 뇌 기능 모델과 사회적 인지 모델을 융합하여 교육적 맥락에서 개인의 행동을 설명한다.
• 프레임워킹은 개인이 사회적·문화적 기대에 따라 상황적 신호를 인식하고 반응하는 인지적 과정으로 정의된다.
• 프레임워크의 핵심 원리를 설명하기 위해 맥락 효과에 초점을 맞춘 세 가지 자율 실험을 제안한다.
• 실제 사례에 적용하여, 예를 들어 생물학 학생들을 위한 물리수업 설계를 통해 인지론적 불일치를 보여준다.
• 이론적 분석을 통해 문화적·학문적 차이가 맥락에 따라 달라지는 학습 결과로 이어지는 방식을 탐구한다.
• qualitative 케이스 스터디와 개념적 모델링을 사용하여 물리교육에서 표현과 인지의 역할을 분석한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 사회적 맥락에 대한 인식이 물리교육에서 학생의 참여도와 학습에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 물리학과 생물학 간의 학문적 차이가 재구된 물리수업의 설계와 효과성에 어떤 방식으로 영향을 미치는가?
• RQ3 학습 상황의 프레임워킹이 학생들의 개념적 이해와 문제 해결 접근 방식에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ4 문화적 및 인지론적 태도가 물리수업에 대한 학생의 반응에 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 자원 프레임워크는 다양한 교육적 맥락에서 학습 결과를 예측하고 향상시키는 데 어떻게 활용될 수 있는가?

주요 결과

• 자원 프레임워크는 개인의 인지와 사회적 인지, 프레임워킹을 연결함으로써 맥락에 따라 달라지는 학습을 성공적으로 설명한다.
• 학생이 물리학을 배우는 방식은 물리학이 문화적 또는 학문적 맥락에서 어떻게 프레임워킹되는지에 따라 크게 영향을 받는다.
• 물리학과 생물학 간의 인지론적 차이는 생물학 학생들을 위한 효과적인 물리수업 설계에 도전을 안긴다.
• 프레임워킹 효과는 내용이 동일한 경우에도 학생의 성취도와 개념적 이해도에 측정 가능한 영향을 미친다.
• 이 프레임워크는 지식과 문제 해결에 대한 문화적 기대가 학생이 물리 문제를 접근하는 방식을 어떻게 형성하는지 드러낸다.
• 실질적 실험은 맥락의 미세한 변화가 학생의 추론과 참여도를 변화시킬 수 있음을 보여주며, 수업 설계의 중요성을 강조한다.