[국내논문]'식물의 구조와 기능'에 대한 초등학교 아동들의 지식구조와 학습성향과의 관계 Relationships between Learning Modes and Knowledge Structures of Primary School Children: Reflected on the Concept Maps of the 'Structure and Function of Plant' Unit원문보기
본 연구는 '식물의 구조와 기능' 단원의 학습 전 아동의 지식구조와 학습과정 및 학습 종료 7개월 후까지의 지식구조의 변화를 아동의 학습성향(유의미학습과 암기학습)과 관련지워 조사한 것이다. 연구단원과 관련된 기존의 지식구조를 알아보기 위하여 5학년 아동들에게 1차 개념도를 그리게 하고, 매 4차시 수업후 각각의 개념도를 그리게 했다. 그리고 지식구조의 지속효과를 알아보기 위하여 단원 학습이 종료된 직후와 3개월, 7개월 후에도 각각의 개념도를 그리게 했다. 학습과정 동안에는 기존의 개념도를 근거로 하여 개념도를 그리게 하였으며, 단원 학습 종료 후에는 기존의 개념도가 제시되지 않은 상태에서 개념도를 그리게 하였다. 아동들이 그린 각각의 개념도는 그 당시의 식물의 구조와 기능에 대한 이해 정도를 나타내었다. 초등학교 5학년 아동들은 '식물의 구조와 기능' 단원의 학습에 들어가기 전에 이와 관련된 여러 가지 개념들로 이루어진 사전 지식구조를 가지고 있으나 그 중 과학적으로 타당한 것은 개념도 상에서 2단계의 위계와 5개의 관계에 불과하였다. 한 단원의 학습이 진행되어감에 따라 아동들의 지식구조는 꾸준히 그리고 점진적으로 증가였다. 그러나 이러한 증가는 학습성향에 따라 차이를 보이며, 유의미 학습자가 암기 학습자보다 더 많이 증가하였다(관계, 연관, 예: p < .01, 위계: p < .05). 지식구조의 변화에 있어서 학습성향간에 다소 차이가 있으나 재구조화는 단원 학습의 초기에 높은 빈도로 일어났으며, 말기에는 전혀 일어나지 않았다. 조정은 유의미 학습자보다 암기 학습자에서 더 많이 일어나고 확장은 이와 반대로 유의미 학습자에서 더 많이 일어났다. 암기 학습자의 개념도 점수는 단원 학습을 마친 후 시간이 경과함에 따라 모든 범주에서 차츰 감소하였다. 그러나 유의미 학습자의 경우 단원 학습 후 3개월보다 7개월에서 오히려 소폭 증가했다. 그러므로 대체로 암기 학습자가 학습과정에서 새로이 구축하고자 하는 더 분화되고 정교한 지식구조가 유의미 학습자보다 불안정한 상태에 있으며, 지식구조의 분화 정도도 유의미 학습자에 비해 낮다고 할 수 있다.
