[논문]기초공통개념으로서 에너지에 대한 3~9학년 학생들의 문항 반응 분석

김영민; 강남화; 강훈식; 맹승호; 이준기

doi:10.14697/jkase.2016.36.6.0815

기초공통개념으로서 에너지에 대한 3~9학년 학생들의 문항 반응 분석
Item Response Analysis of Energy as a Cross-Cutting Concept for Grades 3 to 9 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.36 no.6, 2016년, pp.815 - 833

김영민 (부산대학교) , 강남화 (한국교원대학교) , 강훈식 (서울교육대학교) , 맹승호 (서울교육대학교) , 이준기 (전북대학교)

초록
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이 연구에서는 기초공통개념으로서 에너지에 대한 학습발달과정연구의 기초 자료를 제공하기 위하여 3~9학년 학생들의 평가 문항 응답 결과를 분석하였다. 검사 문항은 전기 회로, 낙하 물체의 역학적 에너지, 물질의 상태 변화, 용해 현상, 생물체의 생명 현상, 먹이 사슬, 태양과 지구의 복사평형, 및 물의 순환계에서 에너지에 대한 이해를 조사하는 순위 선다형 문항으로 구성되었다. 학생들의 응답 결과는 학년별, 선택지 수준별 응답 빈도에 따라 교차분석을 실시하였고, Rasch 모델을 적용한 문항반응 분석으로서 Wright map 및 DIF 분석을 수행하였다. 연구 결과, 8가지 주제들에 대하여 에너지 이해의 발달과정은 현상과 에너지의 관련성을 인식하거나 에너지의 종류를 파악, 에너지의 이동과 전달을 인식, 에너지가 다른 형태로 전환 및 변환됨을 인식, 에너지의 보존을 인식하는 순서로 진행된다는 경험적 근거를 확보할 수 있었다. 전체 학년에 걸쳐서 공통적으로 8개 주제에 대하여 에너지 보존에 대한 이해가 부족하였다. 학년이 높아짐에 따라 에너지의 전달과 전환에 대한 이해 수준은 주제들마다 다소 차이가 있었다. Rasch 모델을 적용한 문항 반응을 분석한 결과 학생들은 다른 현상의 에너지에 비해 용해 현상의 에너지를 가장 쉬운 과제로 인식하였고 물의 순환 과정에서 에너지 이해를 가장 어려운 과제로 인식하였다. 이 연구의 결과는 에너지의 관점에서 각 주제들이 초중등 과학 교육과정의 어느 학년에, 몇 번째 단원에 어떤 방식으로 배치되어야 할 것인지는 경험적인 연구 자료로서 활용될 수 있으며, 새 과학 교육과정의 내용 체계를 구성할 때 고려할 수 있는 중요한 시사점이 될 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated children's (grade 3 to 9) responses to assessment items on energy as a cross-cutting concept in order to get basic information for a learning progression. The assessment consisted of 8 ordered multiple-choice items at the contexts of electric circuit, mechanical energy of falling objects, phase change of matter, dissolution, biological phenomena of a lizard, food chain, radiative equilibrium between Sun and Earth, and the system of water cycling. Children's responses to each item were analyzed with using cross-tabulations in terms of grades and item option levels and Wright map and Differential item functioning based on Rasch modeled item response analysis. The results offered empirical evidence of children's development of understanding energy from relation between energy and its phenomena, types of energy, transfer and conversion of energy, towards conservation and equilibrium of energy for all of eight contexts. Children of each grade did not fully understand energy conservation. As grade goes up, their understandings of energy transfer and conversion were differentiated across the contexts and topics of energy. According to Rasch analysis, children had easier understanding of energy on dissolution and poorer understanding of energy on water cycling than that on other contexts. It was discussed and suggested that the results of this study help us organize science topics with regard to energy when developing new national science curriculum.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	NRC에서 제시하는 기초공통개념의 특징은?	83)으로서 기초공통개념1)(cross-cutting concepts)이 제안되었다. 기초공통개념은 학생들이 “다양한 과학 교과의 지식들을 이해하여 과학에 기반한 일관된 세계관을 발전시킬 수 있게 도와주는 조직적인 체계를 제공”해 준다(NRC, 2012, p. 83).
	NRC와 NGSS에서 제안한 기초공통개념으로는 어떤 것들이 있나?	NGSS에서 기초공통개념은 학생들이 과학 학습을 통해 달성할 것으로 기대하는 성취 목표를 진술하기 위한 기초적 토대 중의 하나가 되었다. NRC Framework와 NGSS에서 제안된 기초공통개념으로는 경향성, 인과 관계, 규모와 비율 및 양, 체계와 체계적 모형, 에너지와 물질, 구조와 기능, 안정성과 변화 등이 있다. 이러한“기초공통개념들은 서로 다른 과학 교과의 내용에서 공통적으로 연관되어 있는 지적 도구(intellectual tools)로 볼 수 있으며, 기초공통개념에 대한 이해를 바탕으로 학생들은 과학 교과의 핵심 개념들을 이해하고 과학적 탐구실행 활용 능력을 증진시킬 수 있다” (NRC, 2012,p.
	NRC Framework와 NGSS에서 제안된 기초공통개념의 특징은?	NRC Framework와 NGSS에서 제안된 기초공통개념으로는 경향성, 인과 관계, 규모와 비율 및 양, 체계와 체계적 모형, 에너지와 물질, 구조와 기능, 안정성과 변화 등이 있다. 이러한“기초공통개념들은 서로 다른 과학 교과의 내용에서 공통적으로 연관되어 있는 지적 도구(intellectual tools)로 볼 수 있으며, 기초공통개념에 대한 이해를 바탕으로 학생들은 과학 교과의 핵심 개념들을 이해하고 과학적 탐구실행 활용 능력을 증진시킬 수 있다” (NRC, 2012,p. 218).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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