화학 교육에서 사용되는 비유에 대한 학생들의 이해도 및 비유 사용의 제한점 Students' Understanding of the Analogies Used in Chemistry Education and the Limitations of Using Analogies원문보기
본 연구에서는 화학 개념을 설명하기 위해 과학 교과서에 사용된 비유에 대한 학생들의 이해도를 조사하고, 비유의 제한점으로 인해 유발될 수 있는 오개념을 분석한 후, 개념 이해도에 영향을 미치는 요인에 대해 살펴보았다. 물질의 세 가지 상태, 부피와 압력 사이의 관계, 분자 운동, 상태 변화와 에너지에 대한 비유와 개념 이해 검사, 장독립성 검사, 논리적 사고력 검사를 실시하였다. 분석 결과 절반의 학생들이 교과서의 의도와 다르게 비유를 이해하고 있었으며, 개념 이해도는 그 개념을 설명하는 비유에 대한 이해도 뿐 아니라, 장독립성, 논리적 사고력, 사전 과학 성취도와 유의미한 정적 상관이 있었다. 개념 이해도에 미치는 각 변인의 직 간접적인 효과를 분석한 결과, 사전 과학 성취도의 직접적 영향이 유의미하였으며, 장독립성과 논리적 사고력은 사전 과학 성취도와 비유 이해를 통해 간접적으로 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 과학교육에서 비유 사용의 제한점과 그 함의에 대하여 논의하였다.
본 연구에서는 화학 개념을 설명하기 위해 과학 교과서에 사용된 비유에 대한 학생들의 이해도를 조사하고, 비유의 제한점으로 인해 유발될 수 있는 오개념을 분석한 후, 개념 이해도에 영향을 미치는 요인에 대해 살펴보았다. 물질의 세 가지 상태, 부피와 압력 사이의 관계, 분자 운동, 상태 변화와 에너지에 대한 비유와 개념 이해 검사, 장독립성 검사, 논리적 사고력 검사를 실시하였다. 분석 결과 절반의 학생들이 교과서의 의도와 다르게 비유를 이해하고 있었으며, 개념 이해도는 그 개념을 설명하는 비유에 대한 이해도 뿐 아니라, 장독립성, 논리적 사고력, 사전 과학 성취도와 유의미한 정적 상관이 있었다. 개념 이해도에 미치는 각 변인의 직 간접적인 효과를 분석한 결과, 사전 과학 성취도의 직접적 영향이 유의미하였으며, 장독립성과 논리적 사고력은 사전 과학 성취도와 비유 이해를 통해 간접적으로 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 과학교육에서 비유 사용의 제한점과 그 함의에 대하여 논의하였다.
In this study, students' understanding of the analogies used for chemical concepts in science textbooks, misconceptions induced by the analogy, and the factors affecting conceptual understanding were investigated. In addition to the tests of field independency and logical thinking ability, tests of ...
In this study, students' understanding of the analogies used for chemical concepts in science textbooks, misconceptions induced by the analogy, and the factors affecting conceptual understanding were investigated. In addition to the tests of field independency and logical thinking ability, tests of students' understanding of concepts and analogies on three states of matter, pressure-volume relation, molecular motion, and changing state depending upon energy were administered. The results revealed that half of the subjects understood the analogies differently from the textbook writers' intention and that students' conceptual understanding was significantly correlated with the degree of understanding on corresponding analogies, field independency, logical thinking ability, and prior achievement of science. The results of analyzing the direct and indirect effects of each variable on conceptual understanding showed that the direct effect of prior achievement was significant and that field independency and logical thinking ability had indirect effects through understanding of analogies and prior achievement of science. The limitations and implications of using analogies in science education were discussed on the basis of the results.
In this study, students' understanding of the analogies used for chemical concepts in science textbooks, misconceptions induced by the analogy, and the factors affecting conceptual understanding were investigated. In addition to the tests of field independency and logical thinking ability, tests of students' understanding of concepts and analogies on three states of matter, pressure-volume relation, molecular motion, and changing state depending upon energy were administered. The results revealed that half of the subjects understood the analogies differently from the textbook writers' intention and that students' conceptual understanding was significantly correlated with the degree of understanding on corresponding analogies, field independency, logical thinking ability, and prior achievement of science. The results of analyzing the direct and indirect effects of each variable on conceptual understanding showed that the direct effect of prior achievement was significant and that field independency and logical thinking ability had indirect effects through understanding of analogies and prior achievement of science. The limitations and implications of using analogies in science education were discussed on the basis of the results.