본 연구는 '식물의 구조와 기능' 단원의 학습 전 아동의 지식구조와 학습과정 및 학습 종료 7개월 후까지의 지식구조의 변화를 아동의 학습성향(유의미학습과 암기학습)과 관련지워 조사한 것이다. 연구단원과 관련된 기존의 지식구조를 알아보기 위하여 5학년 아동들에게 1차 개념도를 그리게 하고, 매 4차시 수업후 각각의 개념도를 그리게 했다. 그리고 지식구조의 지속효과를 알아보기 위하여 단원 학습이 종료된 직후와 3개월, 7개월 후에도 각각의 개념도를 그리게 했다. 학습과정 동안에는 기존의 개념도를 근거로 하여 개념도를 그리게 하였으며, 단원 학습 종료 후에는 기존의 개념도가 제시되지 않은 상태에서 개념도를 그리게 하였다. 아동들이 그린 각각의 개념도는 그 당시의 식물의 구조와 기능에 대한 이해 정도를 나타내었다. 초등학교 5학년 아동들은 '식물의 구조와 기능' 단원의 학습에 들어가기 전에 이와 관련된 여러 가지 개념들로 이루어진 사전 지식구조를 가지고 있으나 그 중 과학적으로 타당한 것은 개념도 상에서 2단계의 위계와 5개의 관계에 불과하였다. 한 단원의 학습이 진행되어감에 따라 아동들의 지식구조는 꾸준히 그리고 점진적으로 증가였다. 그러나 이러한 증가는 학습성향에 따라 차이를 보이며, 유의미 학습자가 암기 학습자보다 더 많이 증가하였다(관계, 연관, 예: p < .01, 위계: p < .05). 지식구조의 변화에 있어서 학습성향간에 다소 차이가 있으나 재구조화는 단원 학습의 초기에 높은 빈도로 일어났으며, 말기에는 전혀 일어나지 않았다. 조정은 유의미 학습자보다 암기 학습자에서 더 많이 일어나고 확장은 이와 반대로 유의미 학습자에서 더 많이 일어났다. 암기 학습자의 개념도 점수는 단원 학습을 마친 후 시간이 경과함에 따라 모든 범주에서 차츰 감소하였다. 그러나 유의미 학습자의 경우 단원 학습 후 3개월보다 7개월에서 오히려 소폭 증가했다. 그러므로 대체로 암기 학습자가 학습과정에서 새로이 구축하고자 하는 더 분화되고 정교한 지식구조가 유의미 학습자보다 불안정한 상태에 있으며, 지식구조의 분화 정도도 유의미 학습자에 비해 낮다고 할 수 있다.
This study examined the knowledge structure constructed by children before formal instruction, and successive changes in the structural complexity of knowledge during and after the learning of 'Structure and Function of Plant' unit. It also investigated how those changes were affected by children's ...
This study examined the knowledge structure constructed by children before formal instruction, and successive changes in the structural complexity of knowledge during and after the learning of 'Structure and Function of Plant' unit. It also investigated how those changes were affected by children's learning modes. The researchers made the 5th graders draw the first draft of their concept map to see the pre-existing knowledge structure concerned with the unit and four more concept maps after completing every fourth lesson. And to see how long their knowledge structures were preserved, the researchers made children draw additional concept maps in 3 days, 3 months, and 7 months after completing the unit. Children drew their current concept maps on the basis of the previous one while learning the unit and without the previous one after completing the unit. Each concept map drawn by children showed the degree of their current understanding on the structures and functions of plants. The results revealed that only two levels of hierarchy and five relationships among the components of the first concept map(relationship, hierarchy, cross link and example) were proven to be valid in terms of conceptual relevance. Growth in the structural complexity of knowledge took place progressively throughout the unit and the effects of learning mode on the growth were favorably reflected in concept map scores of meaningful learners over time(relationship, cross link, example: p<.01, hierarchy: p<.05). Although there were some differences on the concept map scores between two types of learners, they commonly showed that knowledge restructuring had occurred apparently in the early periods from the 1st to the 6th lesson and had not occurred at all in the last period of the unit. The frequency of tuning was higher in rote learners than in meaningful learners throughout the unit, but the frequency of accretion was reverse. Concept map scores of rote learners constructed in the course of learning of the unit decreased little by little gradually in all the categories after completing the unit. However, the average total map score of meaningful learners increased a little more in 7 months than in 3 months after completing the unit. Therefore it can be inferred that meaningful learners construct more stable and well-differentiated knowledge structures than the rote learners.
