[학위논문]수평면 위에 쌓아올린 두 물체를 당기는 상황에서 고등학생의 마찰력 개념 생태 분석 Conceptual Ecologies Analysis about High School Students' Frictional Force in a Condition of Two Objects which are drawn on a Horizontal Plane원문보기
본 연구는 복잡한 상황에서 나타나는 마찰력 개념 생태 분석을 통해 학생들의 생각을 알아보고, 좀 더 나은 개념 변화를 위한 토대를 마련해 보고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 고등학생의 마찰력에 대한 개념의 설명을 분류하기 위해 개념 검사지와 면담을 통해 분석하고, 이를 바탕으로 개념생태의 요소 분석 및 하위범주, 개념유형에 따른 개념생태의 특징을 살펴보고...
본 연구는 복잡한 상황에서 나타나는 마찰력 개념 생태 분석을 통해 학생들의 생각을 알아보고, 좀 더 나은 개념 변화를 위한 토대를 마련해 보고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 고등학생의 마찰력에 대한 개념의 설명을 분류하기 위해 개념 검사지와 면담을 통해 분석하고, 이를 바탕으로 개념생태의 요소 분석 및 하위범주, 개념유형에 따른 개념생태의 특징을 살펴보고자 한다. 마찰력에 대한 학생들의 개념 설명을 살펴보면, 학생들은 한 물체가 마찰이 있는 수평면에서 정지 혹은 운동하는 경우, 마찰력의 방향과 크기는 잘 이해하고 있다. 하지만, 마찰이 없는 수평면에 쌓아올린 질량이 동일한 두 물체를 당기는 상황에서는 마찰력의 방향과 크기를 잘 이해하지 못해 다양한 설명이 나왔다. 고등학생의 ‘마찰력’ 개념을 구성하는 개념생태 구성요소는 크게 인식론적 확신근거, 형이상학적 신념, 과거경험, 비유로 분류되었다. 각 개념생태의 범주에 해당하는 특징을 살펴보면 다음과 같다. 인식론적 확신근거에는 편향적 설명, 상호작용적 설명, 교사나 권위적 설명, 주관적 설명으로 분류할 수 있었다. 형이상학적 신념에는 인과적 설명이 나타나고, 과거경험에는 일상적인 경험인 여기에서만 나타나는 특징적인 경험인 관성에 대한 설명이 나타났다. 비유는 말 위에 있는 사람, 컨베이어벨트, 버스 안의 사람 등으로 나타났다. 마찰력 개념 유형에서는 일관된 설명 유형, 상황 의존적 설명 유형, 주관적 설명 유형으로 나눌 수 있다. 개념 유형에서의 나타나는 개념 생태 요소와의 관계를 보면, 일관된 설명 유형은 인식론적 확신근거 중 편향적 설명이 주로 나타난다. 상황 의존적 설명 유형은 인식론적 확신근거 중 편향적 설명과 상호 작용적 설명이 같이 나타나고, 형이상학적 신념 중 인과적 추론, 과거경험 중 일상적인 경험으로 나타난다. 주관적 설명 유형은 인식론적 확신근거 중 주관적 설명, 과거경험 중 일상적인 경험이 나타난다. 일관된 설명 유형은 두 물체 사이의 마찰력 개념에서 두 물체를 전체로 보는 관점이라면, 상황 의존적 설명 유형은 두 물체를 각 한 물체씩 따로 보면서 관계를 설정하는 점이 차이가 있다. 주관적 설명 유형은 추측에 의한 설명 유형이다. 개념 유형과 개념 생태 요소와는 서로 밀접한 관계에 있는 것을 알 수 있다.
본 연구는 복잡한 상황에서 나타나는 마찰력 개념 생태 분석을 통해 학생들의 생각을 알아보고, 좀 더 나은 개념 변화를 위한 토대를 마련해 보고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 고등학생의 마찰력에 대한 개념의 설명을 분류하기 위해 개념 검사지와 면담을 통해 분석하고, 이를 바탕으로 개념생태의 요소 분석 및 하위범주, 개념유형에 따른 개념생태의 특징을 살펴보고자 한다. 마찰력에 대한 학생들의 개념 설명을 살펴보면, 학생들은 한 물체가 마찰이 있는 수평면에서 정지 혹은 운동하는 경우, 마찰력의 방향과 크기는 잘 이해하고 있다. 하지만, 마찰이 없는 수평면에 쌓아올린 질량이 동일한 두 물체를 당기는 상황에서는 마찰력의 방향과 크기를 잘 이해하지 못해 다양한 설명이 나왔다. 고등학생의 ‘마찰력’ 개념을 구성하는 개념생태 구성요소는 크게 인식론적 확신근거, 형이상학적 신념, 과거경험, 비유로 분류되었다. 각 개념생태의 범주에 해당하는 특징을 살펴보면 다음과 같다. 인식론적 확신근거에는 편향적 설명, 상호작용적 설명, 교사나 권위적 설명, 주관적 설명으로 분류할 수 있었다. 형이상학적 신념에는 인과적 설명이 나타나고, 과거경험에는 일상적인 경험인 여기에서만 나타나는 특징적인 경험인 관성에 대한 설명이 나타났다. 비유는 말 위에 있는 사람, 컨베이어벨트, 버스 안의 사람 등으로 나타났다. 마찰력 개념 유형에서는 일관된 설명 유형, 상황 의존적 설명 유형, 주관적 설명 유형으로 나눌 수 있다. 개념 유형에서의 나타나는 개념 생태 요소와의 관계를 보면, 일관된 설명 유형은 인식론적 확신근거 중 편향적 설명이 주로 나타난다. 상황 의존적 설명 유형은 인식론적 확신근거 중 편향적 설명과 상호 작용적 설명이 같이 나타나고, 형이상학적 신념 중 인과적 추론, 과거경험 중 일상적인 경험으로 나타난다. 주관적 설명 유형은 인식론적 확신근거 중 주관적 설명, 과거경험 중 일상적인 경험이 나타난다. 일관된 설명 유형은 두 물체 사이의 마찰력 개념에서 두 물체를 전체로 보는 관점이라면, 상황 의존적 설명 유형은 두 물체를 각 한 물체씩 따로 보면서 관계를 설정하는 점이 차이가 있다. 주관적 설명 유형은 추측에 의한 설명 유형이다. 개념 유형과 개념 생태 요소와는 서로 밀접한 관계에 있는 것을 알 수 있다.
