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3 과학 학습 이론

과학 학습 이론은 과학을 배우는 학습자가 과학 지식의 특성에 근거해 그것의 의미를 이해
하고 자신의 인지 구조에 체화하는 인지적 과정을 이론화한 것이다. 따라서 과학 학습 이론은
교육학에서 다루는 지식 습득의 인지적 과정에 관한 일반 이론을 과학 지식의 특성에 적용하는
관점에서 접근하는 것이 적절하다. 1990`년대 이후 국내의 과학 교육학 서적에서는 과학 학습

이론을 대부분 행동주의, 인지주의, 구성주의로 구분하여 제시하였다. 행동주의 심리학은
파블로프(Pavlov, I. P., 1849￣1936)의 고전적 조건화 이론, 쏜다이크(Thorndike, E. L.,
1874￣1949)의 도구적 조건화 이론, 스키너(Skinner, B. F., 1904￣1990)의 조작적
조건화 이론 등에서 주장하는 바와 같이 아동의 학습을 관찰이나 측정을 통한 검증 가능한
행동의 변화로 이해한다. 예를 들어 학습을 외부의 자극에 대한 반응으로 칭찬이나 벌을 주어
학습자의 행동을 변화시키는 관점으로 바라본다. 다양한 과학 개념의 이해를 단순히 행동의

변화만으로 파악하기 쉽지 않으므로 과학 학습에서는 행동주의 학습 이론을 그대로 적용하기
어려울 수 있다.
이 장에서는 주요 학습 이론에서 인지주의 학습 이론의 갈래로서 피아제(Piaget, J., 1896
￣1980)의 인지 발달 이론과 오수벨(Ausubel, D., 1918￣2008)의 유의미 학습 이론을,

구성주의 학습 이론의 갈래로서 비고츠키(Vygotsky, L. S., 1896￣1934)의 사회적 구성
주의 학습 이론을 소개한다.

1 피아제의 인지 발달 이론

1 인지 발달 이론

피아제의 인지 발달 이론에서 학습은 동화(assimilation)와 조절(accommodation)에 의해
평형화와 조직화를 거쳐 학습자의 사고 과정을 통제해 인지 구조에 학습 내용을 정착시키는
과정으로 본다. 인지 발달 이론에서 ‘학습’은 불연속적으로 형성되는 인지 구조의 변화를 의
미한다. 이 변화는 학습자가 직면한 현상이나 사건이 기존의 인지 구조와 대응해 평형화되는

과정이며, 평형화 과정은 동화와 조절이라는 대조적인 과정에서 이루어진다.
동화는 학습 상황에서 접한 외부의 정보를 기존의 인지 구조에 맞추는 과정이다. 만약 어떤
학생이 인지 구조에 암석을 자연 상태에서 만들어졌으며 단단한 알갱이(광물)로 이루어진 딱
딱한 고체 덩어리로 인식하고 있다면, 그 학생이 현무암을 관찰할 때 그것이 암석의 한 종류

임을 쉽게 인지할 것이다. 이와 같이 암석에 관한 인지 구조가 강화되는 장면은 동화에 의한
학습의 예로 볼 수 있다. 조절은 동화와 달리 학습자가 접한 새로운 정보가 기존의 인지 구조
와 맞지 않을 경우, 학습자는 자신의 인지 구조에 불편함을 인식해 인지적 갈등 또는 인지적
비평형 상태가 된다. 이때 학생은 교사의 도움을 받아 자신의 인지 구조를 변형해 새로운 정

358 제 3 부 과학 교육의 이해