지난주에는 과학탐구학습요소 중에서 추리하에 대하여 알아보았는데 오늘은 가설설정과 검증하기에 대하여 알아보고자 한다.
◈ 가설(假說:hypothesis) : 이미 알려진 한 사실이나 사실들에 대한 설명을 연역해낼 수 있는 어떠한 가정에 붙인 이름, 즉 어떤 사실을 설명하거나 어떤 이론 체계를 연역하기 위하여 설정한 가정을 말하며 이로부터 이론적으로 도출된 결과가 관찰이나 실험에 의하여 검증되면, 가설의 위치를 벗어나 일정한 한계 안에서 타당한 진리가 된다.
◈ 검증(檢證:verification) : 검사하여 증명하는 것으로 어떤 명제에 대하여 참이나 거짓을 사실에 비추어 검사하는 일을 말한다.
◈ 과학 탐구학습에서의 가설설정과 검증하기란?
과학 탐구학습에서 가설설정이란 학생들에게 불완전한 현상이나 자료에 대한 시험적인 설명을 만들 것을 요구하는 문장을 말한다. 가설은 몇 가지 사물에 대한 관찰이나 측정한 결과를 토대로 그와 유사한 모든 사물간의 관계나 이유로 사상을 설명하기 위해 사용된 관찰이나 추론을 임시적으로 일반화하는 것으로 하나 또는 몇 개의 실험을 통하여 검증되어야 한다. 가설은 사실을 관찰하고 측정하여 얻은 자료를 해석하여 그 규칙성과 원리를 찾아가는 도중의 잠정적인 일반화라는 뜻으로 사용된다. 어느 때는 이해과정도 가설 속에 포함시켜 사용되는 수가 있다. 이 구별을 명확히 하기는 어렵지만 대체로 개개의 사물에 대한 설명을 추리하고 하고 그것들이 일반화 되어 모든 경우에 대한 설명일 때에는 가설이라고 하는 때가 많다. 예를 들어 공기가 차 있는 풍선이 난롯가에서 크게 된다는 사실에 ‘그 안의 공기가 열을 받아서 커졌다’라는 설명과 ‘일반적으로 모든 기체는 가열하면 팽창한다.’라는 설명을 두고 생각하여 본다면 전자의 설명은 공기 하나 만에 대한 설명이며 후자의 것은 기체 일반에 대한 설명인 것이다. 추리는 전자와 같이 공기나 산소 등의 사물 하나하나에 대한 관찰 사항에 대한 설명인 것이며, 공기 중의 산소나 그 밖의 이산화탄소 등 기체 일반에 대한 설명이 이루어졌을 때에는 가설이라고 할 수 있을 것이다.
세워진 가설은 그것이 맞는 것인가를 판단하여야 한다. 이것이 가설의 검증인 것이다. 세워진 가설에서 설명될 수 없는 사실이 발견될 때에는 가설은 수정되거나 완전히 불합리 하다는 것을 인정하게 되면 포기하고 다시 새로운 가설을 세운다.
만일 물이나 알코올을 가열하여 일정한 온도에서 끓는 사실을 안 학생들은 ‘액체의 끓는 온도는 각 액체에 따라 다르다’라고 가설을 세울지도 모른다. 이때 세운 가설을 검증하기 위하여 설탕물이나 석유 등의 액체를 사용하였다고 한다면 그 끓는점이 모든 설탕물이나 석유 등에서도 일정하지 않다는 것을 인식하게 될 것이다. 여기에 가정을 수정하기 위하여 다른 자료를 얻어 순수한 액체일 때 끓는점이 일정하다고 수정되어야 한다. 이 가정은 다른 순수 물질에 대하여 검증을 거쳐 인정할 수 있는 가정이 된다. 이와 같은 과정을 거쳐 만들어진 가정은 그 시점에 있어서는 하나의 이론이 될 수가 있는 것이다.
◈ 과학 탐구학습에서 가설설정과 검증 과정
① 관찰이나 측정에 의하여 얻어진 자료로부터 가설을 세운다.
② 가설에서 미지의 사실을 예상한다.
③ 가설 검증 방법을 계획하고 이를 검증한다.
④ 가설이 수정된다.
⑤ 수정된 가설은 검증하여 하나의 결론을 이끌어 낸다.