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문제 정의
희귀 및 경로 분석을 통해 학생들의 논리적 사고력, 장독립성, 사전 과학 성취도, 비유에 대한 이해도가 과학개념 이해도에 미치는 직 . 간접적인 효과를 조사한다.
따라서 본 연구에서는 7차 중학교 1학년 과학 교과서의 화학 개념 설명을 위해 사용된 비유 중 몇 가지 근본적 인제 한점이 보이는 비유를 추출하여 작성한 설문 검사 도구를 활용하여 비유에 대한 학생들의 이해도를 조사하고, 비유가 갖는 제한점으로 인해 유발되는 오개념을 분석한 후, 개념 이해에 영향을 미치는 요인에 대해 살펴보기로 한다.
본 연구에서는 7차 중학교 1학년 과학 교과서의 화학 개념 설명을 위해 사용된 비유에 대한 학생들의 이해도를 조사하고, 비유가 지닌 제한점이 유발할 수 있는 오개념을 분석한 후, 개념 이해에 영향을 미치는 요인에 대해 살펴보았다.
본 연구에서는 화학 개념을 설명하기 위해 과학 교과서에 사용된 비유에 대한 학생들의 이해도를 조사하고, 비유의 제한점으로 인해 유발될 수 있는 오개념을 분석한 후, 개념 이해도에 영향을 미치는 요인에 대해 살펴보았다. 물질의 세 가지 상태, 부피와 압력 사이의 관계 분자운동, 상태 변화와 에너지에 대한 비유와 개념 이해 검사, 장독립성 검사, 논리적 사고력 검사를 실시하였다.
비유 상황이 닫힌 공간이 아니었다는 데 주목하여 이로부터 파생할 수 있는 오개념 유발 가능성을 조사하기 위해 시간이 흐른 후 원 안에 있는 사람 수에 변화가 있을지에 대해 질문하였다. 이 문항에서 많은 학생들이 사람들의 출입이 없으므로 원 안의 사람 수는 일정하다고 응답하였다(75.
1. 비유에 대한 학생들의 이해도를 조사한다.
간접적인 효과를 분석한 결과, 사전 과학 성취도의 직접적 영향이 유의미하였으며, 장독립성과 논리적 사고력은 사전 과학 성취도와 비유 이해를 통해 간접적으로 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 과학교육에서 비유 사용의 제한점과 그 함의에 대하여 논의하였다.
때는 기체가 되는 것이다. 이에 대한 학생들의 이해 수준을 파악하기 위해 샬레를 흔들어 주었을 때 콩들의 배열 상태가 어떨지 예측해 보도록 하였다.
작은 원에서는 선까지의 거리가 가깝기 때문에 선을 더 많이밟으므로, 부피가 감소한 풍선 속 기체 분자들도 풍선 내벽에 더 많이 부딪혀 기체의 압력이 증가한다는 것을 학습 목표로 한다.
3)은 느리게 움직이는 구슬을 찬물의 물 분자에, 빠르게 움직이는 구슬을 더운물의 물분자에 대응 시켜 두 구슬이 빗겨 맞으면 느리게 움직이던 구슬의 속도는 빨라지고, 빠르게 움직이던 구슬은 느려지는 구슬의 속도 변화를 이해하여 찬물과 더운물을 섞은 미지근한 물의 분자 운동을 생각해보게 하였다. 즉 구슬 충돌에 대한역학적 관계를 이해하여 열의 이동과 분자의 운동 속도 사이의 관계를 이해하는 것을 목표로 한다.
제안 방법
비유 이해도와 개념 이해도 검사지는 4 개의 영역에서 비유의 이해 정도를 묻는 4문항과, 이와 관련된 과학 개념 이해를 묻는 4문항으로 이루어져 있다. 검사 문항은 과학 교육 전문가 3인으로부터 안면 타당도를 검사 받은 후 예비 연구를 통해 수정 . 보완하였다.
