이상조건이 물리문제를 해결하는 고등학생의 불안 수준에 미치는 영향

Abstract

The Idealization, used as an creative method when constructing Physics World form the real world, influences on the problem-solving process of students. The purpose of this study is how the Ideal conditions used for Idealization influence the Anxiety level of students solving the physics problem. First of all, in order to develop the questionaire to find out the influence of Idealization on the Anxiety level of students who are solving the physics problems, the degree of their cognition about Ideal conditions was examined. According to the result analysis, the students' degrees were various about some particular Ideal conditions. However, the answering rates about most Ideal conditions were relatively lower than the average 50%. This could be regarded that many students do not know and recognize what Ideal conditions are during the problem-solving process. The questionnaire to examine the Anxiety level based on the Ideal conditions which students understand highly was developed. The subjects were 733 high school students of the 2nd and 3rd grade in 5 high schools in Seoul and Gyounggi-do. The findings are as follows: First, according to the analysis results, students have high Anxiety level when solving the physics problems excluding the Ideal conditions. Second, when it comes to the result of analyzing Anxiety level in terms of particular Ideal conditions, most particular Ideal conditions had relatively much influence on the students' Anxiety level. But, several Ideal conditions had little effect on students; these conditions had been mentioned and included in most physics problems. This means that students had studied subconsciously the Ideal conditions which are assumed in most physics problems and thought of those Ideal conditions as something natural. Third, the average of students' Anxiety level is 3.23, which means that Ideal conditions cause students to feel anxiety during the physics class and the problem-solving process, according to the result of analyzing Anxiety level as general Ideal conditions. Fourth, in the aspect of the individual Anxiety level, the total comes to average 81.06(64.85%); students' anxiety level caused by the Ideal conditions during the problem-solving and learning process was relatively high. In order to examine the meaningful differences in the individual Anxiety level according to sex or right-wrong answerer, SPSS 12.0 or statistics program was used and t-test was conducted. As a result, girl students' anxiety level was higher than boy students', but that was not meaningful statistically, and the anxiety level of wrong answerers was higher than that of right answerers (p<.05). In conclusion, the Ideal conditions used to define the Physics World influence on not only students' the problem-solving process but also their anxiety. Therefore, to perceive and understand the Ideal conditions rightly would be more effective to improve students' learning competence and their problem-solving skills.;학생들은 물리교과를 학습하는 과정 중에 많은 어려움을 겪는다. 