항상성, 동식물 분류, 식물의 양분 생산에 대한 학생의 개념 형성과 오개념 형성 원인으로써 교사요인의 분석

Abstract

Recent studies in science education have demonstrated that students across the educational sequence hold incomplete or inaccurate understandings of many biological concepts. These misconceptions have been shown to be pervasive, stable, and often resistant to change through classroom instruction. These descriptions of student concept understanding have been instructive and have suggested that classroom science instruction has not been sufficient to help students build correct conceptions or to alleviate misconceptions. So, it is necessary to survey students' misconceptions about biological concepts. Also, we need to investigate several factors that could influence the development of students' misconceptions. This study evaluates on students' understanding and misunderstanding of homeostasis, classification of animals and plants, and food production in plants and the teacher factor as a possible source of students' misconception. These are particularly important in the biological concepts. A total number of 863 students and 47 biology teachers at the middle and high school were randomly selected. Students' conceptions and misconceptions were measured with concept evaluation statements (CES) developed and validated by Simson and Marek (1988). These statements described situation and asked students to use biological concepts in answering questions about each situation. Teacher's misconceptions were investigated the way in which teachers marked students' work. The supposed answer given to the teachers to mark was based on misconceptions held by students tested in concept evaluation statements. The results of this study are as follows : 1. There was a significant difference at the level of students' understanding of the concept of homeostasis according to schools and gender(P<0.05). Many students had a tendency of understanding the conception of the homeostasis by everyday experiences and unscientific use of everyday language rather than a scientific concept. 2. There was a significant difference at the level of students' understanding of the concept of classification of animals and plants according to schools and gender(P<0.05). students classified animals and plants through personal experiences and observations instead of trying to classify through microscopic analysis of animals and plants cell. 3. There was a significant difference at the level of students' understanding of the concept of food production in plants according to schools and gender(P<0.05). Students had a misconception that food production in plants was done by an absorption of nutrients from soil not by photosynthesis. 4. A large proportion of teachers surveyed in this study appear to have misconceptions about these three conceptions(homeostasis: 38.1%, classification of animals and plants: 34.1%, food production in plants: 40.4%). This result suggests that teachers could be a factor contributing to the formation of misconceptions in their students. Accoding to the results of investigation of teachers' perceptions of their role in perpetuating misconceptions in their students, 29.8% of the teachers acknowledged that they could have played a role in the fomation of misconceptions held by their students. 5. The male teachers had more misconceptions than female teachers(P<0.05). However, they didn't show any significant differences according to schools and teaching experience(P>=0.05).;선행 연구에 따르면 과학개념 학습에서 학생들이 많은 오개념을 가지고 있는 것으로 나타난다. 이러한 오개념은 쉽게 변화되지 않고 학생의 인지구조로 정착되어 새로운 개념 학습에 많은 영향을 미치게 되며 또 다른 오개념을 유발한다. 따라서 효율적인 과학교육을 위해서는 과학개념에 대한 학생들의 개념형성과 오개념을 조사하고 이러한 오개념이 형성되는 원인을 밝히는 것이 필요하다고 본다. 따라서 본 연구에서는 생물학에서 가장 기초가 되면서 중요한 개념인 항상성, 동·식물의 분류, 식물의 양분생산에 대한 학생들의 개념형성 유형을 학교급별, 성별로 비교, 분석하고 오개념을 조사하였다. 검사 대상으로는 중1(258명), 중3(291명), 고2(314명), 총 863명의 학생과 생물 교사 47명을 무선 표집하였으며 Simpson과 Marek(1988)이 개발한 검사 도구를 수정, 보완하여 사용하였다. 그리고 학생의 오개념 형성에 영향을 주는 원인으로써 교사 요인을 분석하기 위하여 여러 가지 오개념이 참가된 가상적인 학생의 답을 작성하였고 이것을 교사에게 채점하게 하므로써 교사의 오개념을 간접적으로 알아보았다. 조사 결과 얻은 결론은 다음과 같다. 1. 항상성에 대한 학생의 개념유형을 분석한 결과 학교급별로 차이를 보였으며(P<0.05) 남녀 학생간에도 차이가 있는 것으로 나타났다(P<0.05). 학생들은 항상성 개념을 과학적으로 이해하기보다는 암기한 지식과 생활의 경험을 통해 얻은 일상적인 의미로 이해하였다. 2. 동·식물의 분류에 대한 학생의 개념유형을 분석한 결과 학교급별로 차이를 보였으며(P<0.05) 남녀 학생간에도 차이가 있는 것으로 나타났다 (P<0.05). 학생들은 동물과 식물을 세포의 형태나 세포내 특정 소기관의 유무로 구별하기 보다는 단지 일상 생활에서 관찰했던 동·식물에 대한 오개념으로 분류하였다. 3. 식물의 양분생산에 대한 학생의 개념유형을 분석한 결과 학교급별로 차이를 보였으며(P<0.05) 남녀 학생간에도 차이가 있는 것으로 나타났다 (P<0.05). 학생들은 식물의 생장을 광합성에 의한 양분생산으로 이해하기보다는 물과 흙에서 양분을 흡수하였기 때문이라는 오개념을 갖고 있었다. 4. 연구 결과 검사 개념에 대한 교사의 오개념이 항상성은 38.1%, 동·식물의 분류는 34.1%, 식물의 양분생산은 40.4%로 상당히 높게 나타났다. 따라서 교사도 학생의 오개념 형성에 영향을 주는 요인이 될 수 있다고 본다. 또한 오개념 형성에 영향을 주는 요인들에 대한 교사의 견해를 묻는 설문지를 분석한 결과 29.8%의 교사가 교사의 영향으로 학생들이 오개념을 갖게 된다고 응답하였다. 5. 교사의 오개념을 분석한 결과 남교사가 여교사보다 오개념을 더 많이 갖고 있는 것으로 나타났고(P<0.05) 학교급별, 경력별로는 차이가 없는 것으로 나타났다(P>0.05).