확산과 삼투 개념에 관한 학생들의 이해도 조사 및 오개념의 원인으로서의 교과서 분석

Abstract

학생들은 수업 전에 학습할 내용에 대하여 자기 나름대로의 개념을 가지고 있으며 이러한 개념이 오개념일 때 학습에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 학생들이 가지고 있는 오개념의 유형을 조사하고 이러한 오개념을 갖게 되는 원인을 분석하는 일은 효과적인 개념 학습을 위해서 매우 중요하다. 따라서 본 연구는 생명의 기본 현상을 이해하는데 중요한 개념중의 하나인 확산과 삼투에 관하여 학생들의 이해 수준과 오개념을 조사하고 학교급이 높아짐에 따라 개념이 어떻게 변화되는지를 알아보았다. 또한 확산과 삼투에 관한 내용이 중학교 「과학2」 8종, 고등학교 「과학Ⅰ상」 8종, 「공통과학」 7종, 「생물」 7종 교과서와 대학교 「일반생물학」 5종 교재에 어떻게 제시되어 있는지 분석하여 교과서가 오개념의 원인으로 작용하는지를 알아보았다. 연구 대상은 서울 지역의 중학생 195명, 고등학생 191명, 대학생 195명 이었으며 검사 도구로 Odom과 Barrow(1995)가 개발한 선다형 검사지를 사용하였다. 확산과 삼투 개념에 관한 이해도가 학교급별, 성별에 따라 차이가 있는지 이원변량분석(two-way ANOVA)을 하였다. 본 연구의 결과를 종합하여 내린 결론은 다음과 같다. 1. 확산과 삼투 개념에 관한 이해도 점수는 100점 단위로 환산하여 중학생이 31점, 고등학생이 51점, 대학생이 67점으로 학교급이 높아짐에 따라 개념의 이해도가 높았다(p<0.01). 2. 확산과 삼투 개념에 관한 이해도 점수는 모든 학교급에서 남학생보다 여학생에게서 더 높게 나타났는데 이러한 성별에 따른 이해도 차이는 중학교와 대학교보다 고등학교에서 가장 컸다(o<0.01). 3. 확산과 삼투에 관한 오개념의 유형을 분석한 결과 중학생이 많이 가지고 있는 오개념의 유형을 고등학생과 대학생도 많이 가지고 있는 것으로 나타났다. 대학생들은 오개념을 가장 적게 가지고 있었으나 고등학생들은 중학생들보다 오히려 오개념이 더 높게 나타난 문항이 많았다. 4. 교과서의 내용을 분석한 결과 추상적인 확산과 삼투의 개념을 학생들이 쉽게 이해할 수 있는 구체적인 학습 내용이 부족하였다. 따라서 본 연구에서 조사된 학생들의 오개념의 유형과 연결시켜 볼 때 학생들의 오개념이 교과서의 이러한 문제점으로부터 생길 수 있는 것으로 보인다.;Students have misconceptions related to science concepts before the instruction. These misconceptions are pervasive, stable, and often resistant to change. Therefore, for the effective learning on the concepts, it is necessary to investigate the causes and patterns of students' misconceptions. The purpose of this study is to investigate the misconceptions and the understanding level of students on diffusion and osmosis, and to examine the shifts in concept development that result from maturation and additional instruction. In addition, the textbooks were assessed for the sources of the misconceptions. The subjects of this study were 195 students in middle school, 191 students in high school and 195 students in university in Seoul. And the test tool was the multiple-choice test developed by Odom and Barrow in 1995. The results were analyzed by two-way ANOVA in the statistical packages SAS. The major findings of this study are as follows. 1. The score of the understanding level on the concepts of diffusion and osmosis of junior high school students was 31, that of high school students was 51 and that of university students was 67. In this study, the higher grade students got the higher scores, and it showed meaningful difference in statistics (p<0.01). 2. The score of girls was higher than that of boys in all grades. And the difference of the score according to gender showed great difference in high school(p<0.01). 3. An analysis of the patterns of misconceptions about diffusion and osmosis indicated that certain misconceptions prevail across grade levels. 4. An analysis of the contents of textbooks indicated that textbooks may be the source of students' misconceptions about diffusion and osmosis.