고등학교 학생들의 전자기학 문제 풀이 과정에서 겪는 과정 지식 관련 어려움 분석
An analysis of High school Students’ Difficulties with respect to Procedural Knowledge in Solving Electro-magnetism Problems
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초록
본 연구의 목적은 고등학교 학생들이 물리 문제를 풀이하는 과정에서 겪는 어려움을 분석하는 것이다. 특히 본 연구에서는 전자기학과 관련된 문제를 풀이하는 과정에서 겪는 어려움 중에서 과정 지식과 관련된 어려움을 분석하였다. 이를 위해 고등학생 50명을 대상으로 전자기학과 관련된 문제를 해결하면서 어려움을 겪는 요인이 무엇인지를 조사하고 면담을 통하여 관련된 사례 100개를 수집하였다. 이 중에서 전자기학 문제를 풀이할 때 겪는 과정 지식과 관련된 어려움의 사례 55개를 ‘이해’ 과정, ‘계획’ 과정, ‘풀이’ 과정으로 구분하여 분석하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들은 전자기학 문제를 풀이하는 과정에서 ‘풀이’ 과정에서 겪는 어려움보다 ‘이해’ 과정과 ‘계획’ 과정에서 겪는 어려움이 더 많았다. 둘째, ‘이해’ 과정에서는 ‘문제의 조건 이해 부족’으로 인한 어려움이 가장 많았고, ‘계획’ 과정에서는 ‘상황 변환 능력 부족’으로 인한 어려움이 가장 많았다. 셋째, ‘풀이’ 과정에서는 ‘수학적 활용 능력 부족’에서 가장 많은 어려움이 발견되었는데, 다른 어려움 요인보다 많이 발견되지는 않았다. 추가적으로 수학적 어려움과 물리적 어려움과의 관계 및 전자기학 문제 풀이의 지도 방안에 대한 의견을 제시하였다.
Abstract
The purpose of this study was to analyze the difficulties that high school students experience in solving physics problems. In particular, the difficulties related to procedural knowledge in electro-magnetism problems were analyzed. The participants were fifty high school students. One hundred cases where students experienced difficulties in solving electro-magnetism problems were found. Fifty-five cases related to “Procedural Knowledge Difficulty” were analyzed and some examples presented. The results of this study were as follows. First, more difficulties in ‘understanding’ and ‘planning’ processes than in the ‘solving’ processes were found. Second, the most difficult part of the ‘understanding’ process was a ‘lack of ability to understand conditions’, while the most difficult part of the ‘planning’ process was a ‘lack of ability to consider context’. Third, the most difficult part of the ‘solution’ process was a ‘lack of mathematical literacy’, although this was not the most difficult factor. The findings from this study could provide insights into the relationship between mathematical difficulties and physics difficulties, and into teaching strategies for solving electro-magnetism problems.
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