"과학문화교육"

2011-10-25 (Vol 8, No 5)

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과학문화교육의 연구와 저술

[박사학위 논문 2011]튜토리얼 수업에서 인식론적 신념, 학습전략, 인지갈등이 대학생들의 파동개념 변화에 미치는 영향

(요약)

이 연구의 목적은 튜토리얼 수업에서 개념변화에 관계있는 변인들이 어떤 영향을 미치는지 구체적으로 밝혀보고자 하는 것이다. 문헌분석을 통해 개념변화에 영향을 미치는 변인들의 종류와 영향을 알아보았다. 그리고 이와 같은 분석결과를 토대로 연구가설을 설정하여 검정을 시도하였다.
대학생 1학년 58명을 대상으로 하여 역학적 파동개념에 대한 튜토리얼 수업을 3시간 실시하였다. 수업 2주 전, 학생들의 인식론적 신념 검사를, 수업 1주 전 학습전략을 검사하였으며, 파동개념 검사는 튜토리얼 수업 전, 직후, 3주 경과로 나누어 3회 실시하였다. 수업중에는 각 단원 시작시마다 단원의 주요 개념에 대한 서술형 사전검사를 실시하였다. 수업 후에는 개념변화가 잘 일어나지 않는 학생들을 대상으로 개별 면담을 실시하였다. 그리고 인식론적 신념, 학습전략, 인지갈등과 개념변화 간의 관계를 알아보았다.

본 연구를 통해 밝혀진 주요 결과는 다음과 같다.
첫째, 튜토리얼 수업은 파동개념 변화에 유의미한 영향을 주었으며 학생들이 가장 어려워하는 개념은 펄스파동의 진행과 정상파로 나타났다. 학생들이 파동개념에 대해 가지고 있는 오개념 유형은 힘과 에너지 연관형, 이원론적 사고형, 입자-파동형, 길이 의존형, 진폭 의존형, 진동수 의존형, 개념 미숙형, 개념 절대형, 힘과 운동형 등이 있는 것으로 나타났다.
둘째, 인식론적 신념 중 실제관련성은 사전개념에 영향을, 독립성은 직후개념에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 학습 전략 중 메타인지전략은 사전, 직후, 지연개념에 대해 모두 영향을 미치는 것으로 나타났다. 인지갈등의 재평가는 직후개념과 지연개념에 영향을 주는 것으로 나타났다. 사전개념에 영향을 주는 변인들은 실제관련성, 메타인지전략, 개념변화에 영향을 주는 변인들은 독립성, 메타인지전략, 재평가 였다. 파동개념의 지속효과에 영향을 주는 변인들은 메타인지 전략, 재평가였다.
셋째, 인식론적 신념(독립성, 실제관련성), 학습전략(인지전략, 메타인지전략), 인지갈등(흥미, 재평가)의 하위요소는 개념변화에 중요한 영향을 미치는 변인들이었다. 경로모형을 통해 이러한 변인들의 인과관계와 상호작용 영향을 확인할 수 있었다. 사전개념에 가장 큰 영향을 주는 변인은 인식론적 신념이었으며 개념변화와 개념의 지속효과에 영향을 주는 변인들은 학습전략과 인지갈등이었다.
이상의 연구결과를 통하여 파동개념에 대해 학생들이 가지고 있는 오개념의 유형을 파악하였으며, 튜토리얼 수업이 개념변화에 효과적이었음을 확인하였다. 또한 학습자가 가지고 있는 인식론적 신념, 학습전략, 인지갈등이 개념변화 과정에서 어떤 역할을 하는지 경로모형을 통해 확인할 수 있었다. 물리에 대한 신념은 수업 전 사전개념에 가장 큰 영향을 미치며, 학습전략과 인지갈등은 수업 후 개념변화와 개념의 지속효과에 영향을 주는 것으로 나타났다.

한국교원대학교 대학원 물리교육전공
김광수

지도교수: 김중복
2011.8.

(논문의 전문이 첨부에 있습니다)

첨부
튜토리얼 수업에서 인식론적 신념(김광수).hwp

김광수

과학문화교육연구소