유추가 개념의 이해와 학습에 미치는 영향 : 과학의 개념을 중심으로 = (The) Effect of Analogies in Learning and Comprehending Concepts : In Scientific Domain

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 유추가 개념의 학습에 미치는 효과를 검증하기 위해 실시되었다. 유추가 학습에 미치는 영향에 대해서 유추의 사용이 개념의 이해, 학습 그리고 개념에 대한 추론을 향상시킨다는 견해와, 오히려 잘못된 추론을 하도록 학습자를 오도할 가능성이 있으므로 개념을 글자 그대로 가르쳐야 한다는 두 대조적인 입장이 있다. 이러한 논쟁이 해결되지 않은 가운데, Donnelly와 McDaniel (1993)의 실험은 유추의 사용이 표적영역에 대한 추론을 유발하며 학습을 촉진시킨다는 점과 학습된 개념의 어떤 측면에서 지식이 측정되느냐에 따라 유추의 효과가 다르게 나타남을 보였다.
이에 따라 본 연구에서는 설명을 할 때 유추를 자주 사용하지 않는 우리나라에서 유추를 가지고 설명하는 것이 학생들이 개념을 더 잘 이해하게 하고 학습을 돕는지 알아보고, 또한 유추의 효과를 강화시키는 방법을 모색하고자 하였다.
실험 1에서는 유추제시에 의해 학습이 향상될 수 있음을 보고한 Donnelly와 McDaniel(1993)의 실험 1을 반복검증하였다. 유추의 효과를 검증하기 위해 유추조건, 단순기술조건, 통제조건의 세 조건으로 나누고 개념에 관한 구체적 사실을 묻는 기본문제와 관계성을 추론하여야 하는 추론문제를 풀 때 각 조건에서 차이가 관찰될 것인지에 주목하였다. 유추조건과 단순기술조건의 피험자들은 조건에 알맞게 구성된 진술문을 읽고 기본문제와 추론문제를 풀었다. 유추조건의 피험자들에게는 그들에게 이미 친숙한 영역의 소스 유사물(source analog)과 사영(mapping)된 개념들이 제시되었다. 단순기술조건의 피험자들에게는 구체적 사실을 나열한 단순기술문이 제시되었다. 통제조건의 피험자들은 개념의 내용과 관련 없는 진술문을 받음으로써 진술문으로부터 아무런 정보도 얻을 수 없었다. 학습효과는 각 문제유형에서 얼마나 정확하게 반응하였는지 즉 정확반응률로 측정되었다.
실험 1의 결과에서 유추조건의 피험자들과 단순기술조건의 피험자들은 두 문제 유형에서 모두 통제조건의 피험자들에 비해 좋은 수행을 보였다. 그러나 유추에 의한 학습효과는 단순기술문에 의한 학습효과보다 떨어졌다. 또한 추론문제에서 유추조건의 피험자들은 단순기술조건의 피험자보다 더 나은 수행을 보이지 않았다. 이러한 결과는 유추조건의 피험자들이 새 개념과 소스영역을 연결시킴에 있어 생소한 설명방식으로 인해 작업기억에 큰 부담을 겪었을 것이고 이 때문에 학습효과가 적게 나타난 것으로 볼 수 있다.
실험 2에서는 작업기억의 처리부담을 줄이고 새로운 개념에 대한 표상을 쉽게 파악하도록 하기 위해 진술문에 그림을 첨가하여 제시하였다. 단순기술조건은 일반적인 교과서에서 볼 수 있는 삽화 형식의 그림을 배경으로 실었고, 유추조건은 소스 유사물과 연결시켜 표현한 개념에 관한 그림을 배경으로 하였다.
실험 2는 실험 1의 수행패턴과 역전된 결과를 보였다. 즉 유추진술문에 그림이 함께 제시되자 기본문제를 풀 때 단순기술물과 그림이 제시된 경우만큼 잘 풀 수 있었고, 추론문제는 단순기술문과 그림이 제시된 경우보다 더 잘 풀었다. 이는 그림이 제시됨으로써 소스유사물과 표적개념의 관계표상이 명확해지며, 추론문제를 풀 때 소스유사물에 쉽게 접근할 수 있기 때문이다.
실험 1과 2의 결과는 유추의 사용은 개념의 학습에 효과적이며, 시각보조물이 적절히 뒷받침되었을 때 그 효과가 더 크게 나타남을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The present study investigate the effect of analogies in learning and comprehending scientific concepts. By analogy the individual can infer and comprehend an novel domain through a familiar domain.
The analogy was studied actively in problem-solving. Some of the studies showed that analogies could also be effective in educational setting. Contrary to these assertion, several researchers claimed that analogy may lead students to draw incorrect inference by applying the source domain where it does not belong to.
To resolve this kinds of dispute, Donnelly and McDaniel (1993) conducted several experiments and demonstrated that the use of analogy fostered inferences about the target domain and facilitated conceptual learning, and that different types of presentation of the learning materials interacted different kinds of test questions.
The present study tried to find out if the use of analogy as the tool of explanation would help Korean students learn scientific concepts. 12 selected concepts from astrophysics and biology were used to investigate the comparative effects of analogy to effect of literal statements. Three conditions (analogy condition, literal condition, and control condition) were constructed. Subjects in analogy condition were given a mapped concepts with source analogs and subjects in literal condition were given literal statement of the concepts to be studied. Subjects in the control condition were presented same number of statements, but there was no scientific information concerning the concepts. Analogical effect was measured by the correct response of each type of questions.
The result of experiment 1 was that subjects in the analogy and literal condition performed better than subjects in control condition. The effect of study through analogy, however, was worse than that of literal presentation. In addition, there was no significant difference between the performance of the analogy group and literal group in answering inference questions. The poor performance of the analogy group resulted from the unfamiliar way of explaining and burden of working memory in connecting source analog and new concepts.
Experiment 2 presented the pictures of the concepts with the statement to reduce the load of the working memory and to establish the representation firmly. While Donnelly and McDaniel had no additional effect of analogy by presenting dynamic-visual adjucnts, in this experiment adding pictures resulted in improvement of overall performance in analogy and picture group. It was notable that the performance of the analogy and picture group were better than that of the literal and picture group in answering the inference questions. For analogy and picture group, it was easier to accessing source analogy by presenting pictures.
These results of the present study suggest that analogy have to be supported by visual adjuncts to be more effective.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = ⅳ
• 논문개요 = ⅶ
• Ⅰ. 이론적 배경 = 1
• Ⅱ. 실험1 = 12
• A. 방법 = 12
• 1. 피험자 = 12
• 2. 재료 = 13
• 3. 절차 = 15
• 4. 설계 및 자료처리 = 16
• B. 결과 = 16
• C. 논의 = 23
• Ⅲ. 실험2 = 25
• A. 방법 = 26
• 1. 피험자 = 26
• 2. 재료 = 26
• 3. 절차 = 26
• 4. 설계 및 자료처리 = 27
• B. 결과 = 27
• C. 논의 = 30
• Ⅳ. 전체논의 = 32
• 참고문헌 = 36
• 부록 = 39
• ABSTRACT = 77