아이들의 과학적 지식 형성 과정과 과학적 경험의 연관성

1. 과학 에듀의 지식 형성

 

 

영유아는 과학적인 개념을 어떻게 형성하게 될까요?
영유아의 논리적 사고는 어떻게 발달하게 될까요?
영유아의 과학적 개념 형성과 사고 발달은 행동주의적 입장, 구성주의적 입장, 뇌 발달 연구와 영아 발달의 입장 등에서 설명되고 있습니다.
구성주의 관점에서 과학 학습은 과학 주제 및 학습 대상에 따라 적어도 3가지 과정으로 이루어지게 됩니다.
첫째, 외부에서 주어지는 개념을 그대로 획득하거나 발견 학습 과정을 통해 새로운 개념을 습득하는 개념을 형성하게 됩니다.
둘째, 사전 개념이 분화되거나 그 의미가 보다 명료해지는 개념의 분화 및 개념 해결, 셋째, 학습자의 사전 개념이 과학적 개념으로 대체되는 개념 변화의 과정이라고 할 수 있습니다.
이들 연구자에 따르면, 과학 학습은 학습자의 발달 정도와 학습할 내용에 따라 개념이 구성되어가는 과정이 다릅니다.
과학적인 의문은 추상적이며, 과학적인 지식을 이용하려면 논리적인 사고가 필요하기 때문에 영유아기의 과학적 지식 형성 과정에 대하여 살펴볼 필요가 있습니다.

 

 

2. 지식 형성과 과학적인 경험은 무엇일까요?

 

 

 

구성주의 관점에서 피아제는 인지 발달의 구성 요소를 유기체의 성숙, 환경과의 상호작용에 의한 경험, 사회적 관계에서 얻는 지식, 이 세 가지 요소들을 통합하는 평형화 등 네 가지 요소로 제시하고 있습니다.
피아제의 인지 발달 이론에 의하면 영유아의 사고 발달은 영유아의 환경과 상호작용에 의해 가장 큰 영향을 받게 됩니다. 즉, 영유아 주변의 인적, 물적인 환경을 비롯한 모든 주변 세계와의 직접적인 상호 작용을 통하여 영유아 스스로 지식을 형성하며 사고가 발달한다는 것입니다.
피아제는 지식 형성 과정을 중시하는데, 영유아를 위한 과학적 지식이 외부에서 제공되어 형성되는 것이 아니라 영유아 스스로 자신을 둘러싼 환경과 직접적인 상호작용을 통해 영유아의 내부에서 재구성된다고 보기도 합니다.
즉, 영유아를 위한 과학교육은 교사가 주도되어 영유아에게 다양한 지식을 전달하는 것보다 영유아 자신이 사물과의 직접적인 경험을 통하여 스스로 구성한 지식을 중요하게 인식하게 됩니다.
피아제는 지식을 지식의 근원과 구조에 따라 물리적인 지식, 논리, 수학적 지식, 그리고 사회적인 지식으로 구별하고 지식의 유형에 따라 지식의 전달 방법도 다를 수 있음을 지적하고 있습니다. 물리적 지식은 외관상으로 나타나는 색, 모양, 크기, 무게 등과 같이 보면 알 수 있는 사물의 물리적 속성에 대한 지식으로 개인의 외부에 존재하는 지식입니다.
반면 논리, 수학적 지식은 어떤 사물의 특성을 눈으로 확인하는 것이 아니라 자기 생각 속에서 관계 지어야만 파악할 수 있는 관계의 조정에 의해서 구성되는 지식으로 개인의 내부에 존재하고 있습니다. 물리적 지식과 논리, 수학적 지식은 각각 존재하지만, 동시에 학습되기도 합니다.
즉, 사물의 물리적 특성이 구성되면서 논리, 수학적 지식이 정보를 조직하기 위하여 형성되게 됩니다.
예를 들면, 물리적 지식은 사과의 색에 초점을 두어 이 사과는 빨갛다. 저 사과는 노랗다, 그 사과는 초록색이다 와 같이 눈으로 확인할 수 있는 특성을 나타내는 것입니다. 반면 논리, 수학적인 지식은 빨간 사과, 노란 사과, 초록 사과들의 색의 차이를 아는 것, 색은 다르지만 모두 사과라는 것을 파악하는 것, 빨간 사과보다 노란 사과가 더 크다 등과 같이 사물 간의 특성을 비교하면서 사물 간 관계를 구성하는 것으로 이 두 가지 지식은 동시에 형성되게 됩니다.
사회적인 지식은 사람들 간의 약속으로 이루어진 임의적인 것으로 사회적 전달에 의해 지식을 가르치는 것입니다.
예를 들면, 빨간색, 노란색 등의 색의 명칭이나 사물의 명칭, 수의 이름, 식탁 위에 올라가지 않는다 등과 같은 태도, 규칙, 법규 등을 이야기합니다.
물리적인 지식과 논리, 수학적 지식의 구성은 경험적 추상과 내성적 추상으로 관련지어 설명할 수 있습니다.
경험적 추상은 사물의 속성을 추상하는 것으로 사물의 특정한 속성에만 관심을 두는 반면 내성적 추상은 사물과 사물 사이의 관계를 머릿속에서 구성하는 것으로 외부에서 제공되는 것이 아니라 영유아 스스로 구성해 가야 합니다.
피아제는 위와 같이 지식을 유형별로 영유아의 심리적 세계 속에는 어느 한 편이 추상되지 않으면 다른 한편의 추상도 일어나지 않는다고 강조하고 있습니다.
특히 감각 운동 기와 전 조작기에는 경험적 추상과 내성적 추상이 독립적으로 일어날 수 없으며, 전 조작기가 지나서야 독립적으로 일어날 수 있습니다.
영유아기의 경험적 추상과 내성적 추상의 관계에서 영유아가 경험적 추상과 내성적 추상을 독립적으로 수행할 수 없다는 사실은 교수- 학습 방법에서 중요한 의미를 지니고 있습니다. 즉, 영유아가 사물의 물리적 특성과 사물과 사물 간의 관계와 같은 지식을 구성하려면 물리적 속성을 파악할 수 있는 직접적인 경험과 다양한 사물, 사건, 행동을 관계 지어 볼 수 있는 풍부한 기회가 필요하다는 것입니다. 반면 사회적 지식은 물리적 지식과 논리, 수학적 지식보다는 교사의 직접적인 언어적 설명과 전달로 형성되는 측면이 있습니다.
피아제가 제시한 세 가지 지식은 영유아 스스로 능동적인 경험을 통해 형성되게 됩니다.
영유아의 지식 형성 과정을 볼 때 영유아기의 경험적 추상과 내성적 추상은 과학 교육에 있어서 매우 중요한 교육적 의미를 시사하고 있습니다.
내성적 추상을 통한 논리, 수학적 구조는 물리적 지식 형성과 사회적 지식 형성에 중요한 역할을 하고 있고, 이러한 논리, 수학적 구조가 형성되기 위해서는 다양한 사물과의 직접적인 활동이 필수적이라고 볼 수 있습니다. 또한 영유아가 알게 된 지식을 언어적으로 표상하고 다른 사람과 공유하기 위해서는 사회적 지식도 중요한 역할을 하게 됩니다.