초심자들의 일, 열 및 에너지 개념에 대한 문제 해결 과정 분석

Abstract

본 연구는 화학 교과 내용 중 일, 열 및 에너지 개념에 대한 초심자들의 문제 해결 과정을 알아보기 위해 시도되었다. 연구 대상은 대학교 과학교육과 화학전공 1학년과 3학년 학생 총 8명으로 하였으며, 연구 방법은 "발성 사고법"(think aloud method)과 "회상적 면접법"(retrospective interview)을 병행하여 실시하였다. 검사 결과의 처리는 Larkin(1978)이 제시한 문제 해결 과정 모형을 일부 수정, 보완하여 구성한 문제 해결 과정 분류 체제를 이용하여 분석하였다. 그 결과 얻어진 결론은 다음과 같다. 1. 문제를 잘 푸는 초심자(good novice solver)들은 문제를 전체적으로 이해하고, 단계별로 계획을 수행하여 문제 상황에 적절한 공식을 사용하는 반면, 문제를 잘 풀지 못하는 초심자(poor novice solver)들은 문제 상황에 대한 질적인(qualitative)이해 부족으로 부적절한 공식을 사용한다. 즉, 문제를 잘 푸는 초심자들은 특정 문제 상황에 대한 과정 지식(procedual knowledge)을 가지고 있음을 알 수 있다. 이는 본 문항의 3번과 4번의 부피-압력에 대한 일을 구하는 경우에 있어서 차이가 뚜렷하게 나타났다. 2. 문제를 잘 푸는 초심자들은 문제 해결 방안에 있어서 난이도에 관계없이 K-D 전략을 사용하는 경향이 높은 반면, 문제를 잘 풀지 못하는 초심자들은 난이도가 높은 경우, M-E나 RA 전략을 사용하는 경향이 나타났다. 3. 문제 해결 과정에서도 문제를 잘 푸는 초심자들은 문제를 잘 풀지 못하는 초심자들보다 검증단계를 사용하는 경향이 높았다. 4. 대부분의 초심자들을 부피-압력에 대한 일을 구하는 문제에 실패하였으며, 일, 열 및 에너지에 대한 오개념들이 많이 형성되어 있었다.;This study was designed to find novice's problem-solving process about work, heat and energy in the area of chemistry. The test was carried out by four freshman students and four junior students in a department of chemistry education. The researcher investigated (1) student's misconception by prior knowledge test, (2) their problem-solving process by means of "think-aloud method" and "retrospective interview" in solving four chemistry problems about these concepts. The problem-solving process were recorded and transfered into protocols. The protocols were analized by problem solving process coding system which was developed by the researcher OR the basis of Larkin's problem solving process model(1978). The results are as follows: There was some differences of problem-solving process between good and poor novice problem solvers. 1. Good novice problem solvers understand totally problem, think of problem solving procedure before solve problem and use adequate equations. But poor novice problem solvers can not understand qualitative problem context and use inadequate equations. 2. Good novice problem solvers tended to use K-D strategy about all problems, whereas poor novice problem solvers use M-E or RA strategies which difficulty was high. 3. Good novice problem solvers spent much time in evaluation steps than poor novice problem solvers did. 4. Many of novices fail to solve PV-work problems and have misconceptions about work, heat and energy.