The purpose of this study is about high school students' conceptions of frictional force in a condition of two objects which are drawn on a horizontal plane without traction, is about their subcategories in the components of conceptual ecologies and is about their characteristics of the conceptual e...
The purpose of this study is about high school students' conceptions of frictional force in a condition of two objects which are drawn on a horizontal plane without traction, is about their subcategories in the components of conceptual ecologies and is about their characteristics of the conceptual ecologies with a questionnaire and a face-to-face talk. Students of second grade who have known high school physics are focused on the study. First of all, I surveyed their conceptions of frictional force in a condition of two stacked objects which are drawn on a horizontal plane. I had a face-to-face talk, which was half-structured, with 17 students who gave detailed descriptions. All the data were transcribed and analyzed. Changing patterns about conceptions of frictional force were categorized and the components of conceptual ecologies were surveyed with three strand analysic. Since then, I analyzed their characteristics of the conceptual ecologies with this components of conceptual ecologies.
The results of this study are as follows :
First, Students don't understand direction and strength of frictional force with two stacked objects which are drawn on a horizontal plane, though they understand direction and strength of frictional force in a condition which an object is moving or not on a horizontal plane. When a pile of objects is drawn on a horizontal plane, the results of the research about the direction of frictional force are summarized as follows' force-opposite direction, movement-opposite direction, inertia direction, inertia-opposite direction, action-reaction direction, adhesion of surface, surface of one object and the results of the research about the strength of frictional force are summarized as follows' a resultant (force) explanation, scientific terms explanation, cause-effect explanation, effect-cause explanation, same movement explanation of two objects, adhesion explanation of surface, surface explanation of one object, intuitive explanation.
Second, the components of conceptual ecologies and its subcategory are classified into four components of conceptual ecologies as epistemological commitment, metaphysical beliefs, past experience and analogy. The subcategories of epistemological commitment are classified into deflective explanation, interactive explanation, teacher-social authority explanation and intuitive explanation. The subfield of metaphysical beliefs is interactive inference, the subfield of past experience are ordinary experience and conception-understanding experience, and the subfield of analogy is setting for the relations of the forces.
Third, with the components of conceptual ecologies and its subcategories, the conceptual ecologies of the students were characterized by conceptual stability and conceptual transition.
In conclusion, I want to know the ideas of students about conceptions of frictional force in a condition of two objects which are drawn on a horizontal plane without traction. I hope to form the basis of changing conception.
The purpose of this study is about high school students' conceptions of frictional force in a condition of two objects which are drawn on a horizontal plane without traction, is about their subcategories in the components of conceptual ecologies and is about their characteristics of the conceptual ecologies with a questionnaire and a face-to-face talk. Students of second grade who have known high school physics are focused on the study. First of all, I surveyed their conceptions of frictional force in a condition of two stacked objects which are drawn on a horizontal plane. I had a face-to-face talk, which was half-structured, with 17 students who gave detailed descriptions. All the data were transcribed and analyzed. Changing patterns about conceptions of frictional force were categorized and the components of conceptual ecologies were surveyed with three strand analysic. Since then, I analyzed their characteristics of the conceptual ecologies with this components of conceptual ecologies.
The results of this study are as follows :
First, Students don't understand direction and strength of frictional force with two stacked objects which are drawn on a horizontal plane, though they understand direction and strength of frictional force in a condition which an object is moving or not on a horizontal plane. When a pile of objects is drawn on a horizontal plane, the results of the research about the direction of frictional force are summarized as follows' force-opposite direction, movement-opposite direction, inertia direction, inertia-opposite direction, action-reaction direction, adhesion of surface, surface of one object and the results of the research about the strength of frictional force are summarized as follows' a resultant (force) explanation, scientific terms explanation, cause-effect explanation, effect-cause explanation, same movement explanation of two objects, adhesion explanation of surface, surface explanation of one object, intuitive explanation.
Second, the components of conceptual ecologies and its subcategory are classified into four components of conceptual ecologies as epistemological commitment, metaphysical beliefs, past experience and analogy. The subcategories of epistemological commitment are classified into deflective explanation, interactive explanation, teacher-social authority explanation and intuitive explanation. The subfield of metaphysical beliefs is interactive inference, the subfield of past experience are ordinary experience and conception-understanding experience, and the subfield of analogy is setting for the relations of the forces.
Third, with the components of conceptual ecologies and its subcategories, the conceptual ecologies of the students were characterized by conceptual stability and conceptual transition.
In conclusion, I want to know the ideas of students about conceptions of frictional force in a condition of two objects which are drawn on a horizontal plane without traction. I hope to form the basis of changing conception.
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