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중학교 과학수업에서 확률 문제해결 활동이 확률개념 형성에 미치는 영향 및 확률개념 형성 정도

Title
중학교 과학수업에서 확률 문제해결 활동이 확률개념 형성에 미치는 영향 및 확률개념 형성 정도
Authors
정금자
Issue Date
2002
Department/Major
교육대학원 화학교육전공
Publisher
이화여자대학교 교육대학원
Degree
Master
Abstract
This research paper is about the degree of probability conception formation and misconception of some students involved in CASE class and some that weren't, whose results are illustrated by the CASE program intervention in middle school science classes. In this thesis I will analyze the probability conception change of before and after CASE activity and interaction according to the students' level of intellectual ability in order to determine how students develop basic probability and capability of solving problems. To determine the formation degree of probability conception, I divided the students into an experiment group and a disposal group. I observed the class contents of activity 13, 14, 15 which had the theme of probability theory in the experiment group - I also audio taped, transcribed, and analyzed the activity process. In addition, I interviewed students to analyze the level of their cognition. The results of three established study problems induced the following conclusions. With regard to the formation degree of probability conception, students in the disposal group made correct deductions, while those in the disposal group made several errors or misconceptions, due to students' tendency to use experience as a determinant of knowledge. Particularly, even though proportionality and combination conception are essential conditions for the study of probability conception, students in the control group had difficulties in solving the problems of proportionality and probability conception. They could not therefore understand and/or form probability conception. Generally, when both groups had to speculate on different situations so as to determine the probability of chance in each situation, most did so in rather intuitive methods, as opposed to logical ones, and relied on their experiences or lack thereof to solve the probability problems. Clearly the results show that students have deep misconceptions as representations, availability heuristics, recent effect, and outcome approach. One particular student with a relatively high degree of intelligence led the discussion in every group, which was split according to students' intelligence. Students whose intelligence level was low had difficulties in basic manipulating, like calculating fractions and drawing graphs when they interacted with the CASE activity intelligence levels. At those times, classmates assisted them in solving the problems. High level intelligence however tried to solve the problems by actively discussing the problems together when they had to overcome difficulties. If they weren't able to do so, they exhibited capabilities of problem solving techniques and probability intelligence through interactions with a teacher. In conclusion, the results of the disposal (management) group shows that students' misconceptions and biased views have decreased because they used probability intuition.;이 연구는 중학교 2학년 과학수업에서 확률 문제해결 활동이 확률개념 형성에 미치는 영향 및 확률개념 형성 정도를 알아보고자 하였다. 확률개념의 형성정도를 알아보기 위하여 중학교 학생 199명을 선정하고, 통제집단(95명)과 실험집단(104명)으로 구분하였다. 통제집단은 CASE 활동을 실시하지 않고 정규 과학수업만을 하였고, 실험집단은 3개의 확률 관련 CASE 활동을 하였다. 두 집단 모두 활동 전·후의 변화를 알아보기 위하여 사전·사후 검사를 실시하였다. 확률개념 형성정도는 사전검사에서는 실험집단과 통제집단의 점수가 통계적으로 유의미한 차이가 없었으나, 사후검사에서는 실험집단이 통제집단에 비해 통계적으로 유의미하게 높은 점수를 얻었다(p<.01). 따라서 이 연구에서 적용한 CASE 확률 활동 프로그램 전략이 통제집단의 기존의 과학수업 전략에 비해 중학교 학생들의 확률개념 형성에 영향을 미친다는 것을 알 수 있다. 확률 문제해결 과정에 대한 분석결과, 전통적인 방식으로 과학수업을 한 통제집단에서는 많은 학생들이 판단적 발견술과 판단 전략에 의존해서 확률문제를 해결하였다. 특히 비례나 조합개념은 확률개념을 학습하는데 필수적인 조건인데, 통제집단에서는 비례나 조합개념 문제해결에 있어서 어려움이 있었다. 그 결과 확률 개념을 이해하고 형성하는데 무리가 있었다. 일반적으로 두 집단 모두 사건이 일어날 가능성을 추측할 때, 학생들이 이전에 확률에 대한 경험이나 무경험의 결과로 학생들이 우연 현상에 대한 확률을 구할 때, 즉각적인 해결을 위한 논리적인 방법을 떠올리기보다 직관적인 판단에 의하여 처리함으로써 오개념을 형성했다 이 연구에서 관찰한 오개념은 모집단과 아주 흡사하거나 표본추출 과정이 무작위성을 띠는 경우를 더 일어날 가능성이 있는 것으로 판단하는 대표성 발견술, 어떤 사건의 실례가 마음속에 형성되거나 회상되는 정도에 기초하여 사건이 일어날 확률을 예측하려는 유용성 발견술, 어떤 사건의 확률을 추측할 때 과거에 경험했던 여러 가지 경우가 앞으로 계속 관측될 것인지, 아닌지에 영향을 미치는 최근효과 등이 있다. 따라서 이러한 불확실한 정보가 주어지는 상황에서 확률적 판단이 요구되는 경우에, 판단 전략을 구사하거나 전략의 한계 때문에 오개념 발생의 주원인으로 작용한다. 이를 극복하기 위해서는 CASE와 같은 논리활동을 통해 오개념에 기초한 예를 노출시켜 다룸으로써, 학생들은 이를 경험하고 수정할 수 있으며 또한 판단 전략을 견고한 확률직관으로 발전시켜 다음 단계로의 인지수준을 높일 수 있을 것이다. 이상의 연구 결과를 살펴볼 때, 상호작용을 강화한 CASE 확률 프로그램 활동 전략이 학생들의 확률개념 형성에 효과적인 것을 알 수 있었다. 또한 CASE 활동은 학생-학생, 교사-학생의 상호작용을 통해 인지갈등과 메타 인지적 사고를 하게 함으로써 과학교육의 중요한 목적이자 CASE 프로그램에서 추구하는 인지가속이 일어날 수 있을 것이다. 이와 같이 과학수업을 이용한 CASE 프로그램 전략이 확률개념 형성에 효과적이므로 교육현장에서도 활용할 것을 권장한다.
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교육대학원 > 화학교육전공 > Theses_Master
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