초록
본 연구에서는 중 고등학생들의 전기 회로도에 관한 표상을 조사하기 위해 중학생 10명과 고등학생 10명을 대상으로 하였다. 저항 연결에 대해 중 고등학생들이 가지고 있는 전기 회로도의 원형과 저항 연결을 기술하는 유형, 등가 회로도를 분류할 때 사용하는 준거를 조사하였다. 중 고등학생들이 생각하는 전기 회로도의 원형은 직렬 연결은 저항 두 개가 일렬로 배열된 형태이며, 병렬 연결은 두 개의 저항이 고리모양을 하고 있거나 평행하게 배열된 형태였다. 세 개의 저항이 혼합 연결된 회로도는 직렬과 병렬 회로도 원형이 결합된 형태로 나타났다. 저항의 연결을 기술하는 유형은 저항 하나로도 직렬과 병렬 연결이 가능하며, 저항이 일렬로 되어 있으면 직렬, 저항이 평행하면 병렬로 기술하였다. 또한 전지와 저항을 포함하는 사각형태는 직렬로, 그 사각형을 가르는 선 위의 저항 또는 덧붙은 사각형 위에 있는 저항은 병렬로 기술하였다. 등가 회로도 분류 시 사용한 준거는 회로의 기하학적인 형태에 의존하는 경향을 보였다. 학생들은 전지나 저항의 위치, 전선의 형태를 고려하지 못했고, 전기 회로도의 원형에 영향을 받아 물리적 원리와는 관계없이 표상하였다. 따라서 다양한 등가 회로도를 제시하여 학생들이 직렬, 병렬 연결에 대해 가지고 있는 생각을 드러나게 하고 이를 교정할 필요가 있으며, 이러한 과정을 통해 전기 회로도에 관한 문제 해결 시 직렬과 병렬 연결에 대한 개념을 올바르게 적용할 수 있을 것이다.
The purpose of this study was to investigate how middle and high school students represent circuit diagrams with different shapes but electrically same. What prototypes of circuit which students possessed were, how students represented the connection of resistors, and what criteria used while grouping the circuit diagrams were investigated. The participants were 10 middle and 10 high school students. The results show that they represented the circuit diagrams by the geometrical resistor configurations rather than physics principles, not considering the presence of a junction or a battery on the branch. This representation was constrained by the circuit prototypes. Middle and High school students seems to have the own way of representing circuit diagrams without considering physics principles.
