Exploring the Accuracy and Methods of Estimation on Base Physical Quantities

기본물리량 어림의 정확성 및 방법에 대한 탐색

This study explored people's accuracy and methods of estimating some base physical quantities, i.e. length, mass, time and temperature. A total of 40 members, ranging from freshmen to professors, of a physics education department of a local university were asked to make two different kinds of estimations, intuitive and operational, on two sets of objects. For intuitive estimation, they were asked to make estimations on four given objects (length - wood chopsticks, mass - rubber eraser, time electric fan, temperature - water in a cup) as soon as they faced with the objects, usually within a few seconds of seeing. For operational estimation, they were allowed to make estimations on a different set of objects (length - plastic rod, mass - lock, time - simple pendulum, temperature - water in a cup) with enough time and they could apply various available methods (e.g. using pencil to estimate the object's length, counting their own pulse rate to estimate time) for the estimation. The findings of this study can be summarized as follows: (1) for length, mass and temperature the intuitive estimations were better performed while for the time estimation the result was the reverse; (2) there was no positive relationship between the amount of physics experience and the accuracy of the estimation; (3) in general, people's accuracy of the length estimation was best performed while their mass estimation was worst performed; (4) people used their own various methods for estimation, esp. using nearby objects around them and applying mental units which have convenient values (e.g. 30cm, 50cm, 1kg, 1 Keun, 1 second).

본 연구는 길이, 질량, 시간, 온도와 같은 일부 기본 물리량에 대한 사람들의 어림의 정확성과 방법에 대해 탐색하였다. 대학 물리교육과의 구성원(학부 1학년부터 교수까지) 중 임의로 선정된 총 40명이 2종류의 대상물 세트에 대해 직관적 어림과 조작적 어림 활동을 수행하였다. 직관적 어림에서는 참여자들이 각 대상물을 직면하자마자 해당 물리량의 값을 어림하였으며, 조작적 어림에서는 별도의 대상물에 대해서 충분한 시간을 두고 다양한 가용한 방법들을 (예컨대, 길이를 어림하기 위해 연필을 활용하거나 시간을 어림하기 위해 맥박을 세거나) 동원하여 어림하였다. 연구의 결과는 다음과 같이 요약될 수 있겠다: (1) 길이, 질량, 온도에 대해서는 직관적 어림이 더 정확하였으나 시간에 대해서는 조작적 어림이 더 정확하였다. (2) 물리학에 대한 경험의 정도와 어림의 정확성 사이에는 정적인 상관관계가 존재하지 않았다. (3)일반적으로 길이에 대한 어림이 가장 정확하였으며 질량에 대한 어림은 가장 부정확하였다. (4) 사람들은 조작적 어림을 위해서 스스로의 다양한 방법을 사용하였는데, 예컨대 대상물 주변의 각종 사물들을 활용하거나 특정한 값을 갖는 마음 속의 측정 단위(즉, 30cm, 50cm, 1kg, 1근, 1초 등)들을 적용하였다.