중학생들의 인지수준과 과학교과 중 물리 내용이 요구하는 과학적 사고력 수준과의 관계

Abstract

The purpose of this study is to investigate the relationship between the cognitive level of middle school students and scientific thinking ability level required by the physics contents in science textbook, To test the cognitive level of students, GALT(Group Assessment of Logical Thinking) was utilized, and to analyze the contents of the textbook, CAT(Curriculum Analysis Taxonomy) developed by CSMS(Concepts in secondary Mathematics and Science) program was utilized, The results of this study obtained by analysis and comparison are as follows : 1. Only 17.7% of the middle school students get to formal operational stage and most of the middle school students remain in concrete operational stage or transitional stage, 2. As the result of analysis of physics contents in the science textbook, 76% of physics concepts need the formal operational thinking. 3. There are a great deal of disparity between the cognitive level of students and that required for understanding of the textbook contents, The suggestive points which the result of this study give to physics education are as follow : Teachers must know the requiring cognitive level of students before class. If the cognitive level required in the physcics concept higher than the student's cognitive level, we must teach concept by suggesting several class-aid material according to the level of student and many examples. We suggest that educators should make efforts to develop instruction program and methods which are increased the cognitive level of students.;본 연구는 중학교 학생들의 인지 수준과 과학교과 중 물리 내용이 요구하는 과학적 사고력 수준과의 관계를 알아보는 것을 목적으로 하였다. 학생들의 인지 수준 검사는 GALT(Group Assessment of Logical Thinking) 검사지를 번역한 "논리적 사고력 검사"를 사용하였고, 과학교과 중 물리 내용 분석에는 영국의 CSMS(Concepts in Secondary Mathematics and Science) Program에서 개발한 CAT(Curriculum Analysis Taxonomy)의 세 가지 분석들을 사용하였다. 이상의 연구 결과를 분석·비교하여 얻은 결론은 다음과 같다. 1. 중학교 학생들의 인지 수준은 Piaget 이론과는 달리 17.7%만이 형식적 조작기에 도달하였고, 대부분의 학생들은 아직도 구체적 조작기나 과도기 에 머물러 있다. 2. 중학교 과학 교과서 중 물리 내용의 분석 결과, 형식적 사고를 요구하는 개념이 전체 50개의 주요 개념 중 76%를 차지한다. 3. 학생들의 인지 수준이 과학교과 중 물리 내용이 요구하는 과학적 사고력 수준보다 더 낮게 나타남을 알 수 있다. 즉, 대부분의 물리 개념들이 형식적 사고를 요구하므로 많은 학생들이 과학을 어려워하고 학업 성취도도 낮을 것으로 예상할 수있다. 따라서, 교사는 학생들의 인지 수준을 미리 파악하여 과학 교과서에 포함된 이해하기 어려운 개념은 구체적 상황 제시나 수업 보조 자료를 이용하여 학생들의 이해를 도와야 하며, 관찰이나 실험등을 강화하여야 할 것이다. 또, 인지 수준 형성 정도의 개인차를 고려하여 학생들의 인지 수준 측정 결과를 수업에 반영한다면 보다 효율적인 과학 교육이 될 수 있을 것이다. 그리고, 학생들의 인지 수준을 향상시킬 수 있는 내용의 Program 및 교수 방법의 개발이 이루어져야 할 것이다.