중학교 과학수업에서 나타나는 학생들의 보상논리 형성에 관한 연구

Abstract

이 연구에서는 CASE(Cognitive Acceleration through Science Education) 프로그램을 적용한 중학교 1학년 과학 수업에서 나타나는 학생들의 보상논리 형성과정을 분석하고 논리적 조작의 한 요소이며 변인간의 관계에 대한 논리인 보상논리를 발달시키기 위한 방안을 모색하여 이를 중학교 과학교과내용과 연계하고자 한다. 연구 대상은 서울 소재 남녀공학 중학교의 3개 반 5개조 21명을 대상으로 하였으며 CASE 프로그램에서 보상논리를 주제로 한 4개의 활동의 수업내용을 참여 관찰하였고, 그 내용을 녹음하여 전사·분석하였다. 활동이 끝난 후에는 학생들을 대상으로 반구조화된 인터뷰를 실시하였다. 연구 결과, 보상논리를 형성하기 위해서 한 변인만이 아닌, 여러 변인들이 평형에 영향을 줄 수 있다는 것을 이해하고 논리적 증식에 의해서 변인의 변화를 표현하여 한 변인의 변화는 다른 변인의 변화를 일으킨다는 것을 인식하는 것이 필요하며, 두 변인의 변화를 정량적 용어로 표현하고, 두 변인사이에 반비례 관계가 성립한다는 것, 평형을 이루는 힘은 일정하게 보존된다는 것을 이해해야 함을 알 수 있었다. 보상논리 형성을 위한 CASE 활동 10 '양팔저울' 은 보상논리 형성에 필요한 요소들을 단계적으로 학생들에게 제시하고 있으며 학생들은 구체적 조작을 통해서 보상논리를 형성해 갈 수 있음을 발견할 수 있었다. 그러나 학생들의 보상논리 형성과정을 분석한 결과 학생들은 활동지의 구성처럼 보상논리를 형성해 가고 있지 못하고 있으며 개인마다 각기 다른 유형의 형성과정을 나타내고 있었다. 수학적 연산력에 뛰어난 학생들은 비례식에 의해 보상논리를 설명하고 반비례관계와 보상논리는 같은 개념이라고 생각하는 경향이 강했고, 보존논리가 잘 발달되지 않은 학생들은 보상논리 형성과정에서 평형을 유지하려는 힘은 보존된다는 생각과 두 변인의 관계를 연관지어 생각하지 못하였다. 보상논리 형성에 성공한 학생들은 다른 학생들에 비해서 보존개념 형성정도가 높았다. 학생들이 보상논리 형성과정 중에서 겪는 문제점을 분석하면, 이를 해결하기 위한 방안도 모색할 수 있다. 연구 결과 보상논리 형성을 촉진시키기 위해서 보상논리 형성에 필요한 요소들을 제시하고, 이를 발달시킬 수 있는 프로그램의 개발이 필요하며 비례논리나 보존논리와 같이 보상논리와 밀접한 연관이 있는 논리들도 같이 발달시킬 수 있는 방안의 모색이 필요하다는 것을 알 수 있었다.;The purpose of this study is to analyze the formation of student's compensation concept on some CASE(Cognitive Acceleration through Science Eucation) activities in 1st grade middle school science class and formulate a plan of developing compensation concept-one of the logcial operations. For this purpose, verbal interactions during CASE activities were audio-taped, transcribed, and analyzed. And classroom observation and interview with students were carried out. The result of analyzing the formation of student's compensation concept showed that the essential parts of formation of compensation concept are belows: -equilibrium is influenced by not one variable but various variables. -By logical multiplication, variations of two variables is expressed in qualitative correspondence and variations in one variable are simultaneously ordered with variations in another variable. -variations of variables are expressed extensive quantification. -two variables are inversely proportional to one another. -equilibrium is conserved. The result of analyzing CASE activity 10 "balance beam" showed that it presents essential parts of formation of compensation concept and students develop compensation concept by concrete operations. But not all the students can develope compensation concept like CASE worksheet's organization and students have unique formation process of compensation concept. Students who were superior to mathematical operations express compensation concept with inverse proportionality and who were inferior to conservation concept can not connect "relation of two variables" with "equilibrium is conserved" at the formation process of compensation concept. Students who succeed in the formation of compensation concept show high level in conservation concept. Analyzing student's troubles in the formation process of compensation concept contributes to the solutions of this difficulty. To promote the formation of compensation concept, it is necessary that programs in which the essential parts of formation of compensation concept are presented are to be improved and that how develop proportional concept and conservation concept as closely related with compensation concept should be studied.