구성주의 이론에 따른 코스웨어의 적용이 중학생의 힘과 운동 개념변화에 미치는 효과

The Effects of Constrnctivism-Based Courseware on Middle School Students' Conceptual Change about Force and Motion

물리 개념에 대한 학생들의 오개념은 과학자적 개념으로 변화시키는 것이 매우 어려운 것으로 보고되어 왔다. 이 논문의 목적은 물리 개념 중에서 힘과 운동에 관한 내용을 구성주의에 따른 코스웨어로 개발하여 중학생들에게 적용했을 때 학생들의 개념 변화를 조사하기 위한 것이었다. 먼저 학생들의 사전 개념을 조사하여 그것을 바탕으로 내용의 순서와 처치방략을 세워 코스웨어를 설계하였으며, 그에 따라 실제 프로그램으로 구현하여 학생들에게 적용하였다. 연구 대상으로 이미 정규 교육과정에서 힘과 운동에 대해 학습한 20명의 학생이 선정되었으며, 학습전 개념을 조사한 후 본 연구자가 개발한 코스웨어를 투입하여 학습하도록 한 다음 사후 검사를 실시하였다. 사전 검사는 연직운동과 수평 운동에 대한 개념 조사 도구를 투입하였으며, 이미 여러 연구에서 사용하여 신뢰도와 타당도가 검증된 도구를 사용하였다. 연직 운동의 경우는 위로 던져 올린 공이 위로 올라가는 동안, 최고점에 정지해 있는 동안, 그리고 떨어지는 동안에 공에 작용하는 힘을 묻는 것이었으며, 수평운동은 물체가 등속도로 운동하고 있을 때, 가속 운동 하고 있을 때, 감속 운동하고 있을 때 물체에 작용하는 힘의 크기와 방향을 묻는 것이었다. 그 결과는 다음과 같다. 연직 운동의 경우는 학습 전에 연구 대상 모든 학생이 오개념을 가진 것으로 나타났으나, 코스웨어 적용 후에는 25%의 학생이 과학자적 개념으로 변화되었다. 수평 운동의 경우 또한 조사 대상 20명의 학생이 학습 전에 오개념을 가진 것으로 조사되었으나 프로그램 투입후에는 45%의 학생이 과학자적 개념으로 변화되었다.

The purpose of this study is to investigate middle school student's conceptual change about Force and Motion by the courseware based on constructivism. It is well known to science educators that misconcrptions about physics concepts are hardly changed into scientific ones. So as to change student's misconceptions about force and motion, the courseware was developed through the analysis of students' conceptions. 20 students were tested before and after learning through the courseware. One of the questions was about the direction of force acting on the ball thrown in the air when it is rising, at the top, and falling. The other was about the magnitudes and directions of forces acting on a car when it is accelerating, in uniform velocity, and decelerating. The results are as follows: In case of vertical motion, all students had misconceptions before learning, but after learning 5 students(25%) have changed their ideas into scientific ones. In case of horizontal motion, 9(45%) out of 20 students who had misconceptions about force and motion have changed their ideas into scientific ones.