목표 개념에 대한 사전 지식이 비유 이해에 미치는 영향을 배제하기 위해 '물질의 세 가지 상태, 분자 운동', 상태 변화와 열에너지' 등 중학교 1학년 화학 단원을 배우기 전 학생들을 표집 하였다. 검사 절차는 먼저 장의존/장독립성 검사(10분)와 논리적 사고력 검사(30분)를 실시하고, 비유 이해도와 개념 이해도 검사0(}분 정도 소요)를 실시하였다.
보완하였다. 검사지 첫 번째 영역에서는 고체와 액체 상태를 각각 합창을 하는 사람과 농악을 하는 사람으로 표현한 비유에서 사람들의 위치와 움직임의 차이를 묻고, 고체와 액체 상태에서의 분자 배열을 그려보도록 했다. 그리고 각 상황에서의 사람들이 동일한 사람인지를 묻고, 상태 변화 시 입자의 크기와 모양이 달라지는지를 제한점 문항으로첨가시켰다.
검사지 첫 번째 영역에서는 고체와 액체 상태를 각각 합창을 하는 사람과 농악을 하는 사람으로 표현한 비유에서 사람들의 위치와 움직임의 차이를 묻고, 고체와 액체 상태에서의 분자 배열을 그려보도록 했다. 그리고 각 상황에서의 사람들이 동일한 사람인지를 묻고, 상태 변화 시 입자의 크기와 모양이 달라지는지를 제한점 문항으로첨가시켰다. 두 번째 영역에서는 같은 수의 사람들이 동일한 속도로 크기가 다른 원에서 달리고 있을 때, 원의 크기에 따른 선을 밟는 횟수를 부피에 따른 압력의 변화에 대응시킨 비유를 소개하였다.
마지막 영역에서는 열 출입에 따라 물질의 상태가 달라짐을 샬레에 담겨있는 콩을 흔드는 활동으로 연결한 비유를 소개하고, 콩을 흔들어주었을 때의 흩어진 모양을 찾아보게 하였다. 그리고 상태 변화 시 분자 운동과 부피의 변화, 열 출입 관계 등의 과학적 개념을 묻는 진위형 문항을 첨가하였다.
두 번째 영역에서는 같은 수의 사람들이 동일한 속도로 크기가 다른 원에서 달리고 있을 때, 원의 크기에 따른 선을 밟는 횟수를 부피에 따른 압력의 변화에 대응시킨 비유를 소개하였다. 그리고 큰 원과 작은 원에서 선을 밟는 횟수가 어떻게 달라지는지를 물은 뒤 부피를 감소시킨 풍선의 압력 변화를 물었다. 제한점 문항으로는 원의 크기가 줄어듦에 따라 사람들의 수와 움직임이 어떻게 변하는지와 풍선의 부피가 줄어듦에 따라 풍선 안의 분자의 수와 움직임이 어떻게 달라지는지를 물었다.
그리고 각 상황에서의 사람들이 동일한 사람인지를 묻고, 상태 변화 시 입자의 크기와 모양이 달라지는지를 제한점 문항으로첨가시켰다. 두 번째 영역에서는 같은 수의 사람들이 동일한 속도로 크기가 다른 원에서 달리고 있을 때, 원의 크기에 따른 선을 밟는 횟수를 부피에 따른 압력의 변화에 대응시킨 비유를 소개하였다. 그리고 큰 원과 작은 원에서 선을 밟는 횟수가 어떻게 달라지는지를 물은 뒤 부피를 감소시킨 풍선의 압력 변화를 물었다.
또한 응답 유형을 정리하여 학생들의 오개념을 분석하였다. 과학 개념 이해 검사에서는 오답과 무응답은 0점, 객관식답지만 맞고 이유 진술이 없거나 오개념이 포함된 경우 1 점, 과학적 이해의 경우에는 2점으로 채점하여 총점을 과학 개념 이해도 점수로 사용하였다.
