Abstract
This study investigates students' preconceptions about measurement theory; repeating measurements. how to handle repeat measurements, measurement errors, and uncertainty. Thirty students in seventh grade participated in this study. Students' conceptions were elicited using observation and interview notes. Half of the students measured only two times. and none of them more than five times. After repeating measurements, seventy seven percent of them selected result according to their feelings, while only thirteen percent of them calculated the mean. Sixty percent of them regarded the main cause of measurement errors as their mistakes, not as the problems of environment or measuring instrument. Most students thought the main reason of various results by different persons or time period as human. Forty percent of them denied the uncertainty of measurement, while thirty three agreed, and most students thought the reason of uncertainty was due to human imperfection. This study showed more than half of the students did not know how to handle repeat measurements, and they regarded the cause of measurement errors as their mistakes. In addition, they thought the main reason of various measuring results and uncertainty as human.
본 연구는 중학교 1학년 학생 30명을 대상으로 반복 측정, 대푯값 선정, 오차, 측정의 불확실성에 대한 신개념을 관찰 및 면담을 통하여 조사하였다. 조사 결과 50%의 학생들이 단 두 번만 측정하였고, 5번 이상 측정한 학생은 없었다. 반복 측정 후에 77%의 학생들은 자신의 느낌에 의거하여 측정값 중에서 대푯값을 선택하였고, 13%의 학생만 평균값을 계산하여 대푯값으로 정하였다. 60%의 학생은 측정 오차의 원인을 환경이나 측정 도구보다는 자신의 과실 때문이라고 하였다. 또한 대부분의 학생들은 다른 사람들에 의한 측정값이나 사간차를 둔 측정값이 달라지는 원인을 인간 때문이라고 생각하였다. 측정의 불확실성에 대하여 묻는 질문에 대하여 완전히 정확한 측정이 가능하다고 응답한 학생이 40%, 측정은 불확실하다고 응답한 학생이 33% 이었다. 학생들은 이에 대한 판단 근거로 주로 인간의 한계를 생각하였다. 결론적으로 과반수 이상의 학생들이 반복 측정 및 대푯값 선정에 대하여 이해하지 못하였고 측정 오차의 원인을 자신의 과실로 생각하였다. 또한 대부분의 학생들은 측정 결과가 다르거나, 측정이 불확실한 원인을 인간으로 생각하였다.