"전류, 저항과 일률"에 대한 대학생들의 문제 해결 과정 연구

Abstract

The purpose of this study is to investigate college students' problem -solving process for "Current, Resistance and Power" of general physics, to define the influence of variables on the problem-solving and to promote problem-solvers ' problem-solving ability. Six of the students majoring physics at of science-education college were slected for this study; two of them are freshman and the rest of them are senior. The results are as follows : 1. The belief system on physics & physics problem-solving of problem -solver had an effect on confidence in solution, degree of formular dependence, willingness to verify physical propriety of solution. 2. As for declarative knowledge of problem-solver, most of problem- solvers had enough necessary declarative knowledge, but existence and non-existence of the declarative knowledge did not influenced on the problem- solving. 3. As for understanding and formula selection, pictirial problems were easier than letter problems and they could reduced time spent on problem- solving. 4. Without necessary information, misconception appearred in the process of finding the information. With unnecessary information, problem-solve rs and as a result, they wasted much time to solve the problem 5. Compared with everyday context, scientific context helped problem-solv ers save time and solve their problems. 6. Every problem-solver passed through three stages, that is problem understanding-planning-carring out but evaluation stage appeared only for special problems of some problem-solvers. On the basis of previous results, there is some proposals ; 1. Not considering the influence of "the thinking aloud method'' on problem solving process and result delibelately, following study include replacement program. 2. Though having declarative knowledge, The problem solvers often made a mistake because they didn't complete evaluation stage, where they could check simple errors and incorrect answers. Therefore training and putting a stress on evaluation process - for example, looking around calculation process, veryfying that estimated answer may coincide with correct answer, and considering other solving method - will improve the ability of problem solvers. 3. Because this study define the main subject "Current, Resistance, and Power", and include small number of problem, It is hard to generalize this study. Therefore, following study should include more number of problem and variable fields of physics. 4. Great efforts should be made to increase objects of study and select the problems in consideration of variables.;본 연구의 목적은 일반 물리학 내용 중 "전류, 저항과 일률"에 대한 대학생들의 문제 해결 과정을 조사하여 다양한 종류의 변인들이 문제 해결에 미치는 영향을 밝히고 이를 통해 문제 해결자들의 물리 문제 해결력을 증진시키는 데 있다. 본 연구에서는 연구 대상으로 서울 시내에 소재한 한 여자대학교 사범대학 과학 교육과 물리 전공자들 중 1차년 2명과 3학년 4명, 총 6명을 선정하였다. 본 연구를 통해 알아본 결과는 다음과 같다. 1. 문제 해결자들이 갖고 있는 물리 및 물리 문제 해결에 대한 신념 체계는 해답에 대한 자신감, 공식에 의존하는 정도, 해답의 물리적 타당성을 검증하려는 자발성 등에 다소 영향을 주었다. 2. 문제 해결자들의 선행 지식 측면에서 보면, 문제 해결자 대부분이 필요한 선행 지식을 충분히 갖추었으나 본 검사 문제 해결에는 보유한 선행 지식의 유무가 큰 영향을 미치지는 않았다. 3. 문제 해결자들은 그림으로 제시된 문제의 경우가 문장으로 제시된 문제의 경우에 비해 문제 해결에 소요된 시간이 짧았으며 문제의 이해와 계획을 비교적 쉽게 하였다. 4. 문제 해결에 필요한 정보를 제시하지 않은 경우, 그 정보를 구하는 과정에서 오개념이 나타났으며 불필요한 정보를 제시한 경우에는 불필요한 정보를 문제 해결에 연결시키려고 시도하였으므로 문제 해결에 소요된 시간이 길어 졌다. 5. 과학적 상황으로 제시된 문제의 경우가 일상적 상황으로 제시된 문제에 비해 문제 해결에 소요된 시간이 단축되었으며, 6명의 문제 해결자들 중 5명이 문제해결에 성공하였다. 6. 문제 해결자들 모두가 문제의 이해(U)-계획(P)-수행(C)의 3단계를 거쳤으며 검증 단계(E)는 몇몇의 문제 해결자에게서 특정 문제에 한하여 나타났다. 본 연구에서의 연구 결과를 바탕으로 앞으로의 연구 방향과 계속적인 연구 과제에 대한 제언은 다음과 같다. 1. 본 연구에서는 발성 사고법을 이용하여 문제해결 과정을 알아보았는데 발성 사고법이 문제 해결 과정과 결과에 미치는 영향을 구체적으로 고려하지 않았으므로 문제 해결 사고 과정의 연구 방법에 대한 보완적인 개발이 요구된다. 2. 선행 지식이 충분히 갖추어진 경우라도 검증 단계를 거치지 않았을 경우, 계산상의 단순한 실수나 과학적으로 타당하지 않은 문제 해결 결과에 대한 인식을 할 수 없는 경우가 발생하여 문제 해결에 실패하기도 하였다. 그러므로, 교수학습과 정시 계산 과정을 ?어 보는 등의 소극적인 검증 방식과 더불어 정성적으로 예측한 해와의 일치 여부를 확인하거나 해가 문제의 조건에 합당한지를 확인하는 것 그리고, 다른 방법으로 푼 결과와 일치하는 가를 확인하는 활동등 적극적인 검증 방식을 강조하고 훈련시키는 것이 문제 해결 능력을 향상시키는 데 도움이 될 것이다. 3. 본 연구에서는 관련 내용이 "전류와 저항·일률"로 한정되어 있으며 비교 문제 수도 작아서 일반화시키는 데 어려움이 있다. 따라서, 다양한 영역의 물리 내용과 보다 많은 문제들을 선정하여 연구를 하는 것이 바람직하다. 4. 연구 대상을 확대하여 일반적 특징을 객관적·과학적으로 찾는 연구가 수행되어야 할 것이며, 문제의 특성뿐만 아니라 문제 해결 과정에 영향을 미치는 다양한 변인들을 고려하여 문제를 선정·개발하는 것이 필요하다.