세 번째 영역에서는 찬물과 더운물이 섞인 미지근한 물에서의 분자 움직임을 느리게 움직이던 구슬과 빠르게 움직이던 구슬의 부딪힘에 대응시킨 비유를 제시한 후, 느리게 움직이던 구슬이 빠르게 움직이던 구슬과 부딪힌 후속 도가 어떻게 변하는지를 묻고, 미지근한 물에서 물분 자가 움직이는 속도를 섞기 전 상태와 비교하도록 하였다. 마지막 영역에서는 열 출입에 따라 물질의 상태가 달라짐을 샬레에 담겨있는 콩을 흔드는 활동으로 연결한 비유를 소개하고, 콩을 흔들어주었을 때의 흩어진 모양을 찾아보게 하였다. 그리고 상태 변화 시 분자 운동과 부피의 변화, 열 출입 관계 등의 과학적 개념을 묻는 진위형 문항을 첨가하였다.
물질의 세 가지 상태, 부피와 압력 사이의 관계 분자운동, 상태 변화와 에너지에 대한 비유와 개념 이해 검사, 장독립성 검사, 논리적 사고력 검사를 실시하였다. 분석 결과 절반의 학생들이 교과서의 의도와 다르게 비유를 이해하고 있었으며, 개념 이해도는 그 개념을 설명하는 비유에 대한 이해도 뿐 아니라, 장 독립성, 논리적 사고력, 사전 과학 성취도와 유의미한 정적 상관이 있었다.
5에 제시하였다. 본 연구에서 예상한 경로 모형의 타당성을 검증하기 위해 장독립성, 논리적 사고력, 비유 이해도, 사전 과학 성취도, 과학 개념 이해도 검사 점수 사이의 상관 계수를 조사하여 Table 2에 제시하였다. 과학 개념 이해도와 장 독립성, 논리적 사고력, 사전 과학 성취도의 상관 계수는 각각 .
비유 2(Fig 2)는 동일한 속도로 움직이는 세 사람이 큰 원에서 선을 밟는 횟수를 풍선 속의 분자들이 풍선 내벽에 부딪히는 횟수에, 작은 원에서 선을 밟는 횟수를 풍선의 부피를 감소시켰을 때 풍선 속의 분자들이 풍선 내벽에 부딪히는 횟수에 대응시킨 비유를 소개하고, 기체의 부피와 압력 사이의 관계를 생각해보도록 하였다. 작은 원에서는 선까지의 거리가 가깝기 때문에 선을 더 많이밟으므로, 부피가 감소한 풍선 속 기체 분자들도 풍선 내벽에 더 많이 부딪혀 기체의 압력이 증가한다는 것을 학습 목표로 한다.
비유 3(Fig. 3)은 느리게 움직이는 구슬을 찬물의 물 분자에, 빠르게 움직이는 구슬을 더운물의 물분자에 대응 시켜 두 구슬이 빗겨 맞으면 느리게 움직이던 구슬의 속도는 빨라지고, 빠르게 움직이던 구슬은 느려지는 구슬의 속도 변화를 이해하여 찬물과 더운물을 섞은 미지근한 물의 분자 운동을 생각해보게 하였다. 즉 구슬 충돌에 대한역학적 관계를 이해하여 열의 이동과 분자의 운동 속도 사이의 관계를 이해하는 것을 목표로 한다.
제한점 문항으로는 원의 크기가 줄어듦에 따라 사람들의 수와 움직임이 어떻게 변하는지와 풍선의 부피가 줄어듦에 따라 풍선 안의 분자의 수와 움직임이 어떻게 달라지는지를 물었다. 세 번째 영역에서는 찬물과 더운물이 섞인 미지근한 물에서의 분자 움직임을 느리게 움직이던 구슬과 빠르게 움직이던 구슬의 부딪힘에 대응시킨 비유를 제시한 후, 느리게 움직이던 구슬이 빠르게 움직이던 구슬과 부딪힌 후속 도가 어떻게 변하는지를 묻고, 미지근한 물에서 물분 자가 움직이는 속도를 섞기 전 상태와 비교하도록 하였다. 마지막 영역에서는 열 출입에 따라 물질의 상태가 달라짐을 샬레에 담겨있는 콩을 흔드는 활동으로 연결한 비유를 소개하고, 콩을 흔들어주었을 때의 흩어진 모양을 찾아보게 하였다.