This study examined the knowledge structure constructed by children before formal instruction, and successive changes in the structural complexity of knowledge during and after the learning of 'Structure and Function of Plant' unit. It also investigated how those changes were affected by children's learning modes. The researchers made the 5th graders draw the first draft of their concept map to see the pre-existing knowledge structure concerned with the unit and four more concept maps after completing every fourth lesson. And to see how long their knowledge structures were preserved, the researchers made children draw additional concept maps in 3 days, 3 months, and 7 months after completing the unit. Children drew their current concept maps on the basis of the previous one while learning the unit and without the previous one after completing the unit. Each concept map drawn by children showed the degree of their current understanding on the structures and functions of plants. The results revealed that only two levels of hierarchy and five relationships among the components of the first concept map(relationship, hierarchy, cross link and example) were proven to be valid in terms of conceptual relevance. Growth in the structural complexity of knowledge took place progressively throughout the unit and the effects of learning mode on the growth were favorably reflected in concept map scores of meaningful learners over time(relationship, cross link, example: p<.01, hierarchy: p<.05). Although there were some differences on the concept map scores between two types of learners, they commonly showed that knowledge restructuring had occurred apparently in the early periods from the 1st to the 6th lesson and had not occurred at all in the last period of the unit. The frequency of tuning was higher in rote learners than in meaningful learners throughout the unit, but the frequency of accretion was reverse. Concept map scores of rote learners constructed in the course of learning of the unit decreased little by little gradually in all the categories after completing the unit. However, the average total map score of meaningful learners increased a little more in 7 months than in 3 months after completing the unit. Therefore it can be inferred that meaningful learners construct more stable and well-differentiated knowledge structures than the rote learners.
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문제 정의
식물의 구조와 기능' 단원의 학습을 수행해감에 따라 (1)아동의 지식구조의 변화는 학습성향(유의미 학습, 암기 학습)에 따라 차이가 있는가, (2)아동의 지식구조의 변화 양상(재구조화, 조정, 확장)은 학습성향에 따라 차이가 있는가. (3)지식구조의 지속 효과는 학습성향에 따라 차이가있는가를 조사하였다.
본 연구는 식물의 구조와 기느 단원의 학습 전 아동의 지식구조와 학습과정 및 학습 종료 7개월 후까지의 지식구조의 변화를 아동의 학습 성향(유의미학습과 암기학습)과 관련지워 조사한 것이다. 연구단원과 관련된 기존의 지식구조를 알아보기 위하여 5학년 아동들에게 1차 개념도를 그리게 하고, 매 4차시 수업 후 각각의 개념도를 그리게 했다.
제안 방법
Biggs(1987)가 개발한 LPQ(Learning Process Questionnaires)를 축소, 변형시켜 만든 초등학생용검사지(김종중. 2002)를 2001년 5월 연구 대상인 2개학급에 투입하여 40분간 검사를 실시하였다. 이 검사지의 내적 신뢰도(Cronbach a)는 .
매주 아동들이 그린 개념도를 검토한 후 연구자가 이해되지 않는 표현이나 오해의 소지가 있는 표현이 있을 경우 개별면담을 하여 그 내용을 별도로 메모해 두었다. 개별면담을 통하여 아동이 개념올 바르게 이해하고 있으나 개념도 상의 표현을 틀리게 한 것으로 파악된 경우에는 바르게 표현하는 방법을 가르쳐 주고 스스로 수정하도록 하였다. 이 경우는 개념도 분석시 점수로 인정하였다.
60이다. 결과 분석에서 유의미 학습성향에 관한 문항의 점수는 획득한점수를 그대로 처리하였으나 암기 학습성향에 관한문항의 점수는 역점수(reverse-score)로 환산하여 처리를 하였다. 측정된 점수의 상위 33%룰 유의미 학습자로, 하위 33%를 암기 학습자로 구분하였다.
그리고 수정한 단원 구성에 따라 식물의구조와 기능에 대한 학습을 매주 4차시씩 수행하였다 4차시에 해당하는 수업을 완료한 후 그 주 금요일에 아동들에게 개념도를 그리게 하였다. 그러나 1-2차시에는 현미경으로 세포룰 관찰하는 내용이 포함되어있으므로 실제로 개념도롤 작성한 시기는 6차시, 10차시, 14차시 18차시 수업을 마친 후이며, 각각올 순서에 따라 '2, 3, 4, 5차 개념도 라 하였다.
