The purpose of this study is to analyze the misconception flowchart of programming control structure and to suggest it as a method for improving computational thinking. In this study, we divide programming control structure concept into sequential, iteration, selection, and function, analyze what concept and principle are difficult for each learner, and what kind of misconception flowchart is drawn in the Introduction of C Programming course for beginners' programming learning. As an example, we show that a lesson learned from the process of correcting the misconception flowchart to the correct flowchart in the course.
본 연구는 중학교 2학년 학생들의 일차함수에 대한 오개념을 탐구하여 범주화하고, 일차 함수의 개념 학습과정에서 학생들의 오개념을 교정하고자 설명식 교수·학습 방법과 동료간의 상호 작용을 통한 협동 학습 방법을 각각 실시했을 때의 효과를 비교·분석하였다. 그리고, 학생들이 동료간의 협동적 상호 작용을 하면서 개별적으로 구성한 오개념이 어떻게 변화, 발전하는 지를 탐색하였다. 연구 결과, 대수적 환경에서의 학생들의 오개념은 수 개념에 의한 장애, 변수 개념 부족에 의한 장애, 특정관점에의 집착으로 분류되고. 그래프적 환경에서 학생들의 오개념은 함수그래프의 해석과 판단에서의 장애, 변수 개념에 대한 장애로 범주화되었다. 상이한 교수학적 처방의 효과는 오개념의 범주에 따라 각각 다르게 나타났으나, 교정 학습 후에도 기존의 인지 구조에 강하게 각인된 오개념은 계속해서 남아 있었다. 또한, 학생들의 오개념 중 일부는 단순히 잘못된 것이 아니라, 이를 발판 삼아 동료간의 협동 학습을 통하여 올바른 개념으로 변환될 수 있었다.
수학적 오개념은 학습 부진 학생들이 올바른 수학 학습을 하는 데 큰 방해 요소 중 하나이다. 오개념의 발생을 줄이고 올바른 개념 형성을 돕고자 중학교 수학 학습에서 흔히 발생하는 수학적 오개념을 정리하여 '중학교 수학과 학습 부진 학생 지도를 위한 맞춤형 교수 학습 방법 자료'를 개발하였다. 이는 수학과 학습 부진 학생 지도를 담당한 교사들에게 교수 학습에 필요한 주요 교육 내용과 창의적이고 흥미 있는 수업 아이디어를 제공하기 위한 자료이다. 뿐만 아니라 오개념을 가진 학생들이나 학습부진아 학생들의 수업자료로 사용하거나, 교사들의 연수 자료로도 사용할 수 있을 것이다.
The objectives of this study are to find out the research methodology about misconception, the types of scientific concepts to be misconcepted the analysis methodology of causes of misconception, and remediation methodology of misconception. The research methods of this study are descriptive ques tionnare, interview, classroom observation and curriculum analysis. The results of this study are: ${\circ}$ The descriptive questionnaire is sufficient to obtain children's ideas. ${\circ}$ The types of science concepts to be misconcepted are 'the invisible natural phenomena,' 'the vague Understanding', 'the contents of teachers' lecture', 'the lack of children's cognitive development,'and 'the influence of nursery stories.' ${\circ}$ The Cause analysis methods of misconception are that the analysis of the cognitive level of the questionnaire items, the examining the item concepts are taught or not and the investigation about the agreement of the cognitive level of the questionnaire item and children. ${\circ}$ Remediation methods are visualijation and instrustion of invisible natural phenomena, concrete presentation of the scientific concepts, and acceleration of the cognitive development.
본 연구는 혼합물의 분리 개념과 관련하여 중학교 학생들의 과학 개념을 조사한 것이다. 학생들이 이해하고 있는 수준은 성취수준별로 달랐으며, 성취수준이 높을수록 더 정확하고 복잡한 수준으로 이해하고 있었다. 모든 성취수준에서 오개념이 나타났으며, 성취수준이 높을 수록 개념 정의와 관련된 오개념이 많았고, 성취수준이 낮을수록 현상과 관련한 오개념이 많았다.
학생들은 나름대로 자연 현상에 대하여 자신의 인지구조를 가지고 이해하고 있으나 개념에 대한 확신정도는 학생에 따라 다르다. 자신이 갖고 있는 개념에 대하여 뚜렷한 자신감이 있는 학생이 있는가 하면 자신의 개념에 대하여 확신을 못하는 경우가 있다. 이 연구에서는 오개념에 대한 확신도가 높고 낮음에 따라 갈등 효과는 어떠하며, 사후 개념변화는 어떠한지를 알아보고자 하였다. 대부분의 오개념을 가졌던 학생들은 현상 제시에 많은 호기심을 보였으며, 오개념의 확신도가 클수록 갈등을 더 많이 느껴 자신의 생각과 다른 현상을 보았을 때 심리적 충격이 더 크게 변하는 것으로 나타냈다. 그러나 일부 개념에서는 갈등을 많이 겪었다고 응답하였지만 개념변화가 되지 않는 학생들의 비율이 높아 오개념의 견고함을 보여주기도 하였다. 인지 갈등 수업 후 개념의 변화는 선개념에 대한 확신도에 관계없이 잘 일어났으며, 개념변화 지속 효과 또한 확신도에 관계없이 선행 연구자들의 결과와 비슷하게 나왔다. 즉, 현상 제시 직후부터 일주일 후 까지는 감소하나 그 뒤로는 개념이 자리잡았다. 개념 변화 후 바른 개념에 대한 확신도는 대체로 높아서 오개념을 가진 학생에게 과학개념을 심어주기 위한 방편으로 인지갈등 수업이 효과 있음을 보여주었다.
