과학3 물질의 구성 관련 학생들의 개념 분석
An Analysis of Students' Conceptions on the Chapter “Construction of Matter” in the 3rd Grade Middle School Science Textbook
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초록
구성주의 심리학에 의하면 학습은 학습자가 선행 경험에 바탕을 두어 능동적으로 의미를 구성해 나가는 과정이다. 그러므로 학생들의 선행 지식은 수업의 진행에 있어서 매우 중요하다. 따라서 교사는 수업을 설계하는 단계에서 수업내용과 관련된 학생들의 사전 개념을 반드시 고려해야 한다. 본 연구에서는 제 7차 교육과정의 과학 3 물질의 구성 단원에 초점을 맞추어 단원내용과 관련된 학생들의 개념 유형과 그 특성을 분석하였다. 이를 통하여 현장 교사들이 편리하게 활용하여 효과적으로 수업을 설계하는데 직접적인 도움을 주고자 하였다. 이를 위하여 해당 단원의 필수 학습요소를 선정하고 이와 관련된 학생들의 생각을 알아볼 수 있는 검사지를 개발하여 수업 전과 수업 후에 투입해 보았다. 학생들의 응답 내용을 분석해 본 결과 학생들은 일상생활에서의 구체적인 경험과 직관적인 사고로 인하여 물질의 구성 단원과 관련된 물질, 입자, 입자 모형에 대해 비과학적 개념을 형성하고 있었다. 물질과 비물질을 바르게 분류하는 학생은 많지 않았으며 물질을 정의할 때 감각적 지각에 의존하는 학생들이 많았다. 학생들에게는 물질을 구성하는 입자의 배치를 표 현할 때 물질의 거시적 성질을 원자라는 미시적 세계에 그대로 적용하려는 경향이 높게 나타났다. 그리고 연소와 같은 화학변화가 일어날 때 반응물을 구성하고 있던 원자들이 열로 변하거나 없어지거나, 다른 원자로 변한다는 오개념을 갖고 있는 학생들이 연구 대상의 과반수를 차지했다. 또 한 분자 모형이 의미하는 바를 제대로 파악하지 못한 채, 분자를 설명할 때 돌턴의 원자설을 그대로 적용하거나 질량 보존의 법칙과 원자론을 혼용하기도 하였다. 그리고 학생들의 개념유형을 수업 전과 후의 빈도수로 비교해 본 결과, 학생들의 오개념은 쉽게 전환되지 않는다는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로 교사들이 수업을 설계할 때는 반드시 학생들의 개념유형을 미리 파악하고 있어야 의미 있는 수업을 구성할 수 있을 것이다.
Abstract
In this study, the patterns and features of pupils' conceptions are analyzed by focusing on the chapter “Construction of Matter” in the 3rd-grade science textbook of middle school. Pupils have developed a misconception of a scientific thesis from the chapter, which is further embodied in their daily lives. Only a few pupils can distinguish the material from immateriality. Mostly, they define the word “matter” with the five senses. They sketch the arrangement of particles in matter as they see it in the textbook without understanding how it works. Some of them apply macroscopic properties to microscopic objects such as an atom. They have the misconception that atoms in a reagent or reactant have come out or have been changed into other forms by heat when they are burned. The pupils even explain molecules with “Dolton's atomic theory,” without understanding what a molecular model is. In conclusion, many middle school pupils have misconceptions of material, atoms, chemical changes, and molecules, which are fundamental conceptions in studying “Construction of Matter.” That is why teachers have to consider their pupils' conceptions from this study before setting up teaching strategies. Teachers should develop appropriate instruction based on this result, and study it more to prove its effectiveness. Furthermore, they should analyze the patterns and features of their pupils' conceptions in various grades and chapters when they plan and design a lesson.
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