상관분석에서 개념 이해도와 유의미한 관련성이 있었던 장 독립성, 논리적 사고력, 비유 이해도는 중다 회귀 분석에서 과학 개념 이해도를 유의미하게 예측하지 못했다. 장 독립성이 비유를 통해 개념 이해에 미치는 간접적인 효과를 조사하기 위하여 장독립성 검사 점수를 예언 변인으로 하고 비유 이해도 점수를 설명 변인으로 하는 회귀 분석을 실시하였다. 회귀 분석 결과, 장독립성이 片.
05 수준에서 학생들의 비유 이해도를 유의미하게 예측하였다. 장독립성과 논리적 사고력이 사전 과학 성취도를 통해 과학 개념 이해에 미치는 간접적인 효과를 조사하기 위하여 장독립성 검사 점수와 논리적 사고력 검사 점수를 예언 변인으로 하고 사전 과학 성취도를 설명 변인으로 하는 회귀 분석을 실시하였다. 다단계 중다 회귀 분석 결
대상 데이터
검사지에 사용한 비유물은 7차 중학교 1학년 과학 교과서의 화학 단원에 사용된 비유 중 학생들이 비유물의 구조와 속성을 이해하기 어렵다고 생각되거나, 비유물이 갖는 제한점 때문에 오개념이 유발될 수 있다고 예상되는 것을 선정하였다. 비유 이해도와 개념 이해도 검사지는 4 개의 영역에서 비유의 이해 정도를 묻는 4문항과, 이와 관련된 과학 개념 이해를 묻는 4문항으로 이루어져 있다.
96명을 대상으로 하였다. 목표 개념에 대한 사전 지식이 비유 이해에 미치는 영향을 배제하기 위해 '물질의 세 가지 상태, 분자 운동', 상태 변화와 열에너지' 등 중학교 1학년 화학 단원을 배우기 전 학생들을 표집 하였다. 검사 절차는 먼저 장의존/장독립성 검사(10분)와 논리적 사고력 검사(30분)를 실시하고, 비유 이해도와 개념 이해도 검사0(}분 정도 소요)를 실시하였다.
본 연구는 서울시에 위치한 남녀 공학 중학교 1학년 학생 96명을 대상으로 하였다. 목표 개념에 대한 사전 지식이 비유 이해에 미치는 영향을 배제하기 위해 '물질의 세 가지 상태, 분자 운동', 상태 변화와 열에너지' 등 중학교 1학년 화학 단원을 배우기 전 학생들을 표집 하였다.
데이터처리
과학 개념 이해도에 영향을 미치는 요인을 확인하기 위해 논리적 사고력 점수, 장의존/장독립성 점수, 비유 이해도 점수, 사전 과학 성취도를 독립 변인으로 다단계 중다회귀 분석 (stepwise multiple regression analysis) 및 경로 분석(path analysis}을 실시흐卜였다. 모든 자료 분석에는 SRSS 통계 패키지를 활용하였다.
분석(path analysis}을 실시흐卜였다. 모든 자료 분석에는 SRSS 통계 패키지를 활용하였다.
장독립성과 논■리적 사고력, 비유 이해도, 사전 과학 성취도가 과학 개념 이해에 미치는 영향을 조사하기 위한 다단계 중다 회귀 분석을 실시하고, 그 결과를 Table 3에 제시하였다. 분석 결과, 사전 과학 성취도가 伊.
이론/모형
et a/.(1983)의 죽소본 Group Assessment of Logical Thinkin康을 사용하였다. 본 연구에서 구한 내적 신뢰도 계수(Cronbach's alpha)는 .
장의존/장독립성 검사지는 총 20문항으로 구성된 FASP(the Find A Shape Puzzle; Linn & Kyllonen, 1981)1 사용하였다. 본 연구에서 구한 내적 신뢰도 계수 (Cronbach's alpha)는 .
성능/효과
특히 주어진 다양한 정보 중에서 불필요한 정보를 걸러내고 필요한 정보만을 식별해 내는 능력인 장독립성은 과학 성취도나 문제 해결력에 대한 영향력이 없는 것으로 보고 되었으나(Robiwon & Niaz, 1991), 본 연구에서는 직 . 간접적으로 개념 이해에 유의미한 영향을 주는 것으로 나타났다. 이는 장독립적인 학생들 이장 의존적인 학생들보다 비유 추론 과정을 통해 비유 물과 목표물의 공유 속성을 선택하여 목표 상황에 적절히 적용하였기 때문으로 보인다.
