ERIC검색을 통한 수업용 자료에 나타난 과학 오개념 관련 연구 동향 분석 및 오개념 교정방법 조사

Abstract

과학 교육 분야에서 오개념과 관련된 많은 연구 결과들에 따르면 학생들은 과학 수업을 통해 교사가 의도하지 않은 자신만의 고유한 개념을 형성하게 되며, 그 개념은 매우 견고하여서 기존의 전통적인 교수법에 의해서는 잘 바뀌지 않는 경향이 있다. 학생들의 이와 같은 특성을 고려하지 않은 채로 수업을 하게 되면 교사와 학생간에 개념 및 문제 인식, 결론 유도 등에 문제가 생기게 된다. 그러므로 교수-학습에서 중요한 것은 학생들이 가지고 있는 오개념을 찾아 그것을 수업을 통하여 교정하고 치료하는 것이다. 이러한 필요성을 바탕으로 본 연구에서는 ERIC 검색을 통하여 오개념의 조사 방법과 오개념을 교정 할 수 있는 방법 등에 대하여 조사, 분석하여 최종적으로 오개념을 교정 할 수 있는 방안에 대하여 알아보고자 한다. 먼저, 과학 오개념에 대한 연구의 동향을 알아보기 위하여 교육연구 정보 제공기관인 ERIC(Education Research Information Center)에서 1990년에서 2002년(12월) 사이에 발표된 물리 분야에서의 과학 오개념에 관련된 문헌을 대상으로 키워드 검색을 통하여 143개의 문헌을 찾아 그 중에서 관련성이 적거나 중복되는 문헌을 제외한 117개의 문헌을 출판 연도, 출판 국가, 문헌 유형, 대상 학년, 과목, 문헌 출처 등으로 분류하였다. 분류 결과 오개념과 관련된 연구는 주로 1990년대 초반에 많이 이루어졌으며 1990년대 중반 이후로는 점차 감소하고 있음을 알 수 있었다. 그리고 출판 국가는 미국이 대부분을 차지하며 보고서 문헌이 많이 발표되었고 교사를 위한 수업용 지도서도 많았다. 연구 대상은 주로 초중등학생이었으며 주로 역학이나 전자기학에 치중되어 있음을 알 수 있었다. 다음으로 앞서 선정된 117개의 과학 오개념에 대한 연구 문헌의 내용을 검토하여 문헌 유형으로 지도서 중 수업용(교사) 연구 문헌 29개를 최종 선정하였다. 이 중 확보 할 수 없는 1개의 연구 문헌을 제외한 28개의 문헌을 선정하여 문헌을 분류·분석하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 1. 교사를 위한 수업용 지도서 문헌에서, 연구의 주제는 오개념의 교정 수업 방안에 관한 문헌이 가장 많았고, 오개념의 형성 원인과 조사 방법, 오개념의 유형 분석 등의 순으로 나타났다. 2. 오개념의 교정 방법으로 수업에서 활용할 수 있는 모형은 개념 변화 수업 모형과 발생 학습 모형이 주로 알려져 있으나 본 조사 연구에서는 그 외에도 가설 검증 학습 방법, 발견 학습 방법, 순환 학습 모형, 컴퓨터 보조 학습 방법, STS수업 방법, 비유 수업 방법 등이 있었다. 3. 문헌의 분석에서 조사된 8가지 수업 모형들은 활용하여 수업하였을 때 학생들의 과학 개념에 대한 사고의 깊이가 더 깊어졌으며, 또한 전통적인 강의식 수업을 할 때보다 오개념을 교정하는데 효과적이었다. 이상의 수업 모형들은 활용하여 수업하였을 때 전통적인 강의식 수업을 할 때보다 학생들이 가지고 있는 오개념을 교정하는데 효과적이었으며, 한 가지 수업 모형만을 사용하여 수업을 진행하는 것보다 몇 가지를 적절히 혼합하여 활용하였을 때 더 효과적이라는 것을 알 수 있었다.;In this study, I have seen the recent study trend after 1990 regarding scientific misconceptions through ERIC research. Especially I classified and analyzed teaching materials or classroom activities which are able to revise the scientific misconception. Accordingly I found the efficiency of those teaching materials and suggested to apply them to our science classroom. The results of this study are as follows : 1. Early in 1990s a number of researches on the scientific misconception were engaged, but it has been decreased since the mid 1990s. Most of them are published in U.S.A. and are mostly report-type of papers or teacher's guide. The research is dealt with elementary or secondary students and is focused on mechanics and electromagnetics etc. 2. In the documents like teacher's guide, the topics are mostly correction and treatment on the scientific misconceptions but some of them are about analyzing the misconception's types, searching the origins of scientific misconceptions or it's research methods. 3. There are 8 types of classroom activities which applied the correctionㆍtreatment of scientific misconception such as Hypothesis Analysis Learning Model, Conception-changing model, Discovery Learning Model, Cooperative Learning Model, Learning Cycle Model, STS learning Model, Comparison Learning Model, Computer Assisted Instruction. 4. When teachers apply these learning models to their classrooms, they could increase students' interests in science class. Furthermore, the research shows the students' improvements and better developed scientific way of thinking. In addition, the classroom with the new learning models is proved to be more effective in revising the scientific misconception than the traditional classes which are mainly teachers' one sided explanation The conclusion of this study is as follows. There are many programs and learning models that are designed to correct and treat misconceptions. However, this study clearly shows that it is much more effective to put several learning models together properly in a class than to apply only one learning model.