Comparison of Science Gifted and Ordinary Elementary School Students with Regard to the Concept of Groundwater

This research aimed to obtain basic data for elementary school students to form proper concepts by comparing the science gifted students and the ordinary students of elementary school with regard to the groundwater concept, formation process, existence forms, and movement. The research subjects were 65 fifth and sixth graders of the elementary school students and the spatial ability test was conducted on the subjects, and 4 science gifted students and 8 ordinary students chosen from the subjects were analyzed using half-structured interview data and ground water drawing drawn by the students. The conclusion derived in accordance with the research purpose is summarized as follows. It was found that there were no great differences in the answers to the question asking what groundwater is between the science gifted elementary school students with high spatial ability and the ordinary elementary school students with moderate spatial ability. The ordinary students with low spatial ability tended to regard groundwater as the concept of water and sewage. In the concept of the formation process of groundwater, the science gifted elementary school students with high spatial ability explained it by citing diverse surface water such as rainfall, river water, lake, and waterfall, and the ordinary elementary school students with moderate spatial ability all mentioned only rainfall and river water and could not explain diverse spatial factors. The ordinary elementary school students with low spatial ability mentioned rainfall and river water and perceived that groundwater was formed artificially. In the concept regarding the existence form of groundwater, the ordinary elementary school students with low spatial ability could not think of space perception that small pore space exists in earth or soil in the ground. The science gifted elementary school students with high spatial ability knew that groundwater exists in pore space with regarding groundwater movement, the ordinary elementary school students with low spatial ability thought that there was no groundwater movement and that it could be moved only by artificial facilities. There were differences in the perception of pore space and in the perception of existence and non-existence of groundwater movement accordingly, but for most of the elementary school students, the concept of groundwater was formed differently from the scientific concept. It is considered that most of the elementary school students formed erroneous concept about groundwater and could not connect ground water under the surface of the earth with the substances forming its surroundings with regard to the concept of groundwater.

초등학교 과학영재학생과 일반학생의 지하수에 대한 개념 비교

본 연구는 초등학교 과학영재학생과 일반학생의 지하수의 개념, 형성과정, 존재 형태와 이동으로 나누어 비교함으로써 초등학교 학생들의 올바른 개념 형성을 위한 기초 자료를 얻고자 하였다. 연구대상은 초등학교 5, 6학년 학생들 65명을 대상으로 공간능력검사를 실시하였으며, 이중에서 과학영재학생 4명, 일반학생 8명을 선정하여 반구조화된 면담 자료와 학생들이 그린 지하수 그림을 이용하여 분석하였다. 연구 목적에 따른 결론을 정리하면 다음과 같다. 지하수가 무엇이냐는 개념을 묻는 질문에서 공간능력이 높은 초등 과학영재학생들과 중간인 일반학생들은 큰 차이가 없었다. 공간능력이 낮은 수준의 일반학생들일수록 지하수를 상하수도의 개념으로 보는 경향이 있었다. 지하수의 형성과정에 대한 개념에서는 공간능력이 높은 초등학교 영재학생들은 빗물을 비롯해 강물과 호수, 폭포 등 다양한 지표수를 들어가며 설명을 하였고, 공간능력이 보통인 초등학교 일반학생들은 전부 비와 강물만을 언급하여 다양한 공간적인 요인을 설명하지 못하였다. 공간능력이 낮은 초등학교 일반학생들은 비와 강물을 언급하면서 인위적으로 지하수가 형성되었다고 인식하고 있었다. 지하수의 존재 형태에 관한 개념에서는 공간능력이 낮은 초등학교 일반학생일수록 땅속의 흙이나 토양 속에 작은 공극이 존재한다는 공간 지각에 대해서 생각을 하지 못하였다. 공간능력이 높은 초등학교 과학영재 학생들은 공간 지각과 관련하여 공극 사이에 지하수가 존재한다는 것은 알고는 있으나 그것에 대해 구체적으로 언급하지는 못하였다. 지하수의 이동에 대한 개념에서는 공간능력이 낮은 초등학교 일반학생들일수록 지하수의 이동이 없으며, 인위적인 시설을 해야 이동한다는 생각을 갖고 있었다. 그러나 학생들이 공간능력에 따라 공극에 대한 인식의 차이와 그에 따른 지하수의 이동여부에 대한 차이는 있으나 대부분 초등학교 학생들은 지하수에 대한 개념은 과학적 개념과는 다른 개념을 형성하고 있었다. 이는 자연현상 중의 하나인 지하수에 대한 오개념이 형성되었고, 대다수의 초등학교 학생들이 지하수의 개념에 대해 지표 아래 지하수와 그 주변을 이루는 물질사이의 관계를 연결짓지 못하는 것으로 해석된다.