연구단원과 관련된 기존의 지식구조를 알아보기 위하여 5학년 아동들에게 1차 개념도를 그리게 하고, 매 4차시 수업 후 각각의 개념도를 그리게 했다. 그리고 지식구조의 지속효과를 알아보기 위하여 단원 학습이 종료된 직후와 3개워 7개월 후에도 각각의 개념도를 그리게 했다. 학습과정 동안에는 기존의 개념도를 근거로 하여 개념도를 그리게 하였으며, 단원 학습 종료 후에는 기존의 개념도가 제시되지 않은 상태에서 개념도를 그리게 하였다.
단원 학습 종료 후 시간의 경과에 따른 지식구조의변화를 개념도 점수로 비교해 보았다. 단원 학습을마치고 나서 3일이 경과된 후 기존의 개념도를 제시하지 않은 상태에서 아동들이 그린 6차 개념도 점수는 5차 개념도와 큰 차이를 보이지 않았다(Fig.
본 연구에서는 개념도를 통하여 6차 교육과정 초등학교 자연과 5학년 1학기 .식물의 구조와 기능' 단원의 학습을 수행해감에 따라 (1)아동의 지식구조의 변화는 학습성향(유의미 학습, 암기 학습)에 따라 차이가 있는가, (2)아동의 지식구조의 변화 양상(재구조화, 조정, 확장)은 학습성향에 따라 차이가 있는가.
개발하였다(김종중, 2002). 아동의 학습 성향을 검사한 후 연구 단원에 대한 학습에 들어가기 전에 아동들에게 식물의 구조와 기능에 대한 1차 개념도를 그리게 하고 4차시 분량씩의 수업이 완료되었을 때마다 다시 1차 개념도와 같은 주제의 개념도를 그리게 하였다. 그리고 단원 학습을 종료한 3일 후와 3개월 및 7개월이 경과된 후에도 같은 주제의 개념도를 그리게 하였다.
연구단원과 관련된 기존의 지식구조를 알아보기 위하여 5학년 아동들에게 1차 개념도를 그리게 하고, 매 4차시 수업 후 각각의 개념도를 그리게 했다. 그리고 지식구조의 지속효과를 알아보기 위하여 단원 학습이 종료된 직후와 3개워 7개월 후에도 각각의 개념도를 그리게 했다.
그리고 단원 학습을 종료한 3일 후와 3개월 및 7개월이 경과된 후에도 같은 주제의 개념도를 그리게 하였다. 이렇게 하여 얻은 총 8장의 개념도를 아동의 학습성향 별로 분석하고 통계처리를 하였다.
지식구조의 지속 효과를 알아보기 위하여 총 20차시 분량의 단원 학습을 마친 후 3일. 3개월 및 7개월이 경과한 뒤에 각각 개념도(6~8차 개념도)를 그리게 하였다.
그리고 지식구조의 지속효과를 알아보기 위하여 단원 학습이 종료된 직후와 3개워 7개월 후에도 각각의 개념도를 그리게 했다. 학습과정 동안에는 기존의 개념도를 근거로 하여 개념도를 그리게 하였으며, 단원 학습 종료 후에는 기존의 개념도가 제시되지 않은 상태에서 개념도를 그리게 하였다. 아동들이 그린 각각의 개념도는 그 당시의 식물의 구조와 기능에 대한 이해 정도를 나타내었다.
대상 데이터
경상북도。。초등학교 5학년 4개 학급 중 2개 학급을 연구 대상으로 하였다. 연구 대상인 2개 학급의 총학생 수는 74명이나 학기 도중에 전학 온 2명을 제외하고.
연구 대상으로 한 실제 학생수는 남학생 38명과 여학생 34명으로 구성된 72명이다. 연구 대상 학교는 중소도시에 소재하고 있으며, 학력 수준은 경상북도에서 중 정도에 해당한다.
연구 대상인 2개 학급의 총학생 수는 74명이나 학기 도중에 전학 온 2명을 제외하고. 연구 대상으로 한 실제 학생수는 남학생 38명과 여학생 34명으로 구성된 72명이다. 연구 대상 학교는 중소도시에 소재하고 있으며, 학력 수준은 경상북도에서 중 정도에 해당한다.
