보일 - 샤를의 법칙에 대한 중학생들의 문제 해결 유형

Abstract

본 연구에서는 발성사고법을 사용하여 보일-샤를의 법칙에 대한 중학생들의 문제 해결 과정을 알아 보고자 하였다. 문제 해결 과정에서 나타나는 구체적 행동, 문제 해결 전략 등에 대하여 6명의 성적 우수아와 2명의 성적 보통아의 문제 해결 과정 프로토콜을 분석하였더니, 그 결과가 다음과 같았다. 1. 모든 학생들은 문제 해결 성공 여부에 관계없이 문제의 이해, 계획, 계획의 수행, 검증의 순서에 따라 문제를 해결해 나간다. 이때 실패자는 계획 단계에서부터 실수를 보이고 있으며, 부분적 성공자는 주로 계획의 수행 단계에서 많은 계산상의 오류를 범하고 있다. 2. 문제의 난이도에 관계없이 모든 학생들은 일련의 문제 해결 과정을 순서(문제의 이해, 계획, 수행, 검증)대로 따라가며 문제를 해결하였다. 3. 학생들은 답을 구한 후 검증 단계 중 '해외 부호, 값, 단위 등을 확인하기'를 대부분 거치고 있는데, 이는 학교 수업 시간이나 시험에서 단위 등을 매우 중요시하기 때문이다. 4. 문제 해결 단계별 소요 시간 비율을 살펴보면, 모든 학생들이 계획의 수행 단계에 대부분의 시간을 할애하고 있는데, 이는 학생들이 아직 문제 해결에 있어서 초심자이므로 수학적 계산 능력과 문제 해결 경험이 부족하기 때문이다. 5. 형식적 조작기에 도달한 학생일수록 지식-개방 전략을 많이 사용하였고, 구체적 조작기에 있는 학생들은 수단-목적 전략이나 임의 전략을 주로 사용하였으며 문제 해결 포기도 쉽게 하였다. 6. 선행 지식을 많이 갖춘 학생들은 계산상의 실수를 보이기는 하지만 대부분 문제 해결에 성공한 반면, 선행 지식이 부족한 학생들은 문제 해결의 계획 단계에서부터 오류를 범하고 있다.;This study intended to find the differences between upper ability students and lower ability students in problem-solving processes for the problems about Boyle-Charles' law. Six upper ability students and two lower ability students in middle school were participated in this study. The researcher adapted so called "Thinking Aloud" method. The problem-solving processes were recorded and transfered into protocols. The protocols were analysed by problem-solving process coding system which was developed by the researcher on the basis of Larkin's problem-solving process model. The results were as follows : 1. Good solvers mostly used Knowledge-Development strategy in solving problems, but poor solvers used Means-Ends strategy or Random strategy. 2. Each student solved in sequence of understanding, plan, carrying out the plan, and evaluation steps regardless of problem difficulty. 3. All subjects spent much time in carrying out the plan stage because they lacked of calculation ability. 4. when students felt that the problem was hard to understand, they selected the formula containing the terms stated in the problem. 5. In examination stage, most subjects confirmed the sign, unit, and magnitude of answers. I think that this is due to the teacher's emphasis on units in classroom or examination.