• 제목/요약/키워드: conception of teaching science

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초등과학 영재의 물체 인식 개념 변화를 위한 튜토리얼의 개발과 적용 (Development and Application of Tutorial for Conceptual Change on Object Recognition of Scientific Gifted in Elementary School)

  • 이지원;김중복
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제30권3호
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    • pp.340-352
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    • 2011
  • The purpose of this study was to analyze effects of teaching materials for elementary science gifted conception about object recognition. Elementary science gifted have misconceptions that they can see in lightness. They can not explain how a shadow is made. This paper reports in-depth investigation on elementary science gifted's understanding of object recognition focusing on process of light. A program is developed to elementary science gifted in the subject matter. The tutorial emphasizing the process of light consists of pre-test, worksheet, and post-test. The Tutorial has 4 steps; darkness and light, light on things, light reached eyes, structure of the eyes. Each steps has 2~4 experiments. Through the tutorial, we expect their misconceptions can be changed into scientific conceptions. For the research and analysis, a questionnaire is posed to 39 elementary science gifted at M Elementary School in D Metropolitan City. The first method of product analysis makes a comparative study of pre-test, post-test score, and hake gain each test. As a result, total score of all student was raised. And hake gain of pre-test(II) is 0.6, hake gain of post-test is 0.68. It is Medium gain. Also, elementary science gifted could understand how we see through the tutorial emphasizing process of light. And their misconceptions can be changed into scientific conceptions.

Can Definitions Contribute to Alternative Conceptions?: A Meta-Study Approach

  • Wong, Chee Leong;Yap, Kueh Chin
    • 한국과학교육학회지
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    • 제32권8호
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    • pp.1295-1317
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    • 2012
  • There has been disagreement on the importance of definitions in science education. Yager (1983) believes that one crisis in science education was due to the considerable emphasis upon the learning of definitions. Hobson (2004) disagrees with physics textbooks that do not provide general definition on energy. Some textbooks explain that "there is no completely satisfactory definition of energy" or they can only "struggle to define it." In general, imprecise definitions in textbooks (Bauman, 1992) and inaccuracies in definition provided by teachers (Galili & Lehavi, 2006) may cause alternative conceptions. Besides, there are at least four challenges in defining physical concepts: precision, circularity, context and completeness in knowledge. These definitional problems that have been discussed in The Feynman Lectures, may impede the learning of physical concepts. A meta-study approach is employed to examine about five hundreds journal papers that may discuss definitions in physics, problems in defining physical concepts and how they may result in alternative conceptions. These journal papers are mainly selected from journals such as American Journal of Physics, International Journal of Science Education, Journal of Research in Science Teaching, Physics Education, The Physics Teachers, and so on. There are also comparisons of definitions with definitions from textbooks, Dictionaries of Physics, and English Dictionaries. To understand the nature of alternative conception, Lee et al. (2010) have suggested a theoretical framework to describe the learning issues by synthesizing cognitive psychology and science education approaches. Taking it a step further, this study incorporates the challenges in semantics and epistemology, proposes that there are at least four variants of alternative conceptions. We may coin the term, 'alternative definitions', to refer to the commonly available definitions, which have these four problems in defining physics concepts. Based on this study, alternative definitions may result in at least four variants of alternative conceptions. Note that these four definitional problems or challenges in definitions cannot be easily resolved. Educators should be cognizant of the four variants of alternative conceptions which can arise from alternative definitions. The concepts of alternative definitions can be useful and possibly generalized to science education and beyond.

[논문 철회] 9학년 학생의 공간 능력 차이에 따른 지구자전 개념의 획득 ([Retracted] Acquisition of 9th Grade Students' Conception of Earth's Rotation According to Individual Difference of the Spatial Sensibility)

  • 이경훈;임종옥
    • 한국지구과학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.267-275
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 9학년 학생의 공간능력 차이에 따른 지구자전 개념을 알아보는 것이다. 광역시 소재 9학년 학생 83명중 천체의 공간운동 개념 평가(김기정, 1997)에서 개념 획득 정도가 비슷하면서 공간능력에 차이가 있는 남학생 2명과 여학생 2명을 각각 표집하여 질적 분석의 대상으로 삼았다. 연구 결과, 공간능력이 높은 학생일수록 개념이 올바르고 개념들을 입체적 공간으로 재구성하여 이해하였다. 공간능력이 낮을수록 개념이 불완전하고 단편적인 개념들을 암기하고 있었다. 성별에 따라서는 공간능력이 높은 남학생은 개념들을 간단 명료하게 표현하였고, 낮은 학생은 자전에 대한 방향을 일주운동과 연관시켜 해석하지 못했다. 반면에 여학생은 공간능력이 높을 때 개념들을 구체적으로 표현하였으며, 낮을수록 개념들을 입체적으로 표현하지 못하였다. 따라서 공간능력이 높은 학생은 문제 상황을 제시하여 스스로 해결할 수 있도록 하고, 낮은 학생은 현상들을 직접 관찰하여 쉽게 이해 할 수 있도록 학습 자료를 개발하여야겠다. 여학생은 공간을 입체적으로 조작해 볼 수 있도록 하고 남학생은 사물을 여러 관점으로 생각해 볼 수 있도록 교수 전략 및 학습 자료 등을 개발 한다면 천문단원의 공간능력이 향상되고, 개념 획득이 잘 될 수 있을 것이라 기대한다.

예비 중등교사들의 방사성 동위원소에 대한 대안개념의 구조와 개념변화 (The Structure and Conceptual Changes of Preservice Secondary Teachers' Alternative Conceptions on Radioactive Isotopes)

  • 오준영;김상수;강용희
    • 한국지구과학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.775-788
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    • 2007
  • 본 연구는 예비 중등교사들을 대상으로 지구 내부에서의 방사성 동위원소에 대한 예비 중등교사의 대안개념의 구조를 이해하는 것이다. 그들의 대안개념의 구조를 Lakatos의 방법론을 기준틀로 한 Niaz(1998)의 제안을 사용하여 분석하였다. 이 연구는 사범대학 과학교육과 $3{\sim}4$학년 17명을 대상으로 하였다. 연구 방법으로는 개방형 질문지법(open-ended written questionnaire)을 사용하였다. 연구 결과, 예비 중등교사들은 지구내부에서 방사성 동위원소의 붕괴의 설명은 지층의 높은 열과 압력이 그들의 대안개념에 가장 큰 영향을 주고 있었다. 또한 우리가 제안한 과학개념구성을 위한 과학 철학적 수업전략에 따른 그들의 개념변화를 조사하였다.

Driver의 개념변화 학습 모형을 적용한 수업이 고등학생들의 식물의 광합성과 호흡의 오개념 교정에 미치는 효과 (Effects of Teaching Based on Driver's Conceptual Change Model on Rectifying High School Students' Misconception of Photosynthesis and Respiration)

  • 김동렬
    • 한국과학교육학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.712-729
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    • 2009
  • 본 연구에서는 고등학생들의 식물의 광합성과 호흡에 관련된 오개념을 조사하고, 이를 교정할 수 있는 방안으로 Driver 개념변화 학습 모형을 적용한 수업 프로그램을 개발 적용하여 그 효과를 알아보는데 목적이 있다. 연구 대상은 부산광역시 