이차곡선은 고등학교 기하 내용의 중요한 개념의 하나이다. 그러나 교수-학습 상황에서 학생들은 단순히 대수적인 접근과 해석기하적인 접근만 시도하므로 그 본질적인 기하학적 의미를 파악하지 못하며 단순한 기계적인 계산만을 수행하여 문제를 풀어나가려 하기 때문에 여러 가지 오개념(misconception)을 가지게 된다. 이 논문은 효과적인 이차곡선 교수학습 연구의 일부로, 학생들의 오개념을 인지적 관점, 심리학적 관점, 교수학적 관점에서 분석하고 그 원인을 분석하였다. 연구 결과, 학생들의 직접적이고 다양한 작도 경험의 부재가 오개념의 주된 원인이 되었다. 이차곡선에 대한 교수-학습은 기하적인 관점으로 접근 한 후 대수적인 관점으로 연결시켜야 할 필요성과 오개념에 대한 정확한 진단은 효과적인 교수-학습의 기초가 됨을 확인 하였다.
이 연구는 중학생들의 전해질과 이온 개념에서 나타나는 개념 변화 유형을 조사한 것이다. 자료수집은 9학년 학생들을 대상으로 전해질과 이온 수업 전후의 개념을 조사하고, 9명의 학생들을 대상으로 반구조화된 면담을 통해 이루어졌다. 면담내용을 모두 녹음하고 전사하였으며, 그리고 학생들의 응답을 유형별로 분류하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 이온의 개념 변화 유형은 단순한 개념에서 정교화된 개념, 불완전한 개념에서 과학적 개념, 오개념에서 혼동된 개념, 오개념에서 오개념 등의 4가지로 분류되었다. 많은 학생들이 수업 전후 이온 개념 형성에 어려움을 겪고 있으며, 원자와 원자의 구성입자를 정확하게 구별하지 못하고 있었다. 둘째, 전해질 개념 변화 유형은 부분적 과학 개념에서 정교화된 개념, 오개념에서 부분적 오개념, 불완전한 개념에서 불완전한 개념, 오개념에서 오개념 등의 4가지로 분류되었다. 또한 다수의 학생들은 전해질과 비전해질의 차이점을 구분하는 것을 어려워하였다. 셋째, 연구 단원인 전해질과 이온은 교육과정에 따라 9학년 2학기에 편성되어 있고, 진학을 위한 내신성적 산출 등 바쁜 시기의 학습으로 학생들이 입자 개념 형성에 더욱 곤란을 겪고 있음을 알 수 있었다. 연구 결과를 바탕으로 학생들이 입자의 과학적 개념을 변화시킬 수 있는 교수전략을 제시하였다.
본 연구에서는 고등학생들의 식물의 광합성과 호흡에 관련된 오개념을 조사하고, 이를 교정할 수 있는 방안으로 Driver 개념변화 학습 모형을 적용한 수업 프로그램을 개발 적용하여 그 효과를 알아보는데 목적이 있다. 연구 대상은 부산광역시 소재의 남자고등학교 재량교과 시간에 생물학습을 선택한 1학년 66명을 연구 대상으로 하였으며, 학생들의 광합성과 식물의 호흡에 관한 개념 정도는 그림그리기와 서술형 검사로 서로 상호적인 방법으로 조사되었다. 광합성과 식물 호흡에 관한 학생의 오개념을 단계별 수준으로 구분 짓는 방법으로 그림그리기 방법을 적용한 결과, 많은 학생들이 과학교과서나 과학자에 의해 이해되지 않은 오개념이 포함된 그림을 그렸으며, Driver 개념 변화 학습 모형 적용 후에는 식물의 광합성과 호흡의 필수 요소인 빛, 이산화탄소, 물, 포도당, 산소, 나뭇잎, 엽록체, 미토콘드리아, 기공, 에너지 등을 포함한 과학적 인 그림을 그렸다. 식물의 광합성과 호흡의 여러 측면에 대한 개념을 조사하기 위해 실시한 서술형 검사 결과에도 사전검사에서는 식물의 광합성과 호흡이 일어나는 시점과 장소, 식물의 영양소, 광합성에서의 잎의 역할, 식물의 광합성과 호흡의 관계에 대해서 많은 학생들이 오개념을 보였으나, Driver 개념변화 학습 모형을 적용한 수업 후에는 식물의 광합성과 호흡에 대한 오개념이 많이 교정된 것으로 나타났다.
It is very important for a teacher to know what his students know and what they do not; however, it seems not true for the most Korean secondary school science techers. This study tried to find students' misconception Newton's third law and the sources of the misconceptions. The researcher examined 609 students from middle schools, high schools, and college. In this study, students' understanding on Newton's third law were examined by school level, sex, stream (science and liberal arts), and departments. The following results were obtained by this study. 1. Students' understanding seemed to be improved continuously from middle school to university; however, their misconception (the most frequent incorrect selection of options of the test items) did not changed very much. 2. Students' answers were significantly affected by size of objects, existence of physical contact and the existence of life in the objects. 3. The answer were significantly affected by the source of attraction. 4. The answer to Newton's third law were affected by the magnitude of potential force which the target bodies have, state of motion, velocity, weight, friction and acceleration. This study could show the sources of the misconception on Newton's third law. The identified sources could be very useful for designing an instruction to teach Newton's third law in schools and universities.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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