The Characteristics of Typically Perceived Situations (TPSs) and Critical Examples: Focusing on Secondary Students' Ideas of Force and Mechanical Energy Conversion

Recently, there have been studies about Typically- Perceived-Situations (TPSs) and about critical examples as a way to understand students' preconceptions with context. TPS is a situation arising immediately in one's mind when he or she thinks about the concept, while a critical example is an example that becomes the most helpful in learning the concept. We might explore how the context is involved in the process of students' conceptual understanding by examining TPSs and critical examples together. This study analyzed, through questionnaires and interviews, the characteristics of TPSs and those of critical examples that secondary students hold about 'force' and 'mechanical energy conversion.' Students' TPSs and critical examples showed different characteristics according to the concept. In a case of force that is related to everyday life, there were various situations as TPSs and critical examples. Unlike force, there were a few situations as TPSs and critical examples such as a falling ball in the case of mechanical energy conversion. Students tended to regard situations that are usually experienced and understood easily as TPSs or critical examples. On the basis of the results of this study, it is concluded that it would be a good strategy to teach science concepts for teachers to start with the TPS of a concept, to introduce the concept, and then to expose the attributes of the concept with critical examples.

전형적 인식 상황과 결정적 예의 특징: 힘과 역학적 에너지 전환에 대한 중등학생의 생각을 중심으로

학생의 선개념을 상황과 함께 파악하려는 시도로서 최근에 전형적 인식 상황(TPS)에 대한 연구와 결정적 예에 대한 연구가 수행되었다. TPS는 개념에 대해 생각할 때 가장 먼저 떠오르는 상황이며, 결정적 예는 학습에 가장 큰 도움이 된 예시 상황이다. 우리는 전형적 인식 상황과 결정적 예를 함께 파악함으로써 학생의 개념 이해 과정에서 상황이 어떻게 관련되는 지를 살펴볼 수 있다. 본 연구에서는 설문 조사와 면담을 통해 $9{\sim}11$학년 학생이 '힘'과 '역학적 에너지 전환'에 대해 가지고 있는 전형적 인식 상황과 결정적 예의 특징을 분석하고 그 관련성을 알아보고자 하였다. 연구 결과, 학생들의 전형적 인식 상황과 결정적 예는 개념에 따라 다른 특징을 보였다. 일상 생활과 깊이 관련되어 있는 힘의 경우에는 학생들이 다양한 상황을 TPS와 결정적 예로 가지고 있었다. 반면, 역학적 에너지 전환에 대해서는 공이 떨어지는 것과 같은 몇몇 상황을 전형적 인식 상황과 결정적 예로 가지고 있는 학생들이 많았다. 또, 학생들은 교과서와 일상생활에서 자주 접하는 상황이나 쉽게 이해할 수 있는 상황을 TPS나 결정적 예로 생각하는 경향이 있었다. 이상의 논의에서 TPS에서 시작하여 개념을 도입하고 이후 개념의 속성이 잘 드러나는 결정적 예를 제시하여 학습이 일어날 수 있도록 하는 것이 효과적인 과학 개념의 교수-학습 방안으로 보인다.