물리 학습을 돕기 위한 단계적 상황 교수·학습 전략 및 적용

Strategy and Application of Phased Context Teaching-Learning for Helping Physics Learning

  • 투고 : 2015.09.30
  • 심사 : 2015.11.25
  • 발행 : 2015.12.31

초록

이 연구는 단계적 상황 교수자료를 개발하고 대학 물리학 수업에 적용하여 물리 학습에 대한 효과를 조사하는 데 있다. 연구대상은 지방 소재 대학의 사범대학 자연계열 1학년 대학생 총 35명으로 했다. 단계적 상황 교수자료는 상황 이상화하기, 상황 확장하기, 상황 비교하기 단계로 개발하고, 일차원 운동, 이차원 운동, 뉴턴의 운동 법칙 등 6차시 물리 수업에 적용했다. 물리 학습에 대한 효과는 힘 개념 검사지(FCI)와 물리 학습에 대한 신념(MPEX) 설문지를 사용하여 조사했다. 연구결과 단계적 상황 교수자료는 대학생의 힘 개념 변화에는 효과가 있었지만, 물리 학습에 대한 신념에는 유의미한 변화가 없었다. 결론적으로 단계적 상황 교수 학습 전략으로 개발된 교수자료는 학생에게 과학개념을 다양한 상황에 적용하는 기회를 주어 물리 개념 변화를 돕는 데 효과가 있다. 끝으로 연구 결과들을 통해 단계적 상황 물리 수업에 대한 교육적 시사점을 논의했다.

The purpose of this research was to investigate the effect of physics learning through the teaching-learning strategy of phased context in introductory physics classes. The participants in the study included 35 university freshmen. The teaching-learning strategy of phased context were developed by idealizing, extending and comparing contexts which were then applied in introductory physics classes : six hour classes about straight line motion, two-dimensional motion and Newton's laws of motion. The effects of the physics learning were then analyzed by the FCI (Force Concept Inventory) and MPEX (Maryland Survey on Physics Expectation) questionnaires. The results showed that the teaching-learning strategy of phased context helped change the force concept and did not change the belief about physics learning. Finally, based on the results of the study, we discuss possible educational implications for phased context in introductory physics classes.

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참고문헌

  1. 김영민(2008). 사범대학 자연계열 학생들의 '대학 일반물리학 I '의 학습 준비도와 실제 '대학 일반 물리학 I ' 성취도의 상관관계 분석. 새물리, 56(2), 74-80.
  2. 김영민(2006). 사범대학 자연계열 '일반물리학' 수강생들의 전자기 개념 학습 준비도 분석. 새물리, 52(5), 429-435.
  3. 김익균, 박종원(2008). 다양한 상황의 중력 문제에 대한 대학생들의 통합적 이해과정. 새물리, 56(6), 475-482.
  4. 김익균, 박종원(2009). 중력에 대한 대학생의 상황의존적 오개념의 변화과정. 새물리, 58(6), 638-648.
  5. 김홍정, 임성민(2012). 예비물리교사의 물리학습에 대한 신념과 과학의 본성에 대한 관점의 관계 탐색. 새물리, 62(2), 97-103.
  6. 박성익, 임철임, 이재영, 최정임(2011). 교육방법의 교육공학적 이해. 서울: 교육과학사, 236-252.
  7. 박종원(2002). 학생 개념체계의 연속적 세련화와 정교화를 통한 개념 변화 분석 -이론적 논의를 중심으로-. 한국과학교육학회지, 22(2), 357-377.
  8. 박종원(2003). 학생 개념의 연속적 세련화와 정교화를 통한 변화 과정 -대학생 반응 분석-. 한국과학교육학회지, 23(3), 276-285.
  9. 박종원, 정병훈, 권성기, 송진웅(1999). 물리학에서 이론적 설명과 실험에 포함된 이상조건에 대한 고등학생과 과학교사의 이해 조사 III -이론적 설명에 포함된 이상조건을 중심으로-. 한국과학교육학회지, 19(1), 62-77.
  10. 송영욱(2014). 대학생들의 상황에 따른 물체의 속력, 가속도 및 중력의 크기 분석. 새물리, 64(3), 290-298.
  11. 송진웅(1997). 과학교육에서의 상황 관련 연구에 대한 개관과 분석. 한국과학교육학회지, 17(3), 273-288.
  12. 신정아, 이종용, 김재우(2002). 공업계열 고등학교 학생들의 전공이 물리 학습 성취도에 미치는 영향. 새물리, 47(7), 223-228.
  13. 오원근, 김재우, 박승재(1998). '구조화된 대비활동' : 일상적 상황과 이상적 상황을 대비시킨 개념 변화 학습지도 모형. 한국과학교육학회지, 18(3), 347-355.
  14. 윤지현, 문공주, 김성원(2011). 이상화(idealization)에 관한 물리교사들의 인식. 한국과학교육학회지, 31(5), 801-814.
  15. 이나영(2013). 일반물리학 중 역학 부분에 대한집중 교육 프로그램에 참여한 대학생들의 힘 개념과 과학 인식 조사. 새물리, 63(2), 238-245.
  16. 이재봉(2014). 국제 학업 성취도 평가 공개 문항에 나타난 중학생의 물리 학습 특성. 새물리, 64(3), 299-306.
  17. 정수정, 김범기(2009). 물체의 운동 상태에 따른 장력의 크기에 대한 대학생들의 개념조사. 새물리, 58(1), 28-35.
  18. 지영래, 송진웅(2014). 유체 속 물체의 위치와 운동에 대한 예비교사의 이해. 새물리, 64(4), 426-435.
  19. 최정임(1997). 상황학습 이론에 따른 학습내용의 구성, 교사의 역할, 평가원리에 대한 고찰. 교육연구원, 35(3), 213-239.
  20. Hake, R. R. (1998). Interactive-engagement versus traditional methods: A six-thousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics, 66(1), 64-74. https://doi.org/10.1119/1.18809
  21. Hestenes, D., & Halloun, I. (1995). Interpreting the force concept inventory, The Physics Teacher, 33(8), 504-506.
  22. Hestenes, D., Wells, M., & Swackhamer, G. (1992). Force concept inventory. The Physics Teacher, 30(3), 141-158. https://doi.org/10.1119/1.2343497
  23. Lave, J. (1988). Cognition in practice. NY : Cambridge University Press, 89.
  24. McCaslin, M., & Good, T. (1992). Compliant cognition: The misalliance of management and instructional goals in current school reform. Educational Researcher, 21, 4-17
  25. Perkins, D. N., & Salomon, G. (1989). Are cognitive skills context-bound?. Educational Researcher, 18(1), 16-25.
  26. Redish, E. F., Saul, J. M., & Steinberg, R. N. (1998). Student expectation in introductory physics. American Journal of Physics, 66(4), 212-224. https://doi.org/10.1119/1.18847
  27. Winn, W. (1993). Instructional design and situated learning: Paradox or partnership?. Educational Technology, 33(3), 16-21.