물리학에서 이론적 설명과 실험에 포함된 이상조건에 대한 고등학생과 과학교사의 이해조사 I-이상화의 의미와 특성을 중심으로-

A Study of High School Students' and Science Teachers' Understanding of Ideal Conditions involved in the Theoretical Explanation and Experiment in Physics: Part I- Focused on the Meaning and the Characteristics of Idealization -

본 연구에서는 이상화의 의미와 특성에 대한 논의를 통해 이상화에 대한 학생과 교사의 이해를 조사하기 위한 이론적 기반을 제공하고자 한다. 갈릴레오에 의해 도입되어 근대물리학의 특성을 규정짓게 한 이상화는 네가지 방법에 의해 설정된다: 특정 변인을 무시하거나, 변인의 특성을 기술하지 않거나, 극한 상황을 가정하거나, 일정 또는 균일하다고 하는 방법, 이러한 방법을 통 해 설정된 이상화는 실제 세계에 대한 감각정보로부터 모델과 법칙을 만들고, 이것을 수식화하고 형식화함으로서 물리 세계를 구축하는 발견의 맥락에서 중요한 역할을 하게 된다. 물리세계가 이상조건의 설정을 통해 구축된다는 관점은 물리 세계가 실제 세계에 대한 근사일뿐이라는 관점을 갖게 하며, 이러한 관정은 실재에 대한 철학적 문제를 야기시키기도 한다. 또한 물리 세계로부터 실제 세계를 설명하고 이해하는 과정에서도 이상화는 중요한 역할을 하게 된다. 즉, 물리학자들은 물리 세계와 실제 세계와의 격차률 인정하고 그러한 격차를 설명하고 나아가 격차를 좁히기 위한 끝없는 노력을 하게 되는데, 이때 물리학자들은 물리세계에서 설정되었던 이상화를 조정하거나 제거하는 활동을 하게 된다. 본 연구에 뒤이어, 이상화가 물리학습에 주는 시사점에 대한 논의와 실제 학생과 교사의 이상화애 대한 이해조사가 계속될 것이다.

This study is the first part of the investigation of the students' and teachers' understanding of ideal conditions in physics. To do this, here, we provided the theoretical basis for the above study by discussing the meaning and characteristics of idealization. Idealization, introduced and elaborated by Galileo therefore characterized the nature of modem science, can be generated by four procedures: neglecting the minor variables, giving without any description about the minor variables, assuming the limit case, assuming constancy or uniformity. Idealization generated by these procedures can produce models and laws from the sensory informations about real world. And physics world is constructed by formalization or mathematization of these models and laws obtained through idealization about real world. Therefore, it can be said that idealization have a major role in the context of discovery. By this aspects, physics world can be viewed as the approximation of the real world, and this view, again, give rise the philosophical debate about the reality in nature. Idealization take an important role in the process of application of physics world and the understanding the real world. That is, physicists accept the discrepancies between real world, and physics world and make a great effort to explain, moreover, reduce these discrepancies by modifying or eliminating idealization involved in physics world. Continued from this study, we will proceed to obtain the implications of idealization on the physics learning and investigate the students' and teachers' understanding of the ideal condition involved in the theoretical explanation and the experiment in physics.