Journal of the Korean earth science society (한국지구과학회지)

The Korean Earth Science Society (한국지구과학회)
권호 표지

High School Students' Conceptual Change of the Lunar Phases on Instyuction Using the Lunar Phases Drawing Module

달의 위상 작도 모듈 활용 수업에 의한 고등학생들의 달의 위상 개념 변화

  • Kim, Jong-Hee (Department of Science Education, Chonnom National University)
  • 김종희 (전남대학교 사범대학 과학교육학부)
  • Published : 2006.08.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study investigates how the lunar phases drawing module-applied instruction affects high school students' conceptual changes of the lunar phases. 46 juniors in a high school were given the module instruction on drawing the lunar phases, and then interviews were conducted to verify conceptual changes in subjects' recognition structures. The types of students' misconceptions of the lunar phases change before the instruction were as follows. Type S is that the Earth's shadow covers the moon. Type SR is that one has both misconception of Type S and a scientific concept at the same time according to the positional relationships. The scientific concept means that an observer sees a moon's part which reflects sunlight. Type SB is that the Earth's shadow covers the moon or the moon can be seen or not by the background's brightness according to the positional relationships. The last Type SRB includes all three above-mentioned types, and it explains the lunar phases at each position. As a result of the module-based instruction, 26 out of 36 subjects built up the scientific concept and 10 students did not. 7 out of the 11 Type S and 3 out of the 17 Type SR students did not, either. Especially, type S students did not change their preconception that the phases of moon change were done by the earth's shadow. Here, their preconception is too much strong; as they solve problems, their preconception is more beneficial, comparing to the method which it is presented from the module. This fact supports that it is difficult for students to discard preconception.

이 연구는 달의 위상 작도 모듈을 활용한 수업이 고등학생들의 달의 위상 개념 변화에 미치는 효과를 살펴보고자 한 것이다. 이를 위하여 고등학교 2학년 46명을 대상으로 달의 위상 작도 모듈을 활용한 수업을 실시하여 학습자의 인지구조 내에서 일어나는 개념 변화를 면담을 통하여 살펴보았으며, 연구의 결과는 다음과 같다. 수업 전에 학생들이 가지고 있는 달의 위상 개념에 대한 오개념 유형은 지구의 그림자가 달을 가린다는 S 유형, 위치 관계에 따라 지구의 그림자가 달을 가린다거나 관측자가 햇빛을 반사하는 달의 부분을 보기 때문이라는 과학 개념을 함께 가지는 SR 유형, 위치 관계에 따라 지구의 그림자가 달을 가리거나 주위 배경의 밝기에 따라 보이기도 하고 보이지 않을 수도 있다는 SB 유형, 지금까지 언급한 모든 경우로써 각 위치의 달의 위상을 설명하는 SRB 유형이 있었다. 모듈을 활용한 수업을 실시한 결과로는 수업 전 오개념을 가지고 있던 36명 중 26명이 과학 개념을 형성한 반면, 수업 후에도 과학 개념을 형성하지 못한 학생이 10명이었다. S 유형 11명 중 7명이, SR 유형 17명 중 3명이 과학 개념을 형성하지 못하였다. 특히 S 유형의 학생들은 지구의 그림자에 의해 달의 위상이 변할 것이라는 기존 개념을 쉽게 바꾸지 못하였는데, 이는 그들의 선개념이 너무 견고하였거나, 제공한 모듈에서 제시하는 위상 결정 방법이 그 학생들에게는 선개념 체계보다 문제 해결에 있어 보다 유익하지 않았기 때문으로 생각된다. 이로부터 학생들의 선개념은 수업에 의해 쉽게 과학 개념으로 변화되지 않는다는 것을 알 수 있다.

