중학교 1학년 학생들의 비례 논리 활동과 문제 해결 과정 분석

Abstract

많은 학생들이 비례 개념에 관련된 문제에 어려움을 갖고 있으므로 비례 문제를 잘 해결하기 위해서는 먼저 학생들의 문제 해결 전략과 오류를 파악할 필요성이 있다. 또한 중학교 과학 교과서 내용 중에 비례 논리를 포함하는 내용이 어느 정도인지를 알아볼 필요가 있다. 그리고 과학수업에서 비례 논리에 관련된 내용을 학생들의 인지수준과 관련시켜 분석함으로써 학생들에게 보다 나은 과학적 능력을 향상시킬 수 있을 것이다. 이에 비례 논리에 관하여 학생들에게 유용한 기초자료를 얻기 위함이 그 목적이며 비례 논리를 포함한 문제 해결 과정에서 발생하는 오류들을 분석해봄으로써 교사들에게 효과적인 비례 논리 학습 지도에 도움을 주고자 한다. 따라서 본 연구에서는 CASE 프로그램중에서 비례 논리와 관련된 활동6, 7, 8에 대한 학생들의 활동 과정을 분석하여 학생들의 비례 논리 형성정도와 적용 과정을 알아보고, CASE 프로그램 활동 후, 학생들의 비례 논리의 이해 정도를 파악하기 위해 비례 논리 문제 해결 과정을 면담을 통하여 분석하였다. 그리고 중학교 1학년 과학 교과서 내용 중에서 비례 논리와 관련된 내용을 분석하였다. 연구 대상은 서울 소재의 중학교에 1학년 학생 25명을 임의로 선정하였다. 연구 결과, CASE 활동에서 학생들의 비례 논리 인식 과정은 크게 3단계로 구분할 수 있었다. 첫 번째 단계의 학생들은 비례가 두 가지 변수의 상관관계를 나타낸다는 것을 알고있으며 한 변수의 변화에 의해 다른 변수가 변한다는 것을 깨닫고 그 결과를 예상하려고 하지만, 변수의 정확한 대응 관계를 설정하지는 못한다. 두 번째 단계의 학생들은, 두 변수 사이의 정확한 대응 관계를 형성하고 문제를 해결해내기도 하지만, 이러한 사고방식을 일반화시키지는 못한다. 마지막으로, 세 번째 단계의 학생들은 이전단계까지의 모든 사고가 체계화되고 공식화되어서 비례 문제를 일반화시켜 법칙화할 수 있다. 학생들의 비례 논리에 대한 이해 정도를 알아보기 위해서 비례에 관련된 다른 문제에서는 1단계 학생들은 3문제 모두 해결을 못하고 2단계 학생들은 2개를 해결하고 3단계 학생들은 그림자 문제에서만 해결을 못하는 경향이 있다. 학생들의 인지 수준과 비례 논리 형성과의 관계는 2B학생들은 비례 인식의 단계가 낮은 편이였고 3A 학생들은 비례 인식의 단계가 높은 편이었다. 즉 인지수준이 높을수록 단계도 높았다. 중학교 1학년 과학 교과과정내의 비례 논리의 내용이 많았는데 대부분의 개념들이 단순 대응 관계를 요하기 때문에 모든 단계의 학생들이 별 어려움 없이 해결할 수 있을 것이다. 그러나 반비례를 요하는 대응관계에서는 1단계의 학생들은 노력이 필요하다고 본다. 이상의 연구 결과를 살펴볼 때 비례 논리와 관련된 과학 학습에서 학생들의 유형을 고려하여 원인을 파악하여 해결할 수 있도록 활용할 것을 권장한다.;Because many students have difficulty to problem connected with comparison concept in this research, there is necessity to grasp priority students' problem solution strategy and error to solve well comparison problem. And may improve more than scientific ability to students by analyzing correlating science contents connected with comparison logic with students' cognitive level in science class. Therefore, this research searches comparison logic formation degree and application process analyzing CASE Program Activity 6, 7, 8 and after activity, recognize whether analyze comparison proportional logic problem solution process to grasp comprehension degree of comparison logic and students understand comparison concept how about comparison logic. And wish to help in effective comparison studying guidance to teachers by analyzing error that it happens at problem solution process including comparison logic also being the purpose that serve to get useful data to students about comparison logic by analyzing correlating science contents connected with compa rison logic with first-year student's cognitive level in middle school in science class. Research target inputs and analyzed comparison logic formation ability to 25 students in the one middle schools in Seoul. The results of this are as follows : See comparison congnition process that apply study finding, CASE activity, can divide by greatly 3 steps. Know that it displays corelation of two variables that children of first step are comparison. But, do not realize that other variable changes by change of variable and is going to expect the result, but establish correct confrontation relation of variable. Students of second step do not to form correct confrontation relations between two variable and have solved problem, but universalize these thoughtway. Finally, Students of third step can solve because all accidents to move are systematized and is formulated and applies some comparison problem. Could divide step as comparison congnition process that apply CASE activity in other proportional logical problem connected with comparison. If see distribution of each step students of comparison awareness with cognitive level and comparison logic formation, step of comparison awareness is lower, there are many 2B‘s, and can know that have 3A's cognitive level step of comparison awareness is high. But, cognitive level and comparison logic did not agree perfectly. Contents connected with comparison could know many things fairly as result that analyze whether there is some thing to comparison logic in first-year student science course of study in middle school. The conclusions of this study are as follows : Encourage to utilize so that can solve grasping cause considering students' type in science learning connected with comparison logic and education method proposal emphasizes studying concept than studying method. Because focus in knowledge that is Bangbeopjeok often in a text book, artfulness is thought that must depart contents of a text book to offer significant education in field that is important.