Abstract
A convective circulation box was redesigned after analyzing reasons why adolescent elementary school students could not derive a convective circulation concept from the convection circulation box experiments. Even though students were in the formal operational period of Piaget, the adolescents felt difficult to understand a concept of the natural phenomena they have never seen before. Thus, we designed a method to help students increase their scientific understandings about the concept through developing a miniature convective circulation box. Findings indicated that an application of redesigned convective circulation box in the classroom experiment significantly increased the students' understanding about the convective circulations of land and sea breezes, and as well as their participation in the activities. In addition, the redesigned convective circulation box motivated students to develop their scientific thinking skills by allowing them to decide where to put visible incenses inside the box and to directly observe the smoke currents circulation formed accordingly. Redesigning and using a convective circulationbox as a miniature of natural phenomenon helps students avoid having misconceptions. The biggest merits of the box are that it is observable in all directions, it provides much clearer convective circulations comparing to the extant box, and it requires low production costs.
대류 상자 실험을 통해 대류 순환 모형을 유추하지 못하는 학생들의 원인을 분석하여 대류 실험을 재설계하였다. 초기 형식적 조작기에 있는 학생들이지만 직접 보지 못한 자연 현상에 대해서는 유추하기가 어려우므로 자연 현상을 축소한 대류 상자를 개발하여 학생들의 과학적 이해도를 높일 수 있는 방법을 연구하였다. 기존 대류 상자 실험의 문제점을 개선하여 제작한 대류 상자를 통해 수업에 적용한 결과 학생들의 이해도가 크게 증가하였다. 바람의 이동 현상만을 관찰하는 것이 아니라 향을 여러 위치에서 넣어봄으로써 과학적 사고를 자극하고 직접 관찰할 수 있었다. 또한 자연 현상의 축소판에 가깝게 설계하여 학생들이 과학적 오개념을 갖지 않는다. 모둠원이 양방향에서 관찰함으로써 수업의 참여도가 높아졌다. 새로 개발된 대류상자는 기존 대류상자에 비하여 저렴한 비용으로 제작할 수 있으며, 선명한 대류 현상을 볼 수 있다.
