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본 연구에서는 고등학생들이 마이스너 효과를 어떻게 이해하고 있는지를 알아보고, 『자성유체(Magnetic Fluid)를 이용한 자기력선 시각화 실험』이 마이스너 효과를 이해하는 데 어떠한 영향을 주는지를 알아보았다.
본 연구의 문제를 도출하기 위해 예비연구를 실시하였다. 예비 연구에서는 첫째로 광주광역시 소재 고등학생들을 대상으로 초전도 현상에 대한 학생들의 인식을 조사하였다. 둘째로 과학, 물리 교과서에 서술된 마이스너 효과에 대한 개념을 분석하였다. 셋째로 광주광역시 소재 고등학교 1,2학년 남학생 8명을 대상으로 마이스너 효과와 관련된 탐구 활동을 개발하고 적용하여 학생들의 반응을 살펴보았다. 예비 연구결과 첫째로 고등학생들이 초전도 현상 중 자기적 특성에 관심이 많은 것을 확인하였다. 둘째로 고등학교 과학, 물리Ⅰ ...

본 연구에서는 고등학생들이 마이스너 효과를 어떻게 이해하고 있는지를 알아보고, 『자성유체(Magnetic Fluid)를 이용한 자기력선 시각화 실험』이 마이스너 효과를 이해하는 데 어떠한 영향을 주는지를 알아보았다.
본 연구의 문제를 도출하기 위해 예비연구를 실시하였다. 예비 연구에서는 첫째로 광주광역시 소재 고등학생들을 대상으로 초전도 현상에 대한 학생들의 인식을 조사하였다. 둘째로 과학, 물리 교과서에 서술된 마이스너 효과에 대한 개념을 분석하였다. 셋째로 광주광역시 소재 고등학교 1,2학년 남학생 8명을 대상으로 마이스너 효과와 관련된 탐구 활동을 개발하고 적용하여 학생들의 반응을 살펴보았다. 예비 연구결과 첫째로 고등학생들이 초전도 현상 중 자기적 특성에 관심이 많은 것을 확인하였다. 둘째로 고등학교 과학, 물리Ⅰ 교과서 분석을 통해 마이스너 효과의 핵심 개념이 ‘내부자기장=0’이 되는 것을 확인하였다. 셋째로 마이스너 효과를 이해하는데 도움이 될 수 있는 탐구 활동으로 『자성유체를 이용한 자기력선 시각화 실험』을 선택하여 본 연구에서 적용하기로 하였다.
본 연구에서는 광주광역시 소재 고등학교 2학년 물리 교과를 선택한 남학생 13명을 대상으로 문항지와 개인별 면담을 통하여 학생들이 갖고 있는 마이스너 효과에 대한 개념을 알아보았다. 『자성유체를 이용한 마이스너 효과의 자기력선 시각화 실험』을 2차시 동안 수행 후 해당 탐구활동이 학생들이 마이스너 효과의 개념을 이해하는 데 어떠한 영향을 주는 지 설문지 및 면담으로 알아보았다.
본 연구 결과 학생들은 마이스너 효과를 영구 자석간의 반발력으로 이해하는 경향이 높은 것을 확인하였다. 마이스너 효과를 내부 자기장이 0이 되는 현상임을 개념적으로 알고 있는 학생은 13명 중에 3명(23%)이었으며, 5명(38%)는 마이스너 효과를 영구 자석간의 반발하는 현상으로 이해하고 있었다. 나머지 5명(38%)는 마이스너 효과를 개념적으로 표현하는 데 어려움을 나타냈다.
『자성유체를 이용한 마이스너 효과의 자기력선 시각화 실험』은 학생들이 마이스너 효과에서 자기력선이 차폐되는 것을 인식하는 데 도움을 주는 것으로 나타났다. 실험 후 문항지와 개인별 면담 결과에서 마이스너 효과를 내부 자기장이 0이 되는 현상임을 개념적으로 이해한 학생의 비율이 13명 중 3명(23%)에서 8명(62%)로 높아졌다.
고등학교 과학 수업에서 『자성유체를 이용한 마이스너 효과의 자기력선 시각화 실험』이 마이스너 효과에 대한 학생들의 이해를 높이는데 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대된다.

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