중학생들의 부력에 대한 개념 분석

Analysis of the Middle School Students' Conceptions about Buoyancy

이 연구의 목적은 중학교 학생들의 부력 개념을 조사하는 것이다. 부력 개념 검사지는 부력의 존재 알기, 부력에 영향을 미치는 요인(물체 밑면의 넓이, 물체의 모양, 물체가 물에 잠긴 깊이, 물의 양, 물체가 물에 잠긴 정도, 물체의 부피, 물체의 무게), 대체된 유체의 양과 부력과의 관계를 묻는 9문항으로 구성되었다. 부산의 140명의 중학생을 대상으로 검사 하였으며, 이중 모든 문항에 대해 답변 및 응답 이유를 모두 서술한 132명을 분석 대상으로 하였다. 학생들의 응답 유형은, 물속에 잠긴물체의 모양과 관련하여, 밑면적이 넓을수록 부력이 크다는 유형, 표면적이 넓을수록 부력이 크다는 유형이 있었고 수압과 부력을 구분하지 못하고 수압이 클수록 부력이 크다는 유형, 물체의 무게만큼 부력이 작용한다고 생각하는 유형, 물속에서는 중력이 작아진다고 생각하는 유형 등으로 분류할 수 있었다. 학생들은 부력의 존재는 알고 있었으나, 자신이 경험했던 현상으로 응답 이유를 서술하였다. 또한 부력 대신 수압, 압력, 힘 등의 개념으로 응답이유를 진술하였다. 그리고, 부력이 생기는 원인에 대해서 이해하지 못하고 있었다. 많은 학생들이 물체의 무게, 잠긴 깊이, 모양 등에 의해서 부력이 달라진다는 반응을 보였다.

The purpose of this study was to investigate middle students' conceptions of buoyancy. The questionnaires composed of 9 items which asked the reasons for situations with buoyancy; recognized of buoyancy, the facts affecting buoyancy(bottom of the Area of the object, the shape of the object, the depth of the object in the water, amount of water, the degree of the object submerged in the water, volume of the object, weigh of the object), the relationship between the amount of replaced fluid and buoyancy. The subjects were 140 students from the Busan Area who answered questionnaires composed of 9 items which asked the reasons for situations with buoyancy. Among the 140, 132 students were selected who answered all of question in the test. The students' answer types were follow: 1. Related to the shape of the submerged object, students answered that buoynacy depended on the bottom dimensions or the surface area of the object. 2. Students confused press, water press and buoyancy, who answered buoyancy was great when the water press was great. 3. Students answered that the weight and the size of the buoyancy of the object was same in the water. 4. Students answered, gravity was smaller in the water. Students recognized the existence of buoyancy but the reason of the answer depend on their experience. Also students answered using the words that water pressure, pressure, force instead of buoyancy. Students didn't understand the factors affecting the buoyancy. Many students responded that buoyancy was changed depend on weight of object, sinking depth, shape and others. It was considered that these responses didn't understand the cause of buoyancy.