개념 이해 점수에 대한 각 변인의 직 . 간접적인 효과를 분석한 결과, 사전 과학 성취도가 개념 이해 점수에 미치는 직접적인 영향이 유의미하게 나타났다. 그리 고장 독립성은 사전 과학 성취도와 비유 이해도를 통해서, 논리적 사고력은 사전 과학 성취도를 통한 간접 효과가 더해져서 전체적으로 유의미한 영향을 나타냈다.
개념이해도에 미치는 각 변인의 직. 간접적인 효과를 분석한 결과, 사전 과학 성취도의 직접적 영향이 유의미하였으며, 장독립성과 논리적 사고력은 사전 과학 성취도와 비유 이해를 통해 간접적으로 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 과학교육에서 비유 사용의 제한점과 그 함의에 대하여 논의하였다.
검사 결과 교과서 의도대로 콩이 사방으로 흩어진 모양을 찾아 그 이유와 함께 정확히 응답한 학생은 전체 학생의 56.3%로 조사되었다. 나머지 학생들은 사방으로 흩어지는 모습이 가장 그럴 듯 해 보이지만 흔드는 사람이나 방법에 따라 다른 배열이 될 수 있다고 응답(27.
본 연구에서 예상한 경로 모형의 타당성을 검증하기 위해 장독립성, 논리적 사고력, 비유 이해도, 사전 과학 성취도, 과학 개념 이해도 검사 점수 사이의 상관 계수를 조사하여 Table 2에 제시하였다. 과학 개념 이해도와 장 독립성, 논리적 사고력, 사전 과학 성취도의 상관 계수는 각각 .341, , 399, .493으로 .01 수준에서 유의미한 정적 상관을 보였다. 이는 비유물에 내재되어 있는 속성들 중에서 목표 개념과의 유사성을 잘 선택하는 장독립적인 학습자가 장의존적인 학습자에 비해 비유 학습을 통한 문제해결력이 향상되었다는 선행 연구 결과(Hsu, 1993}와 일치한다.
간접적인 효과를 분석한 결과, 사전 과학 성취도가 개념 이해 점수에 미치는 직접적인 영향이 유의미하게 나타났다. 그리 고장 독립성은 사전 과학 성취도와 비유 이해도를 통해서, 논리적 사고력은 사전 과학 성취도를 통한 간접 효과가 더해져서 전체적으로 유의미한 영향을 나타냈다. 따라서 비유를 개념 학습에 효과적인 도구로 사용하기 위해서는 학습자의 인지적 능력에 대한 고려가 보다 신중하게 이루어져야 할 것이다.
물질의 세 가지 상태, 부피와 압력 사이의 관계 분자운동, 상태 변화와 에너지에 대한 비유와 개념 이해 검사, 장독립성 검사, 논리적 사고력 검사를 실시하였다. 분석 결과 절반의 학생들이 교과서의 의도와 다르게 비유를 이해하고 있었으며, 개념 이해도는 그 개념을 설명하는 비유에 대한 이해도 뿐 아니라, 장 독립성, 논리적 사고력, 사전 과학 성취도와 유의미한 정적 상관이 있었다. 개념이해도에 미치는 각 변인의 직.
분석 결과, 사전 과학 성취도가 伊.351 로 .01 수준에서 과학 개념 점수를 유의미하게 예측하였다. 상관분석에서 개념 이해도와 유의미한 관련성이 있었던 장 독립성, 논리적 사고력, 비유 이해도는 중다 회귀 분석에서 과학 개념 이해도를 유의미하게 예측하지 못했다.
이상의 회귀 분석 결과를 바탕으로 개념 이해에 미치는장독립성, 논리적 사고력, 비유 이해도, 사전 과학 성취도의 직접적 . 간접적 효과를 정리하면 Table 4와 같다.
한편 개념 문항에서 학생들은 분자를 의인화하여 더우면 분자들도 천천히 움직인다<11.5%)거나 온도가 상승하면 분자 자체가 뜨거워져 운동 속도가 증가한다(10.4%), 또는 물이 섞여 전체 분자의 수가 증가하면 다른 분자들이 움직임을 방해하여 운동 속도가 감소한다(7.3%)는 오개념을 가지고 있는 것으로 조사되었다.
