선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 2007개정 교육과정 6학년 과학 교과서에 제시된 철가루 실험과 나침반 실험에 대해 학생들이 가지는 자기장 개념의 유형을 조사하였으며, 인지양식에 따른 응답의 상관관계를 분석하였다. 또한 대안실험의 교육적 효과를 알아보았다.
- 본 연구에서는 2007개정 교육과정 6학년 과학 교과서에 제시된 철가루 실험과 나침반 실험을 통해 학생들이 가지는 자기장 개념의 유형을 알아보고 두 개념을 동일한 자기장 개념으로 이해하는지 알아보았다. 또한 학생들의 자기장 오개념을 개선하기 위한 대안실험을 적용하여 인지양식에 따른 오개념의 개선효과를 알아보았다.
제안 방법
- Statistical analysis of students’ conceptions on the magnetic fields by cognitive style (No: Serial Number of questions, CO: Cognitive style, FD: Field-dependent cognitive style, Ge: General cognitive style, FI: Field-independent cognitive style).
- 검사지는 Fig. 1과 같이 5개의 문항으로 구성하였으며, 실험반과 통제반 학생들이 모든 실험을 실시한 후에 검사지에 응답하도록 하였다. 문항 1은 철가루 실험에 대해 한 개의 막대자석이 표시된 검사지에 자기력선을 그리게 한 것으로 문항 2에는 그 이유를 설명하도록 하였다.
- 연구 대상 집단은 1학기 학업성취도 평가 점수와 인지양식 검사의 결과를 독립표본 t검정을 통해 통계적으로 유의미한 차이가 없는 실험반과 통제반으로 구성하였다. 그리고 각 집단을 장독립적, 일반적, 장 의존적인 인지양식을 가진 하위 집단으로 분류하였다. SPSS 17.
- 이때 설문조사 결과에서 성실하게 응답하지 않거나, 분석이 불가능한 응답 자료는 분석에서 제외하였다. 그리고 응답이 모호하거나 특징적인 경우 일부 면담조사를 실시하였다. 최종적으로 통제반 269명, 실험반 270명에 대한 응답 자료를 각 하위 인지 양식 집단별로 영구자석 주위의 자기장 개념유형과 차이를 분석하였다.
- 나침반 실험(문항 3, 4)에 나타난 자기장 개념을 분류한 연구가 아직 없어 Table III에서는 철가루 실험에 나타난 모형을 참고하여 극 분리 모형(Pole Separation Model, PSM),복합 균질 분포 모형(Complex Homogeneous Distribution Model, CHDM), 장 모형(Field Model, FM)으로 분류하였다. 이들 모형을 다시 하위 유형으로 나누었다.
- 대안실험은 McDermott[19], OpenStax College[20]에서 제시하는 그림을 참고하여 Fig. 3과 같이 나침반 1개를 사용해 자기력선을 그리는 실험활동으로 구성하였다. 실험과정은 Fig.
- 본 연구에서는 2007개정 교육과정 6학년 과학 교과서에 제시된 철가루 실험과 나침반 실험에 대해 학생들이 가지는 자기장 개념의 유형을 조사하였으며, 인지양식에 따른 응답의 상관관계를 분석하였다. 또한 대안실험의 교육적 효과를 알아보았다.
- 본 연구에서는 2007개정 교육과정 6학년 과학 교과서에 제시된 철가루 실험과 나침반 실험을 통해 학생들이 가지는 자기장 개념의 유형을 알아보고 두 개념을 동일한 자기장 개념으로 이해하는지 알아보았다. 또한 학생들의 자기장 오개념을 개선하기 위한 대안실험을 적용하여 인지양식에 따른 오개념의 개선효과를 알아보았다.
- 마지막으로 문항 5는 문항 1, 2와 문항 3, 4의 응답을 비교하여 두 실험의 개념적 일치성을 진술하도록 하였다. 학생들의 응답은 각 문항별로 올바른 개념과 설명일 경우 1점씩 부여하여 독립표본 t검정으로 통제반과 실험반의 각 인지양식집단(장독립, 일반, 장의존)간의 차이를 비교하였다.
- Table II는 실험활동 후 자기장 개념 검사지의 철가루 실험(문항 1, 2)에 응답한 학생들의 자기장 그림을 유형별로 분류한 것이다. 부분 분포 모형(Partial Distribution Model, PDM),극 분리 모형(Pole Separation Model, PSM), 균질 분포 모형(Homogeneous Distribution Model, HDM)과 같은 오개념 모형들과 바르게 그린 장 모형(Field Model, FM)의 4가지 모형의 하위 유형들로 분류되었다.
- 영구자석의 자기력선을 비교적 정확하게 고려한 것을 장 모형으로 분류하였다. 장 모형에는 K, H, BJ, CJ, J1, J2, J3, J의 8가지 하위 유형들이 나타났다.
