A Study of High School Students' and Science Teachers' Understanding of Ideal Conditions involved in the Theoretical Explanation and Experiment in Physics: Part II- Focused on the Implications to the Physics Learning -

물리학에서 이론적 설명과 실험에 포함된 이상조건에 대한 고등학생과 과학교사의 이해조사 II-이상화가 물리학습에 주는 시사점을 중심으로-

In this study, we discussed about the implications of the idealization, which take an important role in physics, to the physics education. First, understanding of the idealization help the physics learning itself. This is because that various types of idealizations are included in the physics terms and concepts, derivation processes of physics laws and formulas, and explanation of natural phenomena and problem solving activities. Second, understanding of the idealization can help the application of the physics world to the real world. That is, by understanding the extent and the limit of idealization used in physics world, physics students can understand the discrepancies between the real world and the physics world. And also, by modifying or eliminating the idealization, students can extend the extent of understanding about how predictions based on the idealization used in the physics world will change. To do this, we suggested the application of computer simulation program in physics laboratories. Third, idealization take an important role in the inquiry learning for students' originality. The activities of identifying or controlling the variables, as one of the principal factors of scientific inquiry, need the appropriate establishment of the ideal conditions. And to analyze the limiting case or practice the thought experiments for understanding the impossible situation in the real world, ideal conditions also are needed. This study discussed above three aspects with various concrete examples and, with Park et al.'s study (Park et al., 1998), present the theoretical basis for the study of students' and teachers' understanding the idealization.

본 연구는 물리학에서 중요한 역할을 하는 이상화가 물리학습에 주는 시사점을 세가지 측면에서 논의하였다. 첫째, 이상화에 대한 이해는 물리세계에 대한 이해에 도움을 준다. 이것은 물리학에서 사용되는 용어나 개념, 물리법칙이나 공식을 유도하는 과정, 그리고 자연현상을 설명하거나 문제를 해결하는 활동 속에 여러 가지 이상조건이 포함되어 있기 때문이다. 툴째, 이상화는 실제 세계와 물리 세계와의 관계를 이해하는 데 도움을 준다. 즉, 이상화의 적용범위와 한계를 이해함으로써 물리 세계와 실제 세계와의 격차를 이해할 수 있으며, 나아가 이상조건을 조정하거나 제거하면서 물리세계에서의 예측이 어떻게 달라지는지를 이해함으로써 실제 세계에 대한 이해의 폭을 넓힐 수 있다. 본 연구에서는 이러한 측면을 돕기 위한 하나의 학습 전략으로 컴퓨터 시뮬레이션의 활용을 재안하였다. 셋째로, 창의적인 탐구 활동에서 이상화는 중요한 역할을 한다. 탐구 활동에서 중요한 출발점 중의 하나는 탐구하고자 하는 변인을 설정 하고, 나머지 변인들을 통재하는 활동인 데, 이때 이상조건의 설정이 필요하게 된다. 또한 실제 실험에서는 가능하지 않은 극한 상황의 분석을 위해서나, 사고 실험을 위해서도 이상조건의 사용이 필요하게 된다. 본 연구에서는 위의 3가지 측면을 구체적인 예와 함께 논의하였으며, 박종원 등(1998)의 연구와 함께 이상조건에 대한 학생과 교사의 이해조사를 위한 이론적 근거를 제시하고있다.