이러한 어려움의 원인을 크게 두 가지로 살펴보면 첫째, 물리교과 내용의 대부분이 비가시적이고 추상적이라는 교과의 특징에서 찾을 수 있다. 둘째로 학생들이 현실세계에서 직접적인 경험을 통하여 획득한 지식들이 물리세계의 그것과는 다른 특징을 나타낼 때, 이것이 학생들의 물리교과 학습을 방해하는 요인으로 작용하게 된다. 따라서 본 연구에서는 현실세계로부터 물리세계를 구성할 때 사용되는 방법인 이상화(Idealization)가 학생들의 문제해결과정에 미치는 영향에 대해 살펴보고자 하였다. 본 연구의 목적은 이상화를 위해 사용되는 다양한 이상조건(Ideal conditions)이 물리문제를 해결하는 학생들의 불안 수준에 미치는 영향을 알아보는데 있다. 불안(anxiety)은 정의적 영역 중 하나로 학생들의 학습 및 문제해결과정에 영향을 미친다. 따라서 이상조건으로 인해 학생들의 불안 수준이 높아진다면, 이것은 바로 문제해결과정에 영향을 미치게 되기 때문이다. 물리문제 해결과정에서 이상화가 학생들의 불안 수준에 미치는 영향을 파악하기 위한 검사지를 개발하기 위해 우선, 문제해결과정에서 이상조건에 대한 학생들의 인식 수준을 조사하였다. 이러한 설문으로 경기 지역의 약 45명의 고등학교 2, 3학년 학생들에게 이상화가 배제된 물리문제 및 풀이과정에 내재되어 있는 이상조건을 찾아보게 하였다. 그 결과 특정 이상조건에 대해서 학생들의 인식 정도가 다양하게 나타났다. 그러나 대부분의 이상조건 인식 정도에 대한 학생들의 응답률이 평균 50%이하로 비교적 낮게 나타났다. 이것은 많은 학생들이 문제해결과정에서 이상조건을 특별히 인지하지 못하고 있다는 것을 의미한다. 조사된 학생들의 이상조건 인식 수준을 바탕으로 이상조건에 대한 불안 수준을 검사하는 검사지를 개발하였다. 이 검사지는 역학 및 전자기학 영역의 문제 1개씩을 묶어 총 세 가지 종류의 형태로 개발되었고, 각각의 문제를 해결하는 과정에서 학생들이 느끼는 점을 Likert식 5단계로 체크하도록 구성하였다. 검사는 서울시와 경기도에 위치한 5개 일반계 고등학교 24학급의 총 773명을 대상으로 이루어졌다. 검사 결과를 바탕으로 물리문제 해결과정에서 이상조건에 따른 학생들의 불안수준에 대해 문항별, 특정 이상조건별, 일반 이상조건별 불안 평균점수와 각 검사지에 대한 개인별 총점을 이용하여 분석하였다. 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 이상조건에 따른 불안 수준을 검사지의 문항별로 분석한 결과, 이상조건이 배제되어 있는(현실세계의 상황에 가까운) 물리문제일수록 문제를 해결하는 과정에서 학생들이 느끼는 불안 수준이 높았다. 둘째, 이상조건에 따른 불안 수준을 특정 이상조건별로 분석한 결과, 불안 수준에 적은 영향을 미치는 이상조건들은 대부분의 물리문제에서 늘 언급되거나 내재되어있는 것이었다. 이것은 대부분의 문제에서 가정하고 있는 이상조건을 문제해결과정에서 학생들이 잠재적으로 학습하여 자연스럽게 적용한다는 것을 의미한다. 셋째, 이상조건에 따른 불안 수준을 일반 이상조건별로 분석한 결과, 학생의 불안 수준은 평균이상으로 이상조건이 학생들의 물리교과 학습 및 문제해결과정에서 불안함을 야기하는 요인이 된다. 넷째, 이상조건에 따른 불안 수준을 개인별로 분석한 결과, 학습 및 문제해결과정 에서 이상조건에 의한 학생들의 불안 수준이 평균 이상으로 비교적 높았다. 연구 분석결과는 이상조건이 물리문제 해결과정에서 학생들의 불안 수준에 많은 영향을 미치고 있다는 것을 시사한다. 이러한 결과에 대해 성별, 정·오답자의 차이에 따라 개인별 불안점수에 유의미한 차이가 있는지를 살펴보기 위해 SPSS 12.0 통계프로그램을 이용하여 t-검정을 실시하였다. 그 결과, 여학생의 이상조건에 따른 불안 수준이 대체적으로 남학생보다 높았으나 통계적으로 유의미하지 않았고, 반면, 제시된 문제에 대한 오답자의 이상조건에 따른 불안 수준이 정답자보다 높았다(p<.05). 이러한 연구의 결과를 바탕으로 다음과 같은 제언을 하고자 한다. 첫째, 문제에 제시되거나 내재되어 있는 이상조건은 학생들의 문제해결과정에서 학생들에게 불안함을 야기하고 영향을 미치게 되므로, 교사들이 물리문제를 출제함에 있어 이상조건에 대한 표현을 정확하고 올바르게 할 필요가 있다. 둘째, 이상조건은 학습 및 문제해결과정 중 학생들의 불안 수준에 영향을 미치므로, 이상조건에 대한 학생들의 정확한 인식과 올바른 이해가 학생들의 학습 및 문제해결능력을 향상시킬 수 있는 해결책이 될 수 있다. 학습 및 문제해결과정에서 이상조건에 대한 교육적 효과를 알아보기 위한 체계적인 연구가 필요하다. 셋째, 이상조건에 따른 불안 수준은 여학생이 남학생보다 비교적 높게 나타났으나, 통계적으로 유의미하지 않았다. 본 연구의 대상이 남학생에 비해 여학생 표본이 적다는 제한점을 가지고 있으므로 이상조건에 따른 불안 수준의 성별 간 유의미한 차이를 살펴보기 위해 보다 체계적인 연구가 필요하다. 넷째, 이상조건은 학생들의 불안 수준 이외의 다른 여러 가지 특성에도 영향을 미칠 수 있으므로, 학생들의 물리 문제해결과정에 미치는 이상조건의 영향에 대해 보다 구체적이면서 질적인 연구가 필요하다.