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알고두 프로그램을 이용한 전기회로 비유 생성 활동에서 나타난 초등과학영재 학생들의 비유물의 변화 과정
The Changes of Analogies Generated by Elementary Science-gifted Students about Electric Circuit using Algodoo Program 원문보기

초등과학교육 = Journal of Korean elementary science education, v.37 no.2, 2018년, pp.161 - 172  

김지선 (광주일곡초등학교) ,  김중복 (한국교원대학교)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study investigated the changes in representation on analogies that elementary science-gifted students generated by using Algodoo program to explain the electric current. After the students were taught about the 'components in circuit and their function' and 'electric current' with teacher cente...

주제어

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문제 정의

  • 이 때, 자유전자의 형태에 따른 전지, 전구, 전선의 변화 및 대응 오류의 변화를 분석함으로써, Algodoo 프로그램을 활용했을 때 실제 전류 현상을 반영하기에 적합한 전기회로 비유의 형태를 분석하였다. 또한, Algodoo 프로그램을 활용한 비유물 생성 활동이 목표개념을 이해하기 쉬운 형태로 표현하는 데 있어서 갖는 효과와 한계에 대해 알아보고자 하였다.
  • 이는 학생들로 하여금 비유에 대해 이해하게 하기 위한 과정으로, 비유 만들기 활동 전 학생들에게 비유의 소재나 상황에 대한 예를 제공할 필요가 있다 는 선행연구(Kang & Cheon, 2010; Byun & Kim, 2010)에 근거한 것이다. 또한, 비유물이 실제와 유사한 점과 다른 점을 찾아보게 함으로써 비유물의 특징, 즉 비유물이 목표 개념과 공유하는 속성과 공유하지 않는 속성을 동시에 갖고 있음을 이해하게 하였다. 그 후에 Algodoo 프로그램 조작법을 지도하고 다양한 구조물을 만들어보게 하였다.
  • 학생은 초기 비유물에서 전선을 빈 통로로 표현하고 자유전자를 물로 표현하였으나, 최종 비유물에서는 자유전자를 원 모양의 알갱이로 표현하고, 전선을 물이 차 있는 통로로 표현하였다. 또한, 자유전자를 비유한 원 알갱이의 수를 전선을 가득 채울 만큼으로 설정하고, 그 크기를 통로의 직경만큼으로 설정함으로써 자유전자들이 일정한 속도를 유지한 채 일렬로 움직이는 모습을 시각적으로 표현하고자 하였다.
  • 자유전자의 형태를 물로 유지했던 학생들은 전지를 비유한 모터의 개수를 늘림으로써 이와 같은 문제를 극복하고자 하였다. S1은 전지를 비유한 모터 1개를 회로의 한쪽 가장자리에만 설치하였으나, 그렇게 했을 때 모터로부터 멀어질수록 물이 흐르는 속도가 느려지게 되는 것을 발견하였다.
  • 학생들은 비유물을 만드는 과정에서 자유전자가 전지에 의해 순환하는 현상을 시각적으로 표현하고자 하였는데, 이 과정에서 자유전자, 전지, 전선이 제 기능을 수행하도록 하기 위해 어떠한 형태로 표현했는지를 살펴보았다. 이 때, 자유전자의 표현 형태에 따른 비유물의 변화 과정을 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Algodoo 프로그램이란? 이에 본 연구에서는 교사 주도가 아닌 학생들이 중심이 되어 비유물을 개발하도록 하되, Algodoo 프로그램을 활용하여 실제 전류 현상을 반영한 전기회로 비유물을 제작하게 하였다. Algodoo 프로그램은 2D 기반 시뮬레이션 프로그램으로, 다양한 형태의 구조물을 자유롭게 표현할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 다양하게 조작하여 그 결과를 시각적으로 확인해 볼 수 있는 프로그램이다. 특히, 중력, 밀도, 가속도, 속도, 모터의 작용, 빛, 물 등의 속성과 기능들을 제공하기 때문에, 이를 활용하여 다양한 물리적 상호 작용을 시뮬레이션할 수 있다(Jung & Lee, 2013).
Algodoo 프로그램은 어떠한 기능을 이용하여 물리적 상호 작용을 시뮬레이션하는가? Algodoo 프로그램은 2D 기반 시뮬레이션 프로그램으로, 다양한 형태의 구조물을 자유롭게 표현할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 다양하게 조작하여 그 결과를 시각적으로 확인해 볼 수 있는 프로그램이다. 특히, 중력, 밀도, 가속도, 속도, 모터의 작용, 빛, 물 등의 속성과 기능들을 제공하기 때문에, 이를 활용하여 다양한 물리적 상호 작용을 시뮬레이션할 수 있다(Jung & Lee, 2013). 또한, 수정이 용이하여 완성도가 높은 구조물을 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 인터페이스가 간단하여 처음 배우는 사람도 쉽게 활용할 수 있어(Kim, 2017) 컴퓨터 프로그램을 조작하는 능력이 부족하거나 컴퓨팅 사고력(computational thinking)의 수준이 낮더라도 사용자들이 쉽게 받아들이고 사용할 수 있기 때문에 초등학생들도 어렵지 않게 조작할 수 있다.
비유 생성 활동이 학생들의 개념 이해에 긍정적인 영향을 미치는 이유는? 비유 생성 활동은 학생들의 개념 이해에 긍정적인 영향을 미치는데(Byun & Kim, 2010; Kim, 2008; Kim et al., 2006), 이는 비유 생성 과정에서 학생들이 자신에게 친숙하여 이해하기 쉬우면서도 목표 개념과 유사한 속성을 공유하는 소재를 직접 선택하기 때문이다. 
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참고문헌 (34)