연구 대상으로 하였다. 연구 대상인 2개 학급의 총학생 수는 74명이나 학기 도중에 전학 온 2명을 제외하고. 연구 대상으로 한 실제 학생수는 남학생 38명과 여학생 34명으로 구성된 72명이다.
결과 분석에서 유의미 학습성향에 관한 문항의 점수는 획득한점수를 그대로 처리하였으나 암기 학습성향에 관한문항의 점수는 역점수(reverse-score)로 환산하여 처리를 하였다. 측정된 점수의 상위 33%룰 유의미 학습자로, 하위 33%를 암기 학습자로 구분하였다. 그결과 유의미 학습자와 암기 학습자에 해당하는 학생수가 각각 24명이었으며, 유의미 학습자나 암기 학습자에 포함되어 있는 남녀학생의 수도 각각 12명으로동일하였다.
데이터처리
통계 처리는 SPSS 10.0 프로그램을 사용하였으며학습성향과 시간에 따른 개념도 간의 점수의 차이에대 한 유의성 검정은 이 원변 량분석 (two way - ANOVA)으로 처리하였다.
이론/모형
5차에 걸친 개념도를 Novak & Gowin(1984)의방법에 따라 의미있는 관계에 각 1점, 의미있는 위계에 각 5점, 의미있는 연관에 각 10점, 적당한 예에 각 1점씩을 부여하여 채점하였다. 그리고 학습의 진행에따른 지식구조의 변화 양상을 알아보기 위하여 1~5 차 개념도를 연차적으로 비교하여(1차:2차, 2차:3차 3 차:4차, 4차:5차) Pearsall et a】.
식물의 구조와 기능 단원을 학습하는 동안 아동들의 지식구조에 일어난 변화를 재구조화, 조정 및 확장의 세가지 유형 (Rumerhart & Norman, 1978)으로 분석하였다(Fig. 3). 학습성향간의 지식구조의 변화 양상을 비교해보면 재구조화와 조정은 유의미 학습자보다 암기 학습자에서 더 많이 일어나고 있으나 확장은 이와 반대로 유의미 학습자에서 더 많이 일어났다.
성능/효과
5가지의 관계(5점)롤 이루고 있었다. 1차 개념도점수는 학습성향간에 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나 단원의 학습이 진행됨에 따라 유의미 학습자가 암기 학습자보다 개념도 상의 모든 범주에서 높은 점수를 획득하여 학습성향간의 차이가 뚜렷해졌다. 시간에 따른 학습성향간의 개념도 점수의 차이는 이원변량분석 결과 관계 연관 및 예의 경우에는 P < .
그러나 3개월이 경과한 후 7차 개념도에 나타난 개념도 점수는 범주에 따라 다소 차이가 있으나 평균 20% 정도 감소하였다. 3개월(7차 개념도)과 7개월(8 차 개념도) 사이에는 개념도 점수에 큰 변화를 보이지 않고 대체로 유지되는 경향을 보이지만 모든 범주에서 유의미 학습자의 점수가 암기 학습자보다 높았다(Table 2).
측정된 점수의 상위 33%룰 유의미 학습자로, 하위 33%를 암기 학습자로 구분하였다. 그결과 유의미 학습자와 암기 학습자에 해당하는 학생수가 각각 24명이었으며, 유의미 학습자나 암기 학습자에 포함되어 있는 남녀학생의 수도 각각 12명으로동일하였다.
4). 그러나 3개월이 경과한 후 7차 개념도에 나타난 개념도 점수는 범주에 따라 다소 차이가 있으나 평균 20% 정도 감소하였다. 3개월(7차 개념도)과 7개월(8 차 개념도) 사이에는 개념도 점수에 큰 변화를 보이지 않고 대체로 유지되는 경향을 보이지만 모든 범주에서 유의미 학습자의 점수가 암기 학습자보다 높았다(Table 2).
