"과학문화교육"

2005-03-25 (Vol 2, No 3)

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과학교육학 학위논문 요약과 종합해설

고등학생의 물리 개념변화에 미치는 인지갈등

요 약

이 연구의 목적은 과학 개념변화과정에서 인지갈등과 제반 변인들간의 관계를 구체적으로 밝혀보고자 하는 것이다. 문헌분석을 통하여 과학 개념변화과정에 포함되어있는 중요한 변인들이 무엇이며, 이 변인들 간의 관계는 어떠한지를 알아보았다. 그리고 이와 같은 분석결과를 토대로 연구모형과 연구가설을 만들고 이에 대한 검정을 시도하였다.
고등학교 1학년 학생 97명을 대상으로 하여 작용․반작용개념에 관한 세 시간의 수업을 실시하였다. 처음 수업이 시작되기 일주일 전에 학생들의 학습동기와 학습전략을 조사하였다. 수업 시간에는 작용․반작용개념에 관한 문제에 대하여 예상하고 설명하게 하였으며, 이 문제에 관한 시범실험을 보여준 후에는 학생들의 인지갈등을 측정하였다.
학생들이 인지갈등 검사지에 응답을 완료한 후에는 시범실험의 결과에 대하여 설명해주었고, 이와 관련된 읽기자료를 나누어주었다. 그리고 이 자료를 학생들이 스스로 읽고 정리하도록 하였다. 읽기 자료는 물리Ⅱ 교과서에 있는 내용을 복사한 것이었다. 이어서 수업 중 학습동기와 수업 중 학습전략에 대한 검사를 실시하였다. 수업이 끝난 후 학생들의 개념변화를 알아보기 위하여 수업 직후와 3주 후에 각각 개념검사를 실시하였다. 개념검사는 지필 검사와 면담을 통하여 이루어졌으며, 두 가지 검사결과를 종합하여 학생들의 개념수준을 여섯 가지 수준으로 분류하였다.
연구에서 밝혀진 주요한 결과는 다음과 같다.
첫째, 수업 전 70% 이상의 학생들은 작용․반작용 개념에 대한 오개념을 가지고 있었으며, 수업 후에는 많은 학생들이 문항에 대한 바른 예상을 하지만 설명에는 여전히 오개념이 포함되어있었다(이와 같은 경우는 수업 전 보다 30%이상 증가). 그리고 전체의 20%에 해당하는 학생들은 개념변화가 된 것으로 나타났다.
둘째, 인지갈등은 수업 중 학습동기에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 수업 중 학습동기는 수업 중 학습전략에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그리고 수업 중 학습전략은 직후 개념변화에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 한편, 과학개념으로 변화한 학생들 중에서 인지갈등 점수가 가장 낮은 경우는 1.67점(만점 4점)으로 나타났다. 따라서 인지갈등은 과학개념의 필요조건이라는 것을 알 수 있었다.
셋째, 학생들의 일반적인 특성인 학습동기와 학습전략은 개념변화과정에서 인지갈등, 수업 중 학습동기, 수업 중 학습전략에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, 학습동기는 과학 개념변화과정에 포함되어있는 모든 변인에 직접적인 영향을 미쳤다. 그리고 수업 전 개념수준은 인지갈등에 직접적인 영향을 미쳤다. 한편, 학습전략은 수업 중 학습전략에 대해서만 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.
이상의 연구결과를 통하여 인지갈등은 과학개념변화의 필요조건이며, 학습동기와 학습전략을 매개변인으로 하여 과학개념변화에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 그리고 학생들의 일반적인 특성으로 학습동기와 학습전략, 수업 전 개념수준은 과학 개념변화과정에 영향을 미친다는 것을 발견하게 되었다.


한국교원대학교 대학원 물리교육전공
교육학 박사학위 논문 (2000. 2) 요약

지도교수 권 재 술

첨부
학위논문 초록(이경호).hwp

이경호(ghlee@snu.ac.kr)
서울대학교 사범대학 물리교육과

과학문화교육연구소