  1. Choi, K. (2003). The effects of students’ self-created analogies on their understanding of electricity-related concepts. Sae Mulli(The Korean Physical Society), 48(5), 401-410. 

  2. Dupin, J. J. & Johsua, S. (1989). Analogies and “modeling analogies” in teaching: Some examples in basic electricity. Science Education, 73, 207-224. 

  3. Gentner, D. & Gentner, D. (1983). Flowing waters or teeming crowd: Mental models of electricity. In D. Gentner & A. L. Stevens(ed.), Mental models (pp. 99-130). Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum. 

  4. Hong, J. (2008). Conceptual changes in elementary school students through the PhET simulation emphasizing the motion of charges. Master's thesis, Korea National University of Education. 

  5. Jang, B. & Lee, J. (1999). The effect of the source analog for reducing the misconception on electric current of elementary school children. Journal of Research in Science Education, 23, 3-19. 

  6. Jung, J. & Kim, Y. (2015). An analysis of features in self generated analogies during phaseal teaching learning process about mixture using analogy for lower elementary school students. Journal of Korean Elementary Science Education, 34(4), 419-433. 

  7. Jung, J. & Lee, T. (2013). Design of algodoo simulation teaching and learning program. Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference, 21(2), 199-201. 

  8. Kang, H. & Cheon, J. (2010). Characteristics, mapping understanding, mapping errors, and perceptions of student-generated analogies by elementary school students’ approaches to learning. Journal of the Korean Association for Science Education, 30(5), 668-680. 

  9. Kim, B. (2017). Development and application of teaching & learning materials using algodoo simulation. Journal of Korean Association of Computer Education, 21(1), 131-134. 

  10. Kim, D. (2008). The effects of applying instruction using high school students’ self-generated analogies for concepts in genetics. Journal of the Korean Association for Science Education, 28(5), 424-437. 

  11. Kim, D. & Kim, J. (2012). Mapping analysis of scientific concepts and analogies generated by middle school students about light and waves using learning materials for generating analogies. Journal of Research in Curriculum Instruction, 16(4), 1189-1209. 

  12. Kim, H. & Byun, C. (2010). The effects of student-centered instruction using analogy for middle school students’ learning of the photosynthesis concept. Journal of the Korean Association for Science Education, 30(2), 304-321. 

  13. Kim, J. (1998). Relationships of elementary students' conceptions about basic circuits and electric currents. Master's Thesis, Korea National University of Education. 