- 연구 대상에 포함되지 않은 6학년 학생 7명을 대상으로 예비조사를 실시한 결과를 바탕으로 대안실험을 구성하였다. 예비조사는 교과서[5]에 제시된 철가루 실험과 나침반 실험을 한 후에 자기력선을 그리게 하였다. Fig.
- 자기장 개념 검사 문항은 선행연구들[3, 4, 17, 18]을 참고하여 제작하였으며, 물리교육 전문가 4인의 검토를 받아 재구성하였다.
- 그리고 응답이 모호하거나 특징적인 경우 일부 면담조사를 실시하였다. 최종적으로 통제반 269명, 실험반 270명에 대한 응답 자료를 각 하위 인지 양식 집단별로 영구자석 주위의 자기장 개념유형과 차이를 분석하였다.
- 실험은 교육과정과 동일하게 40분 동안 실시하였다. 통제반은 교육과정[5]에 제시된 것과 같이 철가루 실험 후 규칙적으로 배열된 나침반 실험을 하였고, 실험반은 교과서와 동일한 철가루 실험 후에 대안실험을 적용하였다. 이때 설문조사 결과에서 성실하게 응답하지 않거나, 분석이 불가능한 응답 자료는 분석에서 제외하였다.
- 학생들의 응답을 분석한 결과, 통제반보다 실험반에서 효과적으로 자기장 개념이 형성되었으며, 세부 문항별 응답을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
대상 데이터
- 연구 대상에 포함되지 않은 6학년 학생 7명을 대상으로 예비조사를 실시한 결과를 바탕으로 대안실험을 구성하였다. 예비조사는 교과서[5]에 제시된 철가루 실험과 나침반 실험을 한 후에 자기력선을 그리게 하였다.
- 연구는 2013년 6월 경남에 소재한 13개 초등학교를 무작위로 선정하여, 이들 학교 6학년 학생 588명을 대상으로 한 실험과 설문조사로 이루어졌다. 연구 대상 집단은 1학기 학업성취도 평가 점수와 인지양식 검사의 결과를 독립표본 t검정을 통해 통계적으로 유의미한 차이가 없는 실험반과 통제반으로 구성하였다.
- 학생들은 ‘자석의 양극이 서로 끌어당기는 힘이 작용해서’라고 응답하였다. 통제반에는 188명(69.9%)이 장 모형으로 응답하였지만 실험반에서는 253명(93.7%)으로 응답률이 높았다. 가장 정확한 개념으로 표현한 J유형에 대한 응답은 통제반 68명(25.
- 설문결과 ‘자석의 양 극이 힘이 세기 때문’이라고 응답하였으나, 극의 위치를 제대로 파악하지 못하였다. 통제반에는 D유형 12명, E유형 6명으로 총 18명(6.7%)이 극 분리 모형으로 응답하였다. 실험반은 극 분리 모형 중 E유형 1명(0.
- G유형은 막대자석의 바깥쪽에 타원으로 자기력선을 표현한 경우이다. 통제반에는 F유형 25명, G유형 19명으로 총 44명(16.3%)이 균질 분포 모형으로 응답하였다. 실험반에는 F유형 3명(1.
데이터처리
- 연구는 2013년 6월 경남에 소재한 13개 초등학교를 무작위로 선정하여, 이들 학교 6학년 학생 588명을 대상으로 한 실험과 설문조사로 이루어졌다. 연구 대상 집단은 1학기 학업성취도 평가 점수와 인지양식 검사의 결과를 독립표본 t검정을 통해 통계적으로 유의미한 차이가 없는 실험반과 통제반으로 구성하였다. 그리고 각 집단을 장독립적, 일반적, 장 의존적인 인지양식을 가진 하위 집단으로 분류하였다.
- 마지막으로 문항 5는 문항 1, 2와 문항 3, 4의 응답을 비교하여 두 실험의 개념적 일치성을 진술하도록 하였다. 학생들의 응답은 각 문항별로 올바른 개념과 설명일 경우 1점씩 부여하여 독립표본 t검정으로 통제반과 실험반의 각 인지양식집단(장독립, 일반, 장의존)간의 차이를 비교하였다.
이론/모형
- 인지양식 검사는 Distenfano가 제작한 검사지를 참조하여 우리나라 실정에 맞게 제작한 장혁표[16]의 집단잠입 도형검사(GEFT)를 사용하였다. 선행연구[13]와 같이 검사 점수가 전체 학생수의 백분위 75% 이상인 학생을 장독립적, 25% 이하를 장의존적 인지양식으로 구분하였고, 26%~74%의 범위 내 학생들은 일반학생으로 구분하였다.
성능/효과
- 7%)으로 응답률이 높았다. 가장 정확한 개념으로 표현한 J유형에 대한 응답은 통제반 68명(25.3%), 실험반 124명(45.9%)으로 나타났다. 대안실험을 통해 철가루 실험의 자기장도 더 잘 이해하게 됨을 보여준다.