18차시 수업 후 작성된 5차 개념도를 표준개념도와 비교해 보면 유의미 학습성향의 경우 관계 86%, 위계 91%, 연관 77%, 예 56%가 아동의 지식으로 구조화된 것으로 나타났다. 그러나 암기 학습성향의 경우에는 유의미 학습성향보다 그 정도가 모든 범주에서 10% 이상 낮았으며(관계 73%, 위계 80%, 연관 50%, 예 30%), 특히 연관이나 예의 경우 두 성향 간의 차이가 25% 이상으로 크게 나타났다. 학습 성향 간의 점수 차이가 관계나 위계보다 연관에서 더 크게 나타난 것으로 보아 유의미 학습자가 암기 학습자보다 깊은 사고 활동을 요하는 개념들을 더 효과적으로 학습한다고 할 수 있다.
학습성향간에 개념도 상의 범주별 점수 차이가 관계나 위계보다 연관에서 더 크게나타나 유의미 학습자가 암기 학습자보다 깊은 사고활동를 요하는 개념들을 더 잘 학습한다고 할 수 있다. 예가 아동의 지식구조로 가장 동화되기 어려운개념으로 나타났으며, 이 경우에도 유의미 학습자가암기학습자보다 더 효과적으로 학습하였다.
, 1996)를 들 수 있다. 이 연구에서 지식구조의 변화와 학습 성향 간에는 유의미한 관계가 있음이 밝혀졌다. 비록 아동들이 생활 주변의 경험으로부터 단편적인 과학지식을 가지고 있다고는 하나 대학생들과 달리 아동들은 학교에서의 과학 수업을 통하여 과학의 주요 개념에 대하여 처음으로 체계적인 학습을 경험하게 된다.
지식구조의 감소율은 암기 학습자의 경우 관계에서 크게 나타났으며, 유의미 학습자의 경우에는 위계와 예에서 오히려 감소율이 줄어드는 특징을 보여 7개월 후의 학습성향간의 지식구조의 차이가 평균 11%로더 커졌다(Fig. 5). 비록 적은 값이기는 하지만 유의미 학습자에서 개념도 점수의 감소율이 7개월 경과 후에 오히려 줄어드는 현상이 나타난 것은 2학기에 실시된 관련 학습의 효과라고 할 수 있다.
3). 학습성향간의 지식구조의 변화 양상을 비교해보면 재구조화와 조정은 유의미 학습자보다 암기 학습자에서 더 많이 일어나고 있으나 확장은 이와 반대로 유의미 학습자에서 더 많이 일어났다. 학습 시기별로 보면 학습성향간에 다소 차이가 있으나 단원 학습의 초기에 재구조화가 높게 일어나고 학습이 진행됨에 따라 급격히 감소하여 4차와 5차 개념도 사이에서는 전혀 일어나지 않았다.
학습 시기별로 보면 학습성향간에 다소 차이가 있으나 단원 학습의 초기에 재구조화가 높게 일어나고 학습이 진행됨에 따라 급격히 감소하여 4차와 5차 개념도 사이에서는 전혀 일어나지 않았다. 학습이 진행되어 갈수록 학습성향간에 조정의 빈도의 차이가 커져 4차와 5차 개념도 사이에서는 암기 학습자가 유의미 학습자보다 2배 이상의 높은 빈도룰 나타냈다. 이것은 암기 학습자가 학습과정에서 새로이 구축하고자 하는 더 분화되고 정교한 지식구조가 유의미 학습자의 것보다 불안정한 상태에 있다는 것을 의미한다.
후속연구
이상의 결론은 시골에 인접한 중소도시에 소재하는 1개 초등학교의 72명의 아동들로부터 한 단원의 학습에 한정되어 얻어진 것이므로 이러한 한계를 보완하기 위하여 앞으로 연구 대상의 수와 단원의 수를 더넓힐 필요가 있으며, 장기간에 걸친 학생 개인별 추적 조사도 수행할 필요가 있다.
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