역학적 에너지 및 운동량에 대한 초등 예비 교사들의 개념이해
Pre-service Elementary School Teachers' Understanding of the Concept of Mechanical Energy and Momentum
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본 연구의 목적은 초등 예비 교사 37명을 대상으로 에너지 및 운동량에 대한 개념을 조사하고 초등 예비 교사들이 갖는 개념이해 및 적용의 어려움을 파악하는 데에 있다. 초등 예비 교사들의 개념을 검사하기 위해 Singh과 Rosengrant가 개발한 개념 검사지 25문항을 한글로 번역하여 사용하였다. 검사 결과는 같은 개념을 묻는 문항별로 분류한 후 분석하였으며 면담이 필요하다고 판단되는 예비 교사 5명을 대상으로 면담을 실시하였다. 연구결과 첫째, 예비 초등 교사들은 일-운동에너지 관련 문항에 비해 충격량-운동량 관련 문항에서 더 높은 점수를 받았으며 각 관련 문항들 사이에는 높은 상관관계를 보였다. 둘째, 중력이 하는 일이 경로에 무관하다고 생각하다가도 맥락에 따라서는 경로에 의존한다고 판단하는 상황 의존적 특성을 보였다. 셋째, 충격량-운동량 관련 문항에서 예비 교사들은 운동량 및 운동량 보존법칙에 대한 과학적 이해보다는 지각적 요소 하나에 집중하거나 경험적 지식에 의존한 판단을 많이 하고 있었다. 연구결과를 바탕으로 초등 예비 교사를 위한 적절한 에너지 및 운동량 학습을 지원할 필요가 있음을 밝혔다.
Abstract
The purpose of this study was to investigate the ideas of energy and momentum for 37 pre-service elementary school teachers and to ascertain the challenges they faced in comprehending and applying the concepts. Singh and Rosengrant's 25-item test paper was translated into Korean and used to assess the conceptual understanding of the pre-service elementary school teachers'. After classifying the test results by questions that address the same concept, interviews were conducted with five pre-service elementary school teachers deemed deserving of an interview. The study suggested that pre-service elementary school teachers scored higher on the impulse–momentum related questions than on work–energy related questions, and there was a strong association between the two types of questions. Second, while it was determined that the work of gravity is path dependent, it was also determined that in certain circumstances it is not path dependent. Third, when it came to impulse–momentum questions, the pre-service teachers concentrated on a single perceptual element rather than a scientific understanding of momentum and the momentum conservation law or made judgments based on factual information. It was stated, based on the research results, that pre-service teachers require help for proper energy and momentum learning.
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