A Study on the Misconceptions of High School Students on Magma and Plate Tectonics

마그마와 판구조론에 대한 고등학생들의 오개념

The purposes of this study were to identify the misconceptions that students have on the magma and plate tectonics and to present the implications in developing textbooks as well as related curriculum of high school textbooks. Data were collected through questionnaire, consisting of some questions, short essays, and descriptive drawings, developed by the research team. A total of 140 high school students(9th graders) responded to those questionnaires and were interviewed for further information. It was reported that participants displayed various misconceptions related to magma and plate tectonics. The identified misconceptions are as follows: For the definition of magma, the 31% of participants misunderstood magma as lava. In respect to the generative mechanism of magma at subduction zone, over 90% of students responded that it is generated by frictional heat. The source of misconceptions were identified as a result from textbooks and related reference-books. For the concept of plates, 87% of students conceived 'crust or a lower part of the plates' as 'plates'. Most participants hold the right concept of oceanic ridge, whereas, 66% of them considered 'rift valley' as either 'divergence of continental plates' or 'converging boundary'. 63% of them defined 'collision boundary of continental plate' as either 'subduction zone' or 'diverging boundary'. For the definitions of the trench and Benioff zone, 86% of students responded them as the place of subduction or differing density between two converging plates. The students' misconceptions were resulted from the errors and insufficient explanation, inappropriate figures, and data presented in textbooks, reference-books, lecture, and web sites. The results of this study are implied to contribute the improvement of students' misconceptions.

이 연구는 고등학교 10학년의 '과학'과목에서 '지구의 변동' 단원 내의 마그마와 판구조론 영역에서 학생들이 가지고 있는 오개념을 조사하였다. 이 연구를 위해 여러가지 서술문항을 개발하고, 심층조사를 위해 그림을 그리게 하였다. 또한 고등학교 1학년 140명을 대상으로 면담을 실시했다. 이 연구를 통해 학생들은 마그마와 판구조론 영역에서 다양한 형태의 오개념을 가지고 있음을 확인 할 수 있었다. 마그마 영역에서는 마그마의 정의와 섭입경계에서 마그마의 생성에 대한 개념이 서있지 않음을 알 수 있다. 마그마의 정의부분에서는 31%의 학생들이 용암과 동일시하는 경향이 있었다. 90% 이상의 학생들이 섭입대에서 마그마는 마찰열에 의해 생성된다는 오개념을 가지고 있었다. 이 개념형성에 작용한 주요 요인으로 교과서와 참고서를 지적했다. 판의 구조에 대하여 87% 이상의 학생들이 지각 또는 판의 아래 부분으로 잘못알고 있었다. 해령의 개념은 비교적 잘 정립되어있으나, 열곡은 66%의 학생들이 수렴형 경계 그리고 대륙판의 발산지역으로 잘못알고 있었다. 또한 대륙판의 충돌경계도 63%의 학생들이 섭입경계나 발산경계로 잘못 알고 있었다. 해구와 베니오프대를 드로잉하게 시킨 결과, 86%의 학생들이 판의 섭입방향이나 수렴하는 판들의 밀도를 잘못 이해하고 있었다. 연구 결과 이 마그마와 판구조론에 대한 오개념 형성은 교과서와 참고서에 제시된 내용의 오류, 설명의 불명확성, 잘못된 그림이나 자료가 주된 역할을 하였으며, 수업이나 웹사이트도 오개념을 형성하는데 영향을 주었다. 이 연구결과는 오개념을 개선하는데 도움이 될 것으로 기대한다.