"과학문화교육"

2005-04-25 (Vol 2, No 4)

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과학교육학 학위논문 요약과 종합해설

상대론 기초 개념 변화에 있어서 초인지의 역할

국문초록

본 연구의 목적은 상대론 개념 학습 중에 학생들로 하여금 초인지 활동을 하게 하였을 때, 학생의 개념 변화 과정과 변화 정도를 살펴보고, 그 과정에서 초인지가 중요한 역할을 하는지를 알아보는 것이다.

본 연구에서는 초인지와 개념 변화에 대한 이론적인 고찰을 통해, 인지 상태에 대한 인식, 갈등의 인식, 물리 개념을 이해하는 방법의 선택과 사용 및 점검이 상대론 기초 개념의 변화에 중요한 역할을 할 것이라고 가정하였다.

초인지 활동을 통한 상대론 기초 개념의 변화 모형에 기초하여, 수업 자료와 초인지 활동 프로그램을 개발하여 10시간에 걸쳐 수업을 실시하였다. 수업 자료는 상대성 원리, 등가 원리, 광속 일정, 사건의 동시성, 시간 지연, 길이 수축에 대한 내용을 포함하고 있다.

초인지 활동 프로그램에는 본 연구에서 가정한 초인지 요소와 관련된 질문들이 제시되어 있으며, 수업 중에 학생들은 프로그램에 제시된 질문 중에서 자신이 스스로 한 질문을 표시하고 응답하는 활동을 하였다.

상대론 기초 개념에 대한 학생의 개념과 초인 활동에 대한 학생의 인식을 조사하기 위해 선택 후 설명식 검사 도구와 초인지 활동에 대한 설문 조사 도구를 각각 개발하여 실시하였다. 각 검사에서 나타난 학생의 응답과 초인지 활동 프로그램에 나타난 학생의 활동을 정량적인 방법(통계적 빈도 분석)뿐 아니라, 정성적인 방법(학생의 개념 유형과 초인지 활동의 질적 분석)으로 분석하였다.

학생의 개념 조사 결과, 학생들은 상대론 기초 개념에 대해 다양한 생각들을 가지고 있었다. 수업 전 학생의 개념이 수업 후에 얼마나 변화하였는지를 나타내는 지수로서 개념 변화율을 정의하여 구해 본 결과, 개념 변화율이 45%로 나타났다.

학생의 초인지 활동 조사 결과, 95%의 학생들이 초인지 활동이 학습에 도움을 준다고 생각하고 있었으며, 실제 수업에서도 학생들이 능동적으로 참여한 것으로 관찰되어, 특별히 인지적인 노력을 필요로 하는 수업을 학생들이 좋아한다는 것을 알 수 있었다. 초인지 활동 프로그램에서 제시된 질문 중, 학생들이 가장 많이 사용한 질문은 “내가 새로 알게 된 것이 뭐지?”와 “알기는 하겠는데 정말 믿을 수 있을까?”였다. 그리고 가장 적게 한 질문은 물리 개념을 이해하는 방법의 선택과 사용 및 점검과 관련된 질문들이었다. 학생들이 가장 중요한 질문이라고 한 것은 “원래 내 생각하고 다른 내용이 뭐지?”와 “내가 뭘 모르고 있지?”였으나, 응답하기 어렵거나 상대론 내용이 어렵다는 등의 이유로 충분히 질문하고 응답하지 못했다고 하여, 초인지 활동에 대한 충분한 사전 훈련이 필요함을 알 수 있었다.

학생들의 질문에 대한 응답을 분석한 결과, 개념이 변화한 경우에는 구성주의적 관점에 따른 개념 변화 과정을 거친 것으로 나타났다. 그러나 새로 알게 된 내용을 다시 믿기 어렵다고 한 경우가 많아 짧은 시간에 상대론 내용을 쉽게 이해하기는 힘들다는 것을 알 수 있었다.

개념이 변화한 경우에는 물리 개념을 이해하는 방법의 선택과 사용 및 점검을 제외하고는 인지 상태에 대한 인식과 갈등의 인식이 개념 변화에 중요한 역할을 한 것으로 나타났다. 특히 개념 변화율이 높은 학생을 제외하고는, 대부분이 갈등을 인식하지 않은 경우에 개념이 변화하지 않는 것으로 나타나, 갈등 인식이 개념 변화에 중요함을 알 수 있었다.

초인지 활동을 하였음에도 불구하고 개념 변화에 별로 중요한 역할을 하지 못한 경우에는, 점검표에 대한 인식이 부족하여 질문과 응답이 내용상 일치하지 않거나, 질문은 하였지만 구체적인 개념과 연관 지어 응답하지 않고 자신의 생각만으로 응답하였거나, 초인지 활동이 동일한 주제에 대해 일관되어 일어나지 않고 각기 다른 내용에 대해 개별적으로 일어났음을 알 수 있었다. 이것은 초인지 활동이 개념 변화에 중요한 역할을 하기 위해서는 구체적인 개념과 의미 있게 상호 작용해야 함을 의미한다.

본 연구는 개념 변화 과정을 구체적으로 살펴보고, 그 과정에서 중요한 역할을 하리라고 가정하였던 초인지가 실제로 중요한 역할을 하는지를 밝힌 연구라는 점에서, 학생의 물리 개념 학습 과정에 대한 연구에 좋은 시사점을 주리라 생각한다.

주요어 : 상대론, 개념 변화, 초인지, 구성주의, 점검표

1992년 2월 서울대학교 교육학 박사학위 논문 초록

지도 교수: 박 승재
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"학위 논문 요약" 투고 요청
한국인으로 국내에서 과학교육학 논문으로 박사학위 하신 분은 국문과 영문 요약을 투고 해 주시고, 또 이 요약에 대해 여러분께서는 건설적인 토론의 글을 올려 주시기 바랍니다.
편집 머슴
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첨부
1992년 2월 박종원 서울대학교 박사학위 논문 초록.hwp

박종원
전남대학교

 

의견

박종원 (2005-04-25 21:00:36)
박사논문 초록입니다.

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