The Effects of the Level of Enrichment for Analogies upon Students' Mapping and Conceptual Understanding in Concept Learning about Boyle's Law

This study investigated the effects of the level of enrichment for analogies upon students' mapping, conceptual understanding, and the types of mapping errors in concept learning about Boyle's Law. Analogical reasoning ability test was administered and the score was used as a blocking variable. Three types (simple, enriched, and extended analogies) of learning materials according to the level of enrichment for analogies were studied by randomly assigned middle school students, and a conceptions test and a mapping test were administered immediately. The retention tests of both were administered four weeks later. Analyses of the results revealed that there was no main effect in the level of enrichment for analogies, but there was interaction effect with analogical reasoning ability in the post test on mapping. And the score of enriched analogy group was significantly higher than those of simple analogy group, but the score differences among three groups were not significant in the retention test on conceptual understanding. The frequency of the total mapping errors in the simple analogy group was the highest, and the frequencies of most types of mapping errors in the enriched and the extended analogy groups were less than those in the simple analogy group. There were also some differences in the frequencies of mapping errors with respect to the level of analogical reasoning ability. Therefore, these results will help science teachers plan and practice instructions using analogy.

보일의 법칙에 대한 개념 학습에서 비유의 부연 수준이 학생들의 대응 관계 이해 및 개념 이해에 미치는 영향

이 연구에서는 보일의 법칙에 대한 개념 학습에서 비유의 부연 수준이 학생들의 대응 관계 이해 및 개념 이해에 미치는 영향과 학생들이 범하는 대응 오류 유형을 조사하였다. 본 수업 이전에 비유 추론 능력 검사를 실시하여, 그 점수를 구획 변인으로 사용하였다. 중학교 1학년 학생들에게 비유의 부연 수준에 따른 단순, 부연, 확장의 세 가지 유형의 비유 학습 활동지를 무선 배포하여 학습하도록 한 직후에, 대응 관계 이해도와 개념 이해도 검사를 실시하였다. 또한, 두 검사에 대한 파지 검사를 4주 후에 실시하였다. 분석 결과, 대응 관계 이해도의 직후 검사에서는 비유의 부연 수준에 따른 주효과는 없었지만, 비유 추론 능력과의 상호작용 효과가 있었다. 개념 이해도 파지 검사에서는 부연 집단의 점수가 단순 집단보다 높게 나타났으나, 세 집단 간 점수 차이는 통계적으로 유의미하지 않았다. 전체 대응 오류의 빈도는 단순 집단이 가장 높았고, 대응 오류 유형별 빈도에서도 대부분 단순 집단의 빈도가 부연 집단과 확장 집단의 빈도보다 높았다. 또한, 대응 오류 유형별 빈도는 학생들의 비유 추론 능력 수준에 따라 차이가 있었다. 따라서 이 연구 결과는 과학교사들이 체계적인 비유 사용 수업을 계획하고 실천하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.