- 넷째, 인지양식에 따른 자기장 개념 인식의 결과가 달랐다. 통제반과 실험반의 모든 장독립적 학생들은 정답률이 높았으며 통계적으로도 다른 인지양식에 비해 우수한 것으로 나타났지만 장의존적인 학생의 경우 통제반과 실험반이 서로 다른 결과를 보였다.
- 9%)으로 나타났다. 대안실험을 통해 철가루 실험의 자기장도 더 잘 이해하게 됨을 보여준다.
- 둘째, 나침반 실험에 대해서는 극 분리 모형, 복합 균질 분포 모형, 장 모형의 3가지 개념 모형들과 각 모형 별로 철가루 실험보다 복잡한 하위 유형들이 나타났다.
- 복합 균질 분포 모형은 표현된 특성에 따라 F, G 단순 유형들과 FG, FI, BG의 복합 유형이 나타났다. F유형은 나침반 바늘의 방향과 부분적으로 일치하지만 완전하지 못하며 철가루 실험의 F유형에서 선 또는 점의 수가 줄어든 형태이다.
- 셋째, 올바른 장 개념으로 설명하는 정답률은 통제반보다 실험반이 더 높았다. 자기력선을 인식하는데 있어서 시각적 정보가 단순해진 대안실험이 효과적인 것으로 보인다.
- 장의존적인 학생들은 시각 자료의 제시유형으로부터 영향을 받는 것으로 보인다. 실험과정을 설계하거나 실험기구를 제작할 때 학습자의 특성을 고려할 필요가 있는데, 장의존적인 학생들의 자기장 개념을 개선하는데 있어서 본 연구에서 제시한 대안실험이 효과적임을 보여준다.
- 3%)이 균질 분포 모형으로 응답하였다. 실험반에는 F유형 3명(1.1%)만 관찰되어서 대안실험이 균질 분포 모형을 교정하는데 효과적임을 보여준다.
- 실험반에서는 K, H, BJ, CJ, J1, J2, J3유형들과 같은 유사 장모형 응답들 모두 통제반에 비해 줄었으며, 특히 H유형과 BJ유형 응답이 전혀 나타나지 않았다. J유형에 대한 응답이 통제반 101명(37.
- 7%)이 극 분리 모형으로 응답하였다. 실험반은 극 분리 모형 중 E유형 1명(0.4%)으로 응답이 거의 없어 통제반에 비해 응답률이 현저하게 낮았다.
- 그러나 실험반의 일반 : 장의존 집단 간의 비교에서는 유의미한 차이가 없었다. 실험반의 일반 집단 및 장의존 집단은 통제반의 일반 집단 및 장의존 집단보다 배 이상 높은 정답률을 보여 대안실험이 효과적임을 보여준다. 문항 4의 경우에도 문항 3과 같은 차이를 보인다.
- 그러나 일반집단과 장 의존 집단의 경우 통제반에는 서로 유의미한 차이가 있지만 실험반에서는 유의미한 차이가 없다. 실험반의 장의존 집단의 합계점수는 통제반의 일반집단의 점수보다 높게 나타났으며, 이 결과는 장의존 집단에 대해 대안실험이 긍정적인 영향을 주는 것으로 보인다.
- 선행연구[13]와 같이 검사 점수가 전체 학생수의 백분위 75% 이상인 학생을 장독립적, 25% 이하를 장의존적 인지양식으로 구분하였고, 26%~74%의 범위 내 학생들은 일반학생으로 구분하였다. 인지양식 집단별 학생수는 통제반은 장독립 69명, 일반 124명, 장의존 76명, 실험반은 장독립 76명, 일반 118명, 장의존 76명으로 구분되었다.
- 나머지 문항에서는 모든 집단들이 통계적으로 유의미하게 차이가 있는 것으로 나타났다. 즉, 통제반은 자기장 개념에 대해 장독립 집단이 가장 높은 정답률을 보이고 있으며, 일반 집단, 장의존적 집단의 순서로 정답률이 유의미하게 높았다. 실험반은 문항 1에 대하여 장독립 집단과 일반 집단 사이에는 유의미한 차이가 있다.
- 첫째, 철가루 실험에 대해서는 부분 분포 모형, 극 분리 모형, 균질 분포 모형, 장 모형의 4가지 개념 모형들과 각 모형 별 하위 유형들이 나타났다.
- Table IV는 자기장 개념조사 결과로 실험반과 통제반의 각 인지양식 집단간의 차이를 분석한 것이다. 통제반은 문항 1과 2에 대해 장독립 집단과 일반 집단간에는 유의미한 차이가 없지만 장독립 : 장의존, 일반 : 장의존 집단간에는 유의미하게 차이가 나타났다. 나머지 문항에서는 모든 집단들이 통계적으로 유의미하게 차이가 있는 것으로 나타났다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.