한편 과학 개념 이해 점수는 장독립성, 논리적 사고력, 비유 이해도, 사전 과학 성취도와 유의미한 정적 상관을 보였다. 개념 이해 점수에 대한 각 변인의 직 .
이러한 제한점을 극복하기 위해서는 학생들의 이해 수준과 경험에 맞는 비유를 선정하고, 이를 체계적으로 전달할 수 있는 수업 설계가 필요하다. 한편 비유에 대한 이해도는 장 독립성과 .05수준에서 유의미한 정적 상관을 보였으며, 사전 과학 성취도와 논리적 사고력은 .01 수준에서 유의미한 정적 상관을 보여 예상 경로 모형과 일치하는 경향을 보여주었다. 그러나 비유를 사용하지 않은 연구에서 과학성취도는 논리적 사고력과 밀접한 관련을 가지지만 장 독립성과는 큰 상관이 없다(Robinson & Niaz, 1991)는 연구 결과와는 달리 본 연구에서는 사전 과학 성취도가 장 독립성과 유의미한 정적 상관을 보였다.
장 독립성이 비유를 통해 개념 이해에 미치는 간접적인 효과를 조사하기 위하여 장독립성 검사 점수를 예언 변인으로 하고 비유 이해도 점수를 설명 변인으로 하는 회귀 분석을 실시하였다. 회귀 분석 결과, 장독립성이 片.236으로 .05 수준에서 학생들의 비유 이해도를 유의미하게 예측하였다. 장독립성과 논리적 사고력이 사전 과학 성취도를 통해 과학 개념 이해에 미치는 간접적인 효과를 조사하기 위하여 장독립성 검사 점수와 논리적 사고력 검사 점수를 예언 변인으로 하고 사전 과학 성취도를 설명 변인으로 하는 회귀 분석을 실시하였다.
후속연구
이러한 결과는 학생들에게 친숙한 소재를 사용한다고 하더라도 학생들의 비유에 대한 이해는 낮을 수 있다는 연구 결과들과 맥을 같이 한다. 그리고 비유 물의 속성이 목표 개념의 속성과 완전히 일치하지는 않기 때문에 비유 자체가 지니고 있는 제한점들은 새로운 오개념을 유발할 가능성이 있어 비유 사용의 효과를 제한할 수 있음이 나타났다. 따라서 비유를 통한 과학 개념 학습을 위해서는 학생들에게 친숙한 영역에서 학생들의 이해 수준을 고려한 비유물을 선정하고, 비유가 지니는 제한점을 명시하되 교사의 의도대로 학생들이 바르게 이해하고 있는■지를 확인하는 과정이 뒤따라야 한다.
이는 본 연구에서 사용한 비유들이 학생들이 이해하기 어렵다고 생각되거나 사용에 제한점이 있는 비유였기 때문으로 보인다. 따라서 비유에 대한 이해 수준이 과학 개념 이해에 미치는 영향을 명확히 알아보기 위해서는 학생들의 이해 수준을 고려하고, 제한점이 명시된 적절한 비유를 선정, 실제 교육 현장에서 이루어지는 비유 수업에 적용하여 두 변인 사이의 관계를 조사하는 후속 연구가 필요하다.
그리고 큰 원과 작은 원에서 선을 밟는 횟수가 어떻게 달라지는지를 물은 뒤 부피를 감소시킨 풍선의 압력 변화를 물었다. 제한점 문항으로는 원의 크기가 줄어듦에 따라 사람들의 수와 움직임이 어떻게 변하는지와 풍선의 부피가 줄어듦에 따라 풍선 안의 분자의 수와 움직임이 어떻게 달라지는지를 물었다. 세 번째 영역에서는 찬물과 더운물이 섞인 미지근한 물에서의 분자 움직임을 느리게 움직이던 구슬과 빠르게 움직이던 구슬의 부딪힘에 대응시킨 비유를 제시한 후, 느리게 움직이던 구슬이 빠르게 움직이던 구슬과 부딪힌 후속 도가 어떻게 변하는지를 묻고, 미지근한 물에서 물분 자가 움직이는 속도를 섞기 전 상태와 비교하도록 하였다.
참고문헌 (20)
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