초등학교 학생의 온도와 열에 대한 개념 조사 = (An) Investigation of Elementary School Children's Conceptions about Heat and Temperature
저자
발행사항
부산 : 부산교육대학교 교육대학원, 1999
학위논문사항
학위논문(석사) -- 부산교육대학교 교육대학원 , 초등과학교육전공 , 1999
발행연도
1999
작성언어
한국어
주제어
KDC
375.44 판사항(4)
발행국(도시)
부산
형태사항
ix, 88 p. : 삽도 ; 27 cm.
소장기관
아동들은 학습 이전에도 자연에 대해 자기 나름대로의 생각들을 가지고 있으며 이런 생각들은 쉽게 고쳐지지 않고 수업과정 전후에 큰 영향력을 가진다는 것이 최근 여러 연구들에 의해 밝혀지고 있다. 따라서 교사는 과학 수업에 앞서 아동들이 가지고 있는 선개념을 파악하고 과학 수업 계획을 세워야 할 필요가 있다.
본 연구는 초등학교 학생들이 가지고 있는 열과 온도에 대한 개념들을 각 학년별 경향과 유형으로 분석하고 학교 수업이 이들 개념에 어떤 영향을 미치는 지를 살펴보아 효과적인 수업을 위한 방향을 제시하는데 그 목적이 있다.
도시와 농촌에 있는 2개 초등학교의 1학년에서 6학년까지 각각의 학년당 1학급씩 총 483명의 아동을 무선표집하였으며, 정성적 및 정량적 온도, 양과 온도와의 관계, 열량, 평형상태 및 상태변화 중의 온도, 열전달 및 단열 등의 열과 온도의 개념에 대한 18문항을 개발하여 조사하였다.
학생들의 응답을 문항분석 방법에 의하여 각 학년별 특성과 저·중·고학년별 수업이전과 이후의 비교 및 성별, 지역별 차이를 비교하여 분석하였다.
그 연구결과를 연구문제와 관련지어 살펴보면 다음과 같다.
첫째, 초등학교 학생들의 정성적 및 정량적 온도 개념은 학년이 증가할수록 점차 바람직한 개념으로 발전되기는 하나 절반이상의 아동들이 오개념을 지니고 있는 것으로 나타났다.
둘째, 물의 양에 따른 온도 증가 비율은 대부분이 과학적 개념을 가지고 있었으나 양과 온도에 따른 열전달 방향에 대해서는 많은 아동들이 물의 물리적 부피증가가 열전달 방향을 결정짓는 원인으로 잘못 이해하고 있는 것으로 조사되었다.
셋째, 얼음의 크기에 따른 온도차 문항에서는 선행연구 결과와 마찬가지로 많은 학생들이 온도를 양과 관련지어 생각하는 것으로 나타나 온도를 물리적 양 및 부피, 크기와 관련지어 생각하는 오개념이 초등학교 고학년까지 지속되고 있는 것으로 나타났다.
넷째, 온도와 열량의 관계를 조사한 결과 아동은 온도와 열량을 잘 구분하지 못하고 동일시하는 오개념을 가지고 있었으며 주된 사고 경향도 생활 장면의 경험에 의한 것이었다. 반면에 부피와 열량 개념은 비교적 정확하게 형성된 것으로 조사되었다.
다섯째, 온도 평형 상태의 온도를 묻는 문항은 저학년, 중학년 고학년을 막론하고 대부분의 아동들이 오개념을 가지고 있었으며 이는 감각에 의존한 경험의 영향과 온도를 물질 고유 성질의 일종으로 생각하는 오개념에 대한 교정이 이루어지지 못해 학년이 올라갈수록 오개념이 굳어가는 것을 알 수 있었다.
여섯째, 열전달 개념에서 전도개념은 학년이 올라갈수록 오개념 유형이 줄어들고 과학적 개념을 형성하는 것으로 나타났으나 대류와 복사개념은 학년에 상관없이 오개념 응답이 뚜렷이 늘어나는 응답을 보였다. 그리고 단열개념은 학년이 증가하고 학습이 진행됨에 따라 다소 오개념 유형이 줄어들었다.
일곱째, 각 문항에 대하여 성별특징을 보면 여학생이 남학생보다 오개념 응답이 다소 작았으며, 지역별 특징으로는 도시가 농촌지역보다 바른 과학적 응답률이 높았다.
따라서, 이상의 결과에 의해 초등학교 교육과정에서 온도와 열에 대한 학년별 지도 내용이 학생들의 인지수준을 고려하여 다양한 수업 방안으로 모색되어야 할 것으로 생각되며 열과 온도에 대한 아동들의 개념뿐만 아니라 현직 교사들과 예비교사들의 개념에 대한 조사도 의미 있을 것으로 생각된다.
The purpose of this study was to investigate elementary school children's conceptions about heat and temperature. Three questions were as follows : (1) What level and tendency of heat and temperature do the children have by grade? (2) What difference do they have between before and after learning heat and temperature unit in the textbook? (3) Were there any gender or regional differences in the conceptions?
In this investigation study, 483 children were selected through random sampling method, who were in the first to sixth grade in the two elementary schools from in urban and rural regions.
And then, 18 questions which asked the concept of temperature, the amount of heat, specific heat, thermal conduction, convection, radiation and insulating materials were put to children. The responses were collected, classified and analyzed through network analysis technique.
The findings of this study were as follows :
1. The children tended to answer incorrectly according to their everyday-life experience.
2. In conception of temperature, most children thought that if water of identical temperature was mixed in equal quantity, the resultant temperature is the sum of both temperatures.
3. Children generally had more scientific concepts in upper class or after learning. But in some concepts the situation happened by contraries.
4. There were not significant differences in the ratio of scientific answers to non-scientific ones between boy and girl and between urban and rural region.
The findings of this study suggest that alternative science teaching should be employed to elementary school children.
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