Reasoning Models in Physics Learning of Scientifically Gifted Students

A good understanding of how gifted science students understand physics is important to developing and delivering effective curriculum for gifted science students. This dissertation reports on a systematic investigation of gifted science students' reasoning model in learning physics. An analysis of videotaped class work, written work and interviews indicate that I will discuss the framework to characterize student reasoning. There are three main groups of students. The first group of gifted science students holds several different understandings of a single concept and apply them inconsistently to the tasks related to that concept. Most of these students hold the Aristotelian Model about Newton's second law. In this case, I define this reasoning model as the manifold model. The second group of gifted science students hold a unitary understanding of a single concept and apply it consistently to several tasks. Most of these students hold a Newtonian Model about Newton's second law. In this case, I define this reasoning model as the coherence model. Finally, some gifted science students have a manifold model with several different perceptions of a single concept and apply them inconsistently to tasks related to the concept. Most of these students hold the Aristotelian Model about Newton's second law. In this case, I define this reasoning model as the coherence model.

과학영재의 물리개념 이해에 관한 사고모형

과학 개념에 대한 높은 이해와 과학 분야에 무한한 가능성과 잠재력을 가지고 있는 과학영재들이 물리 개념 이해 과정 중에 나타내는 사고 모형을 분석하기 위해서 역학 개념 검사인 FCI, MBT와 전자기학 개념검사인 CSEM을 사용하였다. 세 가지의 설문지 필답검사를 실시한 후에는 그룹 토의의 교실 상황 관찰과 개인 면담을 실시하고 그 결과를 종합 분석하였다. 분석 결과에 따르면 과학영재의 물리 개념 이해 과정에서 나타나는 사고 모형은 물리 개념에 대한 정확한 이해와 적용으로 개념의 형성이 안정성과 일관성을 보이는 일관성 사고 모형을 가진 학생과 문제에 적용할 때마다 유동성과 상황 의존성을 보이는 다양성 사고 모형을 가진 학생으로 분류되었고 또한 과학영재이지만 뉴턴의 운동 법칙에 대하여 힘과 운동의 관계를 잘못 이해한 아리스토텔레스 정신모형을 가진 학생과 옳은 과학 개념인 뉴턴 모형을 가진 학생 그리고 문제 상황에 따라 달라지는 두 정신모형이 혼합된 학생으로 분류되어 개인차가 있음을 알 수 있었다.