  14. Kim, M., Kwon, H., Kim, Y. & Noh, T. (2017). An investigation of the characteristics of analogs generated by high school students on ionic bonding: A comparison of characteristics of analogs depending on their cognitive variables. Journal of the Korean Association for Research in Science Education, 37(1), 39-48. 

  15. Kim, Y. (1991). Effects of instruction using systematic analogies on change of middle school students' conceptions of electric current. Doctoral Dissertation, Seoul National University of Education. 

  16. Kim, Y. (1993). Current concept change through current measurement. Physics Education (KPS), 11(2), 113-120. 

  17. Kim, Y., Moon, S. & Noh, T. (2009). An investigation of the types of analogies generated by science-gifted student, mapping errors on the chromatography, and the perceptions on generating analogy. Journal of the Korean Association for Science Education, 29(8), 861-873. 

  18. Kim, Y., Park, W. & Noh, T. (2010). The characteristics of analogies generated by science-gifted students depending on the consideration of attributes and relationships in the processes of generating analogies. Journal of the Korean Chemical Society, 54(5), 621-632. 

  19. Kwon, H., Choi, E. & Noh, T. (2003). Analysis of the analogies on three states of matter generated by middle school students. Journal of the Korean Chemical Society, 47(3), 265-272. 

  20. Lim, J. (2008). The influences of using electric current models on changes of electric current conception of elementary school students. Master's Thesis, Busan National University of Education. 

  21. Mayo, J. A. (2001). Using analogies to teach conceptual applications of developmental theories. Journal of Constructivist Psychology, 14, 187-213. 

  22. Mo, J. (2018). Development and application of teachinglearning program for improving computational thinking of elementary science gifted based on algodoo. Master's Thesis, Korea National University of Education. 

  23. Noh, T., Kim, G., Choe, E. & Cha, J. (2006). The effect of an instruction using generating analogy on students’ conceptual understanding in middle school science concept learning. Journal of the Korean Chemical Society, 50(4), 338-345. 

  24. Noh, T., Yang, C. & Kang, H. (2011). Perceptions of elementary school teachers on the use of analogy generation in scientifically-gifted education. Journal of Korean Elementary Science Education, 30(1), 22-27. 

  25. Osborne, R. J. (1983). Towards modifying children’s ideas about electric current. Research in Science & Technological Education, 1(1), 73-82. 

  26. Shin, E. (2015). Conceptual changes in elementary school students through the PhET simulation emphasizing the motion of charges. Master's Thesis, Korea National University of Education. 

  27. Smith, F. A. & Wilson, J. D. (1974). Electrical circuits and water analogies. The Physics Teacher, 12(7), 396-399. 

  28. Spier Dance, L., Mayer Smith, J., Dance, N. & Khan, S. (2005). The role of student generated analogies in promoting conceptual understanding for undergraduate chemistry students. Research in Science & Technological Education, 23(2), 163-178. 

  29. Yang, C., Park, W., Kim, Y., Choi, G. & Noh, T. (2011). The characteristics of imagery thinking in the processes of science-gifted students’ generating analogy. Journal of the Korean Chemical Society, 55(5), 846-856. 

  30. Yoo, P., Kang, I., Kim, P., Nam, M., Park, S., So, H., Yun, H., Lee, Y., Lee, H., Chun, P. & Chung, S. (2000). Conceptual change of an electric current by the model of metaphor. Research of Science Education, 25, 22-27. 

  31. Yoon, J. & Kang, H. (2010). Characteristics, mapping understanding, mapping errors, and perceptions of studentgenerated analogies by elementary school students’ approaches to learning. Journal of the Korean Association for Science Education, 30(5), 668-680. 

  32. Yoon, J. & Kang, H. (2011). The effects of analogygenerating in small group on saturated solution in elementary science-gifted education. Journal of the Korean Chemical Society, 55(3), 509-518. 

  33. PhET program. Retrived April 11, 2017, from https://phet.colorado.edu/ko/simulation/legacy/circuit-construction-kit-ac 

  34. Algodoo program. Retrived April 11, 2017, from http://www.algodoo.com/ 

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