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2009 개정 교육과정 물리Ⅰ ‘시공간과 우주’ 단원 중 특수 상대성이론은 교사가 수업을 구성하거나 학생을 이해시키는 데 많은 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 특수 상대성이론에 나오는 여러 가지 개념들 중 특히 두 가지 가설에 관한 물리교사들의 이해 정도와 오개념을 분석하여 교수·학습에 필요한 교육적 시사점을 얻고자 하는 데 그 목적이 있다. 본 연구를 위해 전국의 물리교사 50명을 대상으로 상대성 원리와 관련된 6문항과 광속 불변 원리와 관련된 6문항의 총 12문항으로 구성된 검사 도구로 특수 상대성이론의 두 가설에 관한 개념을 조사했다. 각 문항은 정답을 선택한 후 응답 이유를 구체적으로 진술하고, 선택한 답에 대한 확신 정도를 5가지 등급으로 나누어 표시하도록 구성하였다. 연구 결과 상대성 원리에 관한 문항에 대해서는 정답률은 높으나, 응답 이유를 상대성 원리를 이용하여 설명하는 것에는 구체적인 근거를 제시하지 못하고 ‘절대적인 운동은 없으므로’, ‘물리 법칙은 같아야 하므로’, ‘같은 ...

2009 개정 교육과정 물리Ⅰ ‘시공간과 우주’ 단원 중 특수 상대성이론은 교사가 수업을 구성하거나 학생을 이해시키는 데 많은 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 특수 상대성이론에 나오는 여러 가지 개념들 중 특히 두 가지 가설에 관한 물리교사들의 이해 정도와 오개념을 분석하여 교수·학습에 필요한 교육적 시사점을 얻고자 하는 데 그 목적이 있다. 본 연구를 위해 전국의 물리교사 50명을 대상으로 상대성 원리와 관련된 6문항과 광속 불변 원리와 관련된 6문항의 총 12문항으로 구성된 검사 도구로 특수 상대성이론의 두 가설에 관한 개념을 조사했다. 각 문항은 정답을 선택한 후 응답 이유를 구체적으로 진술하고, 선택한 답에 대한 확신 정도를 5가지 등급으로 나누어 표시하도록 구성하였다. 연구 결과 상대성 원리에 관한 문항에 대해서는 정답률은 높으나, 응답 이유를 상대성 원리를 이용하여 설명하는 것에는 구체적인 근거를 제시하지 못하고 ‘절대적인 운동은 없으므로’, ‘물리 법칙은 같아야 하므로’, ‘같은 관성계에 있으므로’와 같이 막연한 수준에 머물러 있는 경우가 많았다. 이를 통해 교사들이 상대성 원리에 관해서는 가설을 피상적인 수준에서 이해하고 있을 뿐, 그 의미를 확장시키거나 적용하는 데 어려움이 있다는 것을 알 수 있었다. 광속 불변 원리에 관한 문항에 대해서는 정답률이 낮게 나오는 경우가 많았는데, 이는 여러 오개념에서 비롯된 것으로 판단된다. ‘빛이 아닌 입자가 움직일 때에는 고전역학적으로 속도를 합성해야 한다’, ‘동일한 매질 속에서 빛의 속력은 기준계에 상관없이 동일하다’와 같이 진술한 것으로 보아 빛의 속력이 관찰자나 광원의 운동에 상관없이 항상 로 측정되는 이유가 빛만이 어떤 특별한 성질을 가지고 있기 때문이라는 생각과 광속은 어떠한 상황에서도 모든 기준계에 대해 불변한다고 생각하는 경향이 있었다. 특수 상대성이론은 물리학의 다른 분야에 비해 직관적이지 않은 개념이 많으므로 기본적인 개념을 이해하는 것에 더욱 중점을 두어야 하며, 특히 특수 상대성이론의 토대가 되는 두 가지 가설에 대해서 물리교사들의 개념을 확인하는 것은 교육적으로 의미가 있다고 생각된다. 검사 도구 상의 진술에 의존하여 교사들의 개념을 분석한 본 연구보다 더욱 심층적인 방법으로 개념 형성 과정에 대한 논의와 문제점의 처치 방안을 밝히는 후속 연구가 필요하다고 판단된다.

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