이상화(Idealization)에 대한 고등학교 물리교사의 인식 탐색

Abstract

Physics is one of the most difficult subjects and its level of learning is very low. Many studies for the reason why have been conducted and one of them is ideal conditions. It is very difficult to study physics without having an understanding of idealization because it is an integral part of physics and physics study. Also, lack of precise explanation about the idealization on physics questions in the recent College Scholastic Ability Test has been a hot issue. However, in spite of the importance of idealization, students’ and teachers’ recognition for it is very low and research for this is not enough. For the research, 10 high school physics teachers in Seoul and Gyeonngi Province were interviewed regarding their recognition about idealization. The interview was conducted for 30 to 50 minutes for each time with semi-structured interview. The interview was recorded and analyzed through two coding processes. Even though the teachers were not familiar with the term, ‘idealization’, they understood the meaning of the term and answered that they mention ‘idealization’ in their classes. However, the teachers answered in various ways and those answers tended to be limited to dynamics. The teachers use variations of well known and ideal conditions but they just use idealized concepts or rules for other unfamiliar ideal conditions. Also, the teachers think they need to explain about idealization during their classes for the following reasons. It solves the gap between physics and practical life, reduces students' misunderstanding about physics, helps students to have a better grasp on the concepts of physics and finds key solutions for the problems. Also, it reduces gaps between subjects and ages and problems that can be caused during exams. However, some of the teachers said that they do not need explanation about idealization because the explanation can be difficult for students. Since teachers' recognition can affect their classes, research on class strategies were also conducted. Most teachers used passive ways such as focusing on well known ideal conditions or making students find answers about idealization from their text books. However, some teachers use active ways; making students find the idealizing process of a scientist's way of making physics concepts or rules by themselves through question and answer, or by adding or abstracting ideal conditions so that they can study more actively. In experimental classes, teachers also make students understand that experiments can be lacking idealization and how to calculate errors. Those strategies are difficult to implement in physics. Above all, teachers mentioned the importance of educating teachers, relationship between idealization and students' understanding and developing ways of teaching. This research will provide general levels of teachers' recognition about idealization. Also, it will enhance teachers' understanding about idealization and provide ideas about teacher training and to develop follow-up studies. Teachers’ and students' research on idealization needs to be conducted very carefully so that the importance of idealization in physics can be provided. It is expected that research and study frames can be established as well as ideal conditions which can be helpful in teaching physics and studying by standardization.;물리는 학생들이 기피하고 어려워하는 과목으로, 그 학습 수준 또한 매우 낮다. 그 이유에 대해서는 많은 연구가 이루어졌는데, 여러 이유 중 하나로 이상조건이 지적된 바 있다. 이상화는 물리학과 물리학습의 전반을 이루는 것으로 이에 대한 정확한 이해 없이는 제대로 된 물리학습이 이루어질 수 없다. 또한 최근 대학수학능력시험 물리 문항에서 이상조건에 대한 정확한 언급이 없어서 큰 논란이 되기도 했다. 하지만 이런 중요성에도 불구하고 이상화에 대한 학생과 교사의 인식 수준은 매우 낮고, 그에 대한 선행 연구도 매우 미비한 실정이다. 이에 본 연구는 서울, 경기 소재 고등학교 현직 물리교사를 10명을 대상으로 하여 심층 인터뷰를 통해 이상화에 대한 그들의 인식을 알아보았다. 인터뷰는 반구조화된 인터뷰 기법으로 1회 30~50분 정도 진행되었다. 인터뷰 내용은 녹음 후, 전사되어 두 번의 코딩과정을 거쳐 분석되었다. 분석 결과 교사들은 이상화란 용어에 대해서는 낯설어했지만 그에 대한 설명은 쉽게 이해하였고, 이상화를 수업 시간에 언급한다고 응답하였다. 하지만, 그에 대한 인식은 현 교과서나 문제집 등에 제시된 수준에서는 대체로 다양한 응답이 나왔으나 역학에 한정되는 경향을 보였다. 인식을 바탕으로 수업 전략을 탐색한 결과 역시 잘 알려진 이상조건에 대해서는 다양한 방법이 쓰이고 있었지만, 그렇지 않은 유형은 이상화된 개념이나 법칙 자체를 그대로 교수하고 있는 것을 발견할 수 있었다. 또한 교사들은 수업 중 이상화에 대한 설명을 해야 될 필요가 있다고 이야기 하였는데, 그 이유는 다음과 같았다. 물리 문제와 실생활 간 물리 현상의 차이를 이해하고, 학생들의 오개념을 줄이고, 학생들의 지적 호기심을 증대시키며, 문제 해결의 핵심 실마리를 찾는다. 또한 과목간 · 학년간 연계성을 높이고 평가에서의 문제를 줄인다. 몇몇의 교사들은 수업 중 이상화에 대한 설명의 필요성을 느끼지 못한다고 이야기하였는데, 그 이유는 이상조건에 대한 설명이 해당 개념의 학습이나 교과과정의 수준을 넘어서 학생들에게 어려움과 거부감을 줄 수 있기 때문이라고 하였다. 교사들의 인식이 수업에 영향을 미칠 것이라 보고, 이상화에 대한 인식 탐색의 일환으로 수업 전략도 탐색해보았다. 이론 수업에서의 전략으로 교사들은 현 교과서나 참고서의 개념이나 문제들에 이미 제시되어 있는 이상조건에 주의 집중시키거나, 문제 풀이 노트를 통해 숨겨진 이상조건을 찾는 등의 소극적인 교수 전략을 사용하고 있는 것이 대다수였다. 하지만, 질의 응답을 통해 과학자가 해당 물리 개념이나 법칙을 만드는 이상화 과정을 스스로 찾게 하거나 문제에서 이상조건을 빼거나 첨가하는 활동으로 당연시되거나 공식화된 이상조건을 보다 적극적이고 발산적으로 학습할 수 있는 전략들도 쓰이고 있었다. 실험 수업에서의 이상화에 대한 수업 전략은 실험실 상황이 이상조건이 결여된 상황임을 알게 하거나 오차를 계산하여 토의하는 방법이 있었다. 이상의 탐색된 수업 전략들은 아직 전략의 측면에서 접근하기에는 다소 무리가 있었다. 마지막으로, 교사들은 이상화에 대한 제언점으로 이상화에 대한 교사 교육의 필요성, 이상화와 학생 이해도에 대한 상관관계 연구의 필요성, 이상화에 대한 수업 방향도 이야기 하였다. 본 연구를 통해서 이상화에 대한 교사들의 인식 수준의 대략적인 틀이 제공될 것이다. 또한 이상화에 대한 교사들의 이해 수준을 높이고, 교사 교육과 수업 전략 개발에 기초를 제공하여 후속 연구에 발판을 제공할 수 있을 것으로 사료된다. 제언하는 바는 후속 연구를 통해 이상화에 대한 교사 및 학생 연구가 보다 심도 있게 다뤄져서, 물리학습에서의 이상화의 역할과 필요성에 대한 근거가 확보되어야 한다는 것이다. 또한 이상화와 이상조건에 대한 조사 · 연구의 틀이 확립되고, 현 교육과정에서 벗어나지 않는 선에서 물리 교수-학습에 도움이 될 수 있는 이상조건들이 하루 빨리 표준화되어 이를 현장에 반영할 수 있길 기대해본다.