Keywords

References

  1. 김기정, 1997, 지구와 달의 운동에 대한 개념 성취도와 공간 능력과의 상관 관계. 한국교원대학교 대학원 석사학 위논문, 71 p
  2. 김봉섭, 1999, 학습자의 특성에 따른 지구와 달의 운동개념 형성. 한국교원대학교 박사학위논문, 118 p
  3. 김순걸, 1995, 지구와 달의 운동에 대한 오개념 연구. 강원대학교 교육대학원 석사학위 논문, 109 p
  4. 김찬종, 이조옥, 1995, 달의 위상변화와 빛에 대한 중등학 교 학생들의 개념사이의 관계. 한국지구과학회지, 17(1), 8-21
  5. 김찬종, 박현정, 1997, 초등학교 학생들의 빛에 대한 개념과 달의 위상 변화 개념 사이의 관련성: 개념 생태학적접근. 한국초등과학교육학회지, 16, 173-187
  6. 김현수, 문미희, 김은영, 1990, 국민학생의 지구와 달의 운동에 대한 오개념 연구. 전주교육대학교 과학교육연구 논문집, 16, 8-21
  7. 김효남, 1990, 국민학교 아동의 과학개념에 대한 실태 조사 및 교정을 위한 방법 연구. 한국과학교육학회지, 10(2), 11-24
  8. 명전옥, 2001, 예비교사들의 지구과학 문제 해결 실패 요인: 달과 행성의 운동을 중심으로. 한국과학교육학회지, 22(5), 339-349
  9. 민준규, 1991, 중등학생 및 과학교사의 지구와 달의 운동에 관한 개념. 한국교원대학교 대학원 석사학위논문, 128 p
  10. 오강수, 1988, Newton의 제3법칙에 대한 오인의 원인 분석. 한국교원대학교 석사학위논문, 156 p
  11. 임청환, 김학목, 1994, 대기압과 달의 운동에 관한 중학생들의 개념 분석. 한국지구과학회지, 15(3), 157-169
  12. 장태환, 1994, 지구와 달의 운동에 대한 아동들의 개념 조사 연구. 한국교원대학교 대학원 석사학위논문, 79 p
  13. 정남식, 1996, 소집단 역할 놀이와 토의를 통한 고등학생들의 지구와 달의 운동 개념변화. 한국교원대학교 대학원 박사학위 논문, 285 p
  14. 채동현, 1996, 학생들의 달 위상 변화의 원인에 대한 개념 조사. 한국초등과학교육학회지, 15(1), 45-55
  15. American Association for the Advancement of Science, 1994, Benchmarks for science literacy-Project 2061. Oxford University Press, NY, USA, 400 p
  16. Baxter, J., 1991, A constructivist approach to astronomy in the national curriculum. Physics Education, 26(1), 38- 45 https://doi.org/10.1088/0031-9120/26/1/007
  17. Callison, P.L. and Wright, E.L., 1993, The effect of teaching strategies on pre-service elementary teachers' conceptions about earth-sun-moon relationships. Annual Meeting of the National Association for Research in Science Teaching, p. 19
  18. Carey, S., 1986, Cognitive science and science education. American Psychologist, 41(10), 1123-1130 https://doi.org/10.1037/0003-066X.41.10.1123
  19. Dai, M.F. and Capie, W., 1990, Misconceptions about moon by pre-service and teachers in Taiwan. Annual Meeting of the National Association for Research in Science Teaching. p. 26
  20. Engel-Clough, E. and Driver, R., 1986, A study of consistency in the use of students' conceptual frameworks across different task contexts. Science Education, 70(4), 473-496 https://doi.org/10.1002/sce.3730700412
  21. Finegold, M. and Pundak, D., 1991, A study of change in students' conceptual frameworks in astronomy. Studies in Educational Evaluation, 17(1), 151-166 https://doi.org/10.1016/S0191-491X(05)80115-4
  22. Helm, H., and Novak, J.D., 1983, Misconceptions in science and mathematics. Proceeding of the international seminar. Cornell University, Ithaca, NY, USA. p. 984
  23. Jones, G., 1990, Cognitive conflict and cooperative learning. Paper presented at the annual meeting of the National Association for research in Science Teaching. p. 13
  24. Karen, L.W., 1995, A Correlational study of seven projective spatial structures with regard to the phases of the moon. Doctoral dissertation, University of Iowa, 131 p
  25. Kim, J.H. and Kim, S.D., 2004, The Effect of Lunar and Planetary Phases Drawing Module on Students' Conceptual Change and Achievement. The Journal of Korean Earth Science Society, 25(3), 176-184
  26. Laura, L.S., Gerald H.K., and Daniel, P.S., 1999, Third grade students' ideas about the lunar phases. Journal of Research in Science Teaching, 36(2), 159-177 https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-2736(199902)36:2<159::AID-TEA4>3.0.CO;2-Y
  27. Lewis, E.L. and Linn, M.C., 1994, Heat energy and temperature concepts adolescents, adults, and experts: Implications for curricular improvements. Journal of Research in Science Teaching, 31(6), 657-677 https://doi.org/10.1002/tea.3660310607
  28. National Research Council, 1996, National science education standards. National Academic Press, Washington, DC, USA, 262 p
  29. Novak, J.D., 1987, Misconceptions and educational strategies in science and mathematics. Proceeding of the international seminar (Vol. 3). Ithaca, NY, USA. p. 1158
  30. Patton, M.Q., 2001, Qualitative research and evaluation methods (3rd ed.). Sage, CA, USA, 688 p
  31. Pena, B.M. and Gil Quilez, M.J., 2001, The importance of images in astronomy education. International Journal of Science Education, 23(11), 1125-1135 https://doi.org/10.1080/09500690110038611
  32. Philips, W.C., 1991, Earth Science misconceptions. The Science Teachers, 58(2), 21-23
  33. Posner, G.I., Strike, K.A., Hewson, P.W., and Gertzog, W.A., 1982, Accommodation of scientific conception: Toward a theory of conceptual change. Science Education, 66(2), 211-277 https://doi.org/10.1002/sce.3730660207
  34. Ricardo, T., 2001, A cross-age study of junior high school students' conceptions of basic astronomy concepts. International Journal of Science Education, 23(11), 1111-1123 https://doi.org/10.1080/09500690010025085
  35. Rogan, J.M., 1988, Development of a conceptual framework of heat. Science Education, 72(1), 103-113 https://doi.org/10.1002/sce.3730720110
  36. Schoon, K.J., 1989, Misconceptions in earth sciences: A cross-age study. Annual Meeting of the National Association for Research in Science Teaching, p. 25
  37. Sharp, J.G., 1996, Children's astronomical beliefs: A preliminary study of year 6 children in south-west England. International Journal of Science Education, 18(6), 685-712 https://doi.org/10.1080/0950069960180604
  38. Shuell, T.J., 1987, Cognitive psychology and conceptual change: Implications for teaching science. Science Education, 71(2), 239-250
  39. Vosniadou, S., 1991, Designing curricula for conceptual restructuring: Lessons from the study of knowledge acquisition in astronomy. Journal of Curriculum Studies, 23(3), 219-237 https://doi.org/10.1080/0022027910230302