A Look at the Physics Concept Hierarchy of Pre-service Physics Teacher Through the Knowledge State Analysis Method

지식상태 분석법을 통한 예비 물리교사들의 학년별 물리개념 위계도 분석

  • Park, Sang-Tae (Institute of Science Education, Kongju National University) ;
  • Byun, Du-Won (Institute of Science Education, Kongju National University) ;
  • Lee, Hee-Bok (Institute of Science Education, Kongju National University) ;
  • Kim, Jun-Tae (Institute of Science Education, Kongju National University) ;
  • Yuk, Keun-Cheol (Institute of Science Education, Kongju National University)
  • 박상태 (공주대학교 과학교육연구소) ;
  • 변두원 (공주대학교 과학교육연구소) ;
  • 이희복 (공주대학교 과학교육연구소) ;
  • 김준태 (공주대학교 과학교육연구소) ;
  • 육근철 (공주대학교 과학교육연구소)
  • Published : 2005.12.30

Abstract

In order to be efficient teachers should understand the current level of leaners through diagnostic evaluation. However, it is arduous to administer a diagnostic examination in every class because of various limitations. This study examined, the major issues arising from the development of a new science diagnostic evaluation system by incorporating the using knowledge state analysis method. The proposed evaluation system was based on the knowledge state analysis method. Knowledge state analysis is a method where by a distinguished collection of knowledge uses the theory of knowledge space. The theory of knowledge space is very advantageous when analyzing knowledge in strong hierarchies like mathematics and science. It helps teaching plan through methodically analyzing a hierarchy viewpoint for students' knowledge structure. The theory can also enhance objective validity as well as support a considerable amount of data fast by using the computer. In addition, student understanding is improved through individualistic feedback. In this study, an evaluation instrument was developed that measured student learning outcome, which is unattainable from the existing method. The instrument was administered to pre-service physics teachers, and the results of student evaluation was analyzed using the theory of knowledge space. Following this, a revised diagnostic evaluation system for facilitating student individualized learning was constructed.

평가는 학생들이 배워야 하는 가장 중요한 것들을 반영해야 한다. 지금까지 학교교육에서의 대부분의 평가는 학력의 측정에 목적을 두고 실시하였으며 설령 진단평가와 형성평가를 실시하였더라도 그 평가결과를 유용하게 활용하는 경우는 드물었다. 이러한 원인은 평가결과로부터 개인별 정보를 얻을 수 있는 도구가 없었기 때문이다. 본 연구에서는 그동안의 평가결과로부터 얻을 수 없었던 집단별, 개인별 정보를 끄집어 낼 수 있는 평가도구를 소개하고 있다. 본 연구에서는 학생들의 평가결과를 지식공간론을 활용하여 분석하고, 이것으로부터 개인의 향후 학습지도를 위한 이정표를 제시하였다. 지식공간론은 수학이나 과학과 같이 비교적 위계관계가 강한 학문에 매우 유용하게 이용될 수 있으며, 평가를 통해 학생들이 구성하는 지식구조를 지식의 위계라는 관점에서 정확히 분석함으로써 효과적인 물리교육을 도모할 수 있다. 특히, 처리 과정을 컴퓨터시스템을 이용하여 정확하고 빠르게 처리할 수 있음은 물론 객관적 타당도를 높이고 많은 양의 자료를 효율적으로 처리할 수 있다. 더 나아가서 개개인에 대해 실질적으로 도움을 줄 수 있는 피드백을 제시하여 학생들의 이해를 증진시킬 수 있다. 본 연구에서는 물리 성취도 평가 문항에 대하여 지식공간론을 적용하여 예비 물리교사들의 학년별 평가결과를 분석하고, 그 결과를 토대로 향후 물리교육을 위한 효율적인 교육과정 개발에 기초자료로 활용하고자 한다.

Keywords

References

  1. 공주대학교 과학교육연구소 (2002). 지식공간론 입문. 대전: 도서출판 보성
  2. 교육인적자원부 (1998). 제7차 초중등학교 교육과정의 개요. 교육인적자원부 홈페이지(http://www.moe.go.kr)에서 제공
  3. 구윤모, 김범기 (1992). 논리사고 수준과 문제 맥락에 따른 물리 개념의 위계구조. 물리교육, 10(2), 106-113
  4. 변두원, 정인철, 박달원, 노영순, 김승동(2004). 수학 교육에서 평가결과에 기초한 개별화 학습과정의 위계도. 한국수학교육학회지, 43(1), 75-85
  5. 유선경, 이미정 (2003). 교수방법의 효율화를 위한 웹기반 진단평가 시스템 설계 및 구현. 한국컴퓨터교육학회지, 6(3), 197-205
  6. 정진우, 조선형, 임청환 (1996). 과학개념의 위계적 분석 및 그 적용을 통한 교수 효과와 과학교육과정 계열성의 타당화 평가 연구. 한국과학교육학회지, 16(1), 1-12
  7. AAAS(American association for the advancement of science). (1990). Science for all Americans, Project 2061. New York: Oxford University Press
  8. Doignon, J. & Falmagne. J. (1999). Knowledge Spaces. Berlin, Germany: Springer-Verlag
  9. Hiebert. J. & Lefevre. P. (1986). Conceptual and procedural knowledge in mathematics: An introductory analysis, In J. Hiebert (Ed.), Conceptual and procedural knowledge: The case of mathematics (pp. 1-27). Hillsdale, NJ: Erlbaum