"과학문화교육"

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

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과학교육학 학위논문 요약과 종합해설

The instructional influence of pictorial presentation of matter at the molecular level on students' conceptions and problem solving ability

ABSTRACT

The instructional influence of presenting pictures at the molecular level when introducing chemistry concepts and solving chemistry problems upon students' conceptions and problem solving ability was investigated.
Before instruction, logical reasoning ability was measured by the translated Group Assessment of Logical Thinking (GALT). For the treatment group, thirty-one materials for pictorial presentation were used during the 21 hours of Korean high school chemistry classes. For the control group, traditional instruction was used. Six classroom observations of one hour duration for each group were made by the researcher in order to ensure that the intended treatment was implemented. After instruction, Chemistry Conceptions Test (CCT), consisting of four subtests, and Chemistry Problem Solving Test (CPST), consisting of ten pairs of pictorial and algorithmic problems, were administered.
Students' responses in the CCT were qualitatively analyzed, and descriptively compared to literature. Among the four concepts studied, the dissolution concept seemed to be the most difficult one. Students' performance on the CCT was evaluated after intercoder reliability agreement had been established. In the CPST, mean scores of seven pictorial questions were higher than those of their corresponding traditional questions. McNemar tests indicated that five of them were statistically significant at the 0.05 level. Mean scores of two pictorial questions were significantly lower than those of their corresponding questions. When compared to the results with college students in literature, success on pictorial questions in this study was higher, although they did very poorly on traditional questions. In the upper 27% of the classes, higher success rate on pictorial questions was found.
It was suggested that the instruction with pictorial materials at the molecular level helped students construct more scientifically correct conceptions than the traditional instruction. However, the use of the pictorial materials had no facilitating effect on problem solving ability of pictorial and algorithmic problems in the CPST. Analysis of the results also indicated that logical reasoning ability as measured by the GALT was significantly correlated with students' conceptions, pictorial problem solving ability, algorithmic problem solving ability, and chemistry achievement test score. On the basis of the results, a few recommendations are made.

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물질의 분자 수준을 그림으로 제시한 수업이 학생의 개념과 문제 해결력에 미치는 효과

초 록

화학 개념을 도입하거나 화학 문제를 해결할 때 분자 수준의 그림을 제시한 수업이 학생들의 개념과 문제 해결 능력에 미치는 효과를 조사하였다. 사전 검사로 GALT 번역본을 사용하여 논리적 사고력을 측정하였다. 한국의 고등학교 화학 수업에서 처치 집단은 21차시 동안 31개의 분자 수준의 그림 자료들을 사용하여 수업하였고, 통제 집단에서는 전통적인 수업을 진행하였다. 연구자는 의도대로 수업이 진행되는지를 확인하기 위하여 각 집단마다 6시간의 수업 참관을 실시하였다. 수업 처치 후 4가지 하위 검사로 구성된 화학 개념 검사(CCT)와 분자 수준의 그림 문제와 연산 문제 10쌍으로 구성된 화학 문제 해결력 검사(CPST)를 실시하였다.
CCT에서 학생들의 응답을 정성적으로 분석하였고, 선행 연구와 기술적으로 비교하였다. 학습한 네 개의 개념 중에서 학생들은 용해 개념을 가장 어려워하는 것으로 나타났다. 분석자간의 일치도가 신뢰수준에 도달한 후 CCT 응답을 정량화하였다. CPST에서는 7개의 분자 수준 그림 문제의 평균이 그에 대응하는 전통적인 문제의 평균보다 높았다. McNemar 검사 결과, 그 중 5개의 문제는 0.05수준에서 통계적으로 유의미하였다. 2개의 분자 수준 그림 문제의 평균은 그에 대응하는 문제들의 평균보다 유의미하게 낮았다. 대학생들을 대상으로 한 선행 연구 결과와 비교해 볼 때, 이 연구에서 학생들은 전통적인 문제를 잘 풀지는 못했지만 그림 문제는 잘 해결하였다. 상위 27%의 학생들에서도 그림 문제를 올바르게 해결하는 비율이 높은 것으로 나타났다.
분자 수준의 그림 자료를 이용한 수업은 전통적인 수업에 비해 학생들이 좀 더 과학적으로 올바른 개념을 형성하도록 돕는다. 그러나 시각 자료의 사용은 CPST에서 그림 문제와 연산 문제를 해결하는 능력을 촉진하는 데 효과가 없었다. 한편, GALT로 측정한 논리적 사고력은 학생들의 개념과, 그림 문제 해결력, 연산 문제 해결력 및 화학 성취도와 유의미한 상관이 있었다. 이 연구의 결과를 기초하여 몇 가지 제안을 하였다.

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Ph. D. Dissertation, Kansas State University, 1995.

노태희(Taehee Noh, nohth@snu.ac.kr)
서울대학교 화학교육과

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