• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제60권1호
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• pp.1-19
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• 2021

본 연구는 초등학생들이 공학도구를 활용하여 측정으로서의 분수의 과제를 해결하는 과정을 분석하고 해결전략의 변화 과정에 대해서 논의하였다. 초등학생 13명을 대상으로 과제 중심의 임상면담을 실시하였고, 특히 분수를 처음 학습한 3학년 학생들의 측정 문제 해결 전략을 심층분석하였다. 그 결과, 추측하기에서 반복적인 분할하기, 임의의 단위 사용에서 주어진 단위 사용과 같은 두 가지 프로파일이 발견되었다. 각 프로파일의 대표적인 사례를 바탕으로, 공학도구의 활용이 역동적인 단위 개념을 형성하는데 기여하고 또한 분수와 관련된 의미형성과정에 드래깅과 같은 수학적 조작 활동이 영향을 줄 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과가 분수의 다양한 의미를 탐구하고 학습하는 후속 연구를 위한 밑거름이 되길 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권5호
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• pp.734-744
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• 2011

본 연구의 목적은 중학생을 대상으로 판구조론 관련 개념에 대한 정신모형의 유형을 밝히고 학습양식에 따라 정신모형이 어떻게 다른지 조사하는 것이다. 중학교 3학년 94명을 대상으로 판구조론의 주요 개념인 판의 위치와 마그마 생성, 산맥의 생성, 지구의 내부 등 세 가지 주제에 대한 그리기 과제를 개발하여 실시하였다. 그리기 과제의 결과를 3명의 평가자가 분석하여 각 과제의 정신모형 유형과 유형별 준거를 설정하였다. 설정된 준거에 근거하여 전체 연구대상 학생들의 그리기 과제 결과를 정신모형 유형별로 분류하고 분석하였으며, 학습양식이 다른 학생들의 정신모형 빈도를 비교하였다. 정신모형의 유형은 각 주제의 특성에 따라 불안정 모형, 인과모형, 개념적 모형 또는 정적 불안정 모형, 동적 불안정 모형, 개념적 모형 등으로 분류되었다. 정신모형을 조사한 결과 나타난 불안정 모형에는 마그마가 핵이나 맨틀에서 생성된다는 대안개념과 판이 충돌하면서 판 자체의 표면부만 상승하여 산맥이 형성된다는 제한적인 사고등이 포함되어 있었다. 학습양식이 다른 학생들의 정신모형 유형별 비율을 비교한 결과, 세 가지 주제 모두 시각적 학습양식을 가진 학습자가 언어적 학습양식을 가진 학습자보다 개념적 모형의 비율이 높게 나타났고, 불안정 모형의 비율은 낮게 나타났다. 이로써 학습자의 학습양식에 따라 판구조론에 관한 정신모형에 차이가 있음이 확인되었으며, 학습양식을 고려한 교수전략 개발을 위한 근거자료가 된다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제27권4호
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• pp.385-398
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• 2008

본 연구의 목적은 달 위상 변화 모형이 예비 초등 교사들의 개념 변화에 미치는 효과를 알아보는 것이다. 연구자는 연구 참여에 동의한 2명의 예비 초등 교사들과의 사전 면담 직후에 달 위상 변화 모형을 이용한 수업을 실시하였다. 한 달 뒤 사전면담 내용과 똑같은 내용은 '달 모양을 그림으로 그려 설명해 보세요.', '달 모양에 따른 태양, 지구, 달의 위치관계를 그림으로 그려 설명해 보세요.', '달의 위상 변화 원인을 무엇이라고 생각합니까?', '달이 한 쪽 면만 보이는 이유를 그림을 그려 설명해 보세요.'로 구성되었다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 달 위상 변화 모형을 이용한 수업은 태양, 지구, 달을 평면이 아닌 입체적으로 생각하도록 하여 달의 모양이 지구의 그림자 때문이라는 오개념을 바꾸는데 도움을 주었다. 둘째, 달 위상 변화 모형을 이용한 수업은 예비 초등 교사들로 하여금 달의 모양에 따른 태양, 지구, 달의 위치관계를 바르게 이해하는데 도움을 주었다. 셋째, 달 위상 변화 모형을 이용한 수업은 예비 초등 교사들에게 달 위상 변화 원인에 대한 과학적 개념을 형성하게 하는데 도움을 주었다. 넷째, 달이 한쪽 면만 보이는 이유에 대한 학습은 달 위상 변화 모형을 이용하여 설명하기에는 부적절한 것으로 나타났다. 이상의 연구 결과를 토대로 연구자는 본 모형이 가진 한계점을 인식하고 좌표계에 대한 명확한 구분과 이해를 바탕으로 달 위상 변화 모형을 수업에 이용할 경우, 학습자의 공간지각력 향상 및 달의 위상 변화를 이해하는데 도움을 줄 수 있다는 것을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권4호
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• pp.862-871
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• 2002

