모형의 개발과 활용이 중학생들의 전기 관련 개념에 미치는 영향

Abstract

전기 관련 개념들은 학생들이 이해하기 어려워하는 과학 개념들 중의 하나로서 전기 단원을 다 배우고 난 후에도 전기에 대한 많은 오개념을 가지고 있다는 연구 보고가 있다. 더욱이 이러한 전기에 대한 오개념들은 전통적인 강의 중심의 수업에 의해서는 쉽게 과학자적인 개념으로 바뀌지 않는다. 본 연구에서는 학생들에게 흥미를 갖게 하고 전기 관련 개념을 쉽고 올바로 이해시키는 데 도움이 되는 모형을 개발하여 실제 수업에서 활용한 후, 학생들의 개념 변화와 과학 학습 태도에 미치는 영향을 조사하였다. 연구 대상은 서울시의 한 중학교 2학년 60명이었으며 전기 관련 개념 사전조사에서 통계적으로 유의미한 차이가 없는 3개 반을 구성하였다. 3개 반 중 통제반은 교과서 중심의 수업을 실시하였으며, 실험 I반은 본 연구에서 개발한 전자 모형만을 사용하여 수업을 실시하였으며 실험 II반에는 전자 모형과 교과서 비유를 함께 사용한 수업을 실시하였다. 4일간의 수업 실시 후, 전기 관련 개념 변화와 모형 사용에 대한 선호도 및 과학 과목에 대한 태도 등을 알아보기 위한 사후검사를 실시하였다. 연구 결과, 모형을 사용한 실험 I반과 모형과 교과서에 사용된 비유를 함께 사용한 실험 II반은 교과서 위주의 강의 중심의 수업에 비하여 학생들의 전기 관련 개념의 이해에 매우 효과적이었다(p<.001). 그러나 모형만을 사용한 실험 I반과 모형과 교과서에 사용된 비유를 함께 사용한 실험 II반 간에는 학생들의 전기 관련 개념 이해에 유의미한 차이가 없었다. 또한 학생들은 강의 중심의 수업에 비하여 모형과 비유를 사용한 수업을 더욱 선호하였으며, 모형 사용은 학생들의 전기 관련 개념의 이해뿐만 아니라 흥미와 자신감 증진, 수업에의 적극적인 참여를 유도하는 데 효과적이었다. 결론적으로 본 연구의 결과를 통해 교과서 중심의 수업에 비하여 전기 관련 모형을 사용한 수업은 학생들의 올바른 개념 습득에 효과적이었다. 또한 학생들은 개념들을 쉽게 이해하게 됨으로써 과학과목에 대한 자신감과 흥미를 갖게 되는 등 과학 과목에 대한 긍정적인 태도를 나타내었다. 더욱이 과학 태도 검사 결과 학생들은 모형이나 시각자료의 활용을 선호함을 알 수 있었다. 따라서 효과적인 과학 교수-학습을 위하여 학생들이 어려워하는 과학 개념을 쉽고 정확하게 이해시킬 수 있는 모형개발에 대한 지속적인 연구가 필요하다고 할 수 있다. ; The concepts related to the electricity are very difficult for middle school students to understand. Several research results revealed that students had misconcepts eventhough they studied electricity. Furthermore the misconceps for electricity are very difficult to be changed into scientists concepts by traditional teaching methods in school classroom. Therefore the purpose of this study was to examine the effects of the science learning by using model related to electricity over the students conceptual change and learning attitude. For this study, 60 eighth graders, were sampled from a middle school in Seoul. The students were divided into three groups for implementation of three kinds of program, two experimental groups and one control group. In the experimental group I the electron model which was developed in this study was used. In the experimental group II, the electron model was used with several analogies in science textbook. In the control group the contents in science textbook were used. The researcher taught for all groups for four days. Before the classes begin, pretest about the concepts related to the electricity was given. After the classes finished, posttest about concepts related to electricity and use of model were examined to investigate the students conceptual change and attitude toward the use of model. The results of this study were as follows. 1. There were significant differences between the experimental group I, the experimental group II, and the control group(p=.000). However there was no difference between the two experimental groups. 2. On survey about the use of model, the students in the experimental group answered that they preferred the use of model. The use of model was effective in improving interests, confidence of science subject, active participation as well as understanding concepts related to electricity. For effective science teaching and learning, the sequential studies for the development and use of model are needed.