Abstract
This study developed examination test tools for concepts of weather changes of middle school students, analyzed the hierarchy of concepts associated with weather changes by means of knowledge state analysis method, and examined the knowledge state and lesson effects of each individual learner. The hierarchy of the knowledge state of concepts of middle school students associated with weather changes followed the steps of 'humidity ${\rightarrow}$ air mass ${\rightarrow}$ cloud ${\rightarrow}$ precipitation ${\rightarrow}$ front ${\rightarrow}$ weather'. Cases were identified where the knowledge state of students that was thought to be similar to each other among the group of students who have scored almost the same points and thus were thought to have almost the same learning ability, have turned out different in the knowledge state from each other. Namely, the level of knowledge state structuralized differed, suggesting that differing prescriptions should be made according to the knowledge state of each student concerned. Analysis of the knowledge state of learners helps prepare learning prescriptions for each student and appraise prior learning. To examine effects of teaching-learning that has taken into consideration the hierarchy of knowledge state and concepts, lessons were conducted in comparison with the order in which syllabuses are presented in the textbooks, with the result that when knowledge state of learners have been taken into consideration, students made scores significantly higher (p < .05) than otherwise. This indicates that in introducing the unit of weather changes better teaching and learning can be achieved by reordering the contents of subject matters of the textbook by grasping the knowledge state of learners.
이 연구는 중학교 일기변화 단원의 개념 검사지를 개발하여 지식상태 분석법으로 일기변화 관련 개념의 위계를 분석하였고, 개별 학습자의 지식상태와 위계에 따른 수업효과를 알아보았다. 일기변화 관련 개념에 대하여 중학생들이 갖고 있는 지식상태의 위계구조는 '습도 ${\rightarrow}$ 기단 ${\rightarrow}$ 구름 ${\rightarrow}$ 강수 ${\rightarrow}$ 전선 ${\rightarrow}$ 일기' 순이었다. 일기변화 개념 검사에서 같은 점수를 획득하여 학습능력이 비슷할 것으로 추정되는 개별 학습자의 지식상태가 서로 다르게 나타나는 사례가 있었다. 즉, 지식상태의 구조화 정도가 달랐는데, 이는 학습자의 지식상태 구조에 따라 서로 다른 교수-학습 처방이 이루어져야 함을 시사한다. 학습자의 지식상태 분석은 개별 학습자마다의 학습 처방과 선수학습평가의 역할을 할 수 있다. 학습자의 지식상태에 따른 개념의 위계를 고려한 교수-학습 효과를 알아보기 위해 교과서의 내용 제시 순서와 비교하여 수업한 결과, 학습자의 지식상태를 고려하여 수업한 경우에 개념의 성취도가 유의미(p < .05)하게 더 높았다. 이는 교사들이 일기변화 단원을 지도할 때, 학습자의 지식상태를 파악하여 교육과정을 토대로 교과서의 학습 내용을 재순서화 함으로써 더 효과적인 교수-학습이 이루어질 수 있음을 보여 준다.