본 연구에서는 사전개념 검사 문제를 분석하여 간단한 전기회로 개념에 관한 초등학생들의 오개념 유형을 알아보고, 인지갈등 검사문항으로 자신의 생각과 불일치한 동료 한명과 자유롭게 토론을 한 후의 인지갈등정도와 토론에서 사용한 같은 인지갈등 검사 문항으로 체험을 한 후의 인지갈등정도를 비교하였다. 대도시에 위치한 K초등학교 6학년 7개 학급 264명을 대상으로 학생들의 간단한 전기회로 개념에 관한 오개념 유형을 조사한 결과, 많은 학생들이 전구가 2개의 전기적 단자를 갖고 있음을 모르고 있었으며, 전구의 꼭지를 강조하거나 전지의 +극을 강조하는 경우가 있었고 단일극 모형을 가진 경우도 상당수 나타났다. 전지의 +극에 전구가 옆으로 뉘어져 있고 전선이 꼭지쇠와 전지 -극에 연결된 문항을 인지갈등 검사문항으로 선정하였다. 선정된 인지갈등 검사문항으로 미리 구성한 토론 조에게 동료의 생각을 듣고 학습지에 적도록 한 다음에 자유롭게 토론을 하게 하였으며, 토론을 마친 후에 인지갈등검사를 하였다. 토론 내용을 알아보기 위해서 몇 쌍은 녹음, 녹화하여 프로토콜을 전시하여 학생들의 생각을 알아보았다. 체험은 토론을 하지 않은 같은 학교 6학년 학생으로 짝과 함께 2인 1조로 직접 실험을 하여 인지갈등 정도를 측정하였다. 토론과 체험을 통한 인지갈등 요소별 응답 점수를 비교해 본 결과는 다음과 같다. 토론은 인지적 재평가, 불안, 인식, 흥미 순으로 인지갈등이 높게 나타났고 그 중에서 인지적 재평가가 높게 나타났다. 체험은 인식, 인지적 재평가, 흥미, 불안 순으로 인지갈등이 높게 나타났고 불안의 반응치가 현저하게 낮게 나타났다. 인지갈등 요소별 인지갈등 점수를 살펴보면 흥미, 불안, 인지적 재평가에서는 토론이 체험보다 점수가 높게 나타났다. 특히 불안 요소와 인지적 재평가 요소에서는 토론이 체험보다 점수가 높고 유의미한 차이를 보였다. 그 까닭은 직접 실험으로 확인하지 못하고 토론만 하였기 때문으로 생각된다. 토론집단의 남녀 차이에 따른 인지갈등 요소별 응답 점수를 분석한 결과 남자는 인지갈등 요소별 점수가 인지적 재평가, 인식, 불안, 흥미 순으로 높게 나타났다. 그 중에서 인식의 반응치가 높게 나타난 반면에 흥미 점수가 낮게 나타났다. 여자는 인지적 재평가, 불안, 흥미, 인식 순으로 높게 나타났고 인지적 재평가의 반응치가 그 중에서 높게 나타난 반면에 인식 점수가 낮게 나타났다. 토론으로 인지갈등을 유발했을 때 갈등 요소 중 인지적 재평가에서는 여자가 남자보다 점수가 높고 유의미한 차이를 보였고, 인식에서는 남자가 여자보다 점수가 높고 유의미한 차이를 보였다. 체험집단의 남녀 차이에 따른 인지갈등 요소별 응답 점수를 분석한 결과 체험으로 인지갈등을 일으켰을 때 인식요소를 제외한 흥미, 불안, 인지적 재평가 요소에서 남자가 여자보다 인지갈등 점수가 높게 나왔고, 특히 인지적 재평가 요소에서는 유의미한 차이를 보였다. 그 까닭은 남학생이 여학생보다 직접 실험하고 조작해 보는 경험을 많이 가졌기 때문이라고 생각된다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권1호
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• pp.60-77
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• 2008

본 연구에서는 달의 위상 변화에 대한 교과서 모델과 중 고등학생이 표현하는 모델의 비교 분석을 통해 보완 모델을 제안하고자 한다. 수도권 지역의 일반계 고등학교 1, 2학년 학생 20명과 중학교 1, 2, 3학년 학생 36명을 무선 표집하고 구두 인터뷰를 통해 달의 위상 변화 모델을 그리도록 하였다. 현행 중 고등학교 교과서의 달의 위상 변화 단원에서 직접적으로 달의 위상 변화를 설명하는 모델은 대체로 한가지로 제시되어 있는 것에 비해, 학생들의 모델은 크게 6가지 유형으로 나타났다. 학생들의 모델을 분석한 결과 낮은 학년의 학생일수록 유년적 개념과 대안적 개념이 많이 포함된 모델을 가지고 있는 것으로 나타났으며, 달의 위상 변화 단원을 배운 후에도 이러한 대안적 모델을 여전히 가지고 있는 학생들이 많은 것으로 나타났다. 이것은 교과서에서 제시하고 있는 과학적 모델의 설명이 학생들의 선개념을 극복하기에 충분치 못하기 때문인 것으로 보인다. 교과서에서는 달의 위상 변화 모델이지고 있는 제한점에 대한 설명 없이 모델이 제시되어 있으며, 이런 부분이 학생들에게 대안적 개념을 유발 할 수 있는 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 다양한 모델을 사용함으로써, 교과서 모델의 제한점을 보충하고 학생들의 달의 위상 변화에 대한 이해를 도울 수 있도록 보완 모델을 제안하고자 한다.