중학생들이 힘과 운동에 대해 갖고 있는 개념을 알아보기 위해 설문지 방식을 통해 분석하였다. 도봉중학교 1, 2, 3학년을 대상으로 설문지를 실시하여 학생들이 응답한 결과를 같은 유형으로 분류하였다. 분류된 유형이 복잡한 경우는 계통도를 작성하여 분석하고 간단한 경우는 문항 분석만 하였다. 계통도에 따른 유형별 분석 중 많은 빈도 통해 학생들의 다른 사고 구조를 논의하였다.
공을 위로 던졌을 때의 문제에서 각 운동 상태에 따라 힘을 결정하려는 사고 방식이 나타났다. 그 예로 공이 위로 올라갈 때 중력을 언급한 학생이 20%도 안되었지만 공이 내려올 때는 전체의 90%이상의 학생이 중력을 언급하였다. 포물선 운동의 문제에서 던진 힘이 운동에 계속 힘을 줄것이라는 응답이 대다수 있었다. 또한 관성의 법칙은 학습한 후에도 잘못 이해하고 있음을 알았다. 작용과 반작용의 문제는 학년에 관계없이 거의 대부분이 줄다리기에서 이기는 사람이 힘을 더 주고 있다고 응답하였다.
결과 분석으로부터, 역학의 중요한 개념을 포함한 문제를 여러 상황에 적용한 결과, 학생들의 응답이 상황에 따라 달라짐을 보았다. 대부분의 문제에서 학년에 관계없이 정답율은 10%내외였다. 더욱이 객관식 선택은 맞게 했어도 그 선택에 대한 설명이 그릇된 경우도 많았다. 유형별 분석을 통해 학생들의 응답 속에는 고대의 물환론적 사고라고 할 수 있는 개념이 상당 수가 나타났으며 학생들이 갖는 오인의 요점은 ‘운동은 힘을 내포한다’는 것으로 기존의 연구와 일치하고 있다. 또한 잘못 형성된 개념은 학습 후에도 유지되거나 다른 형태의 오인으로 강화된다는 것을 알았다.
우리나라 중학생들이 갖고 있는 사고 구조를 분석한 이런 종류의 기초 연구를 토대로 효율적인 교수 학습 모형을 만들어서 실시하고 그 결과를 비교 분석하는 연구가 의미있을 것이다.
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서울대학교 대학원 석사학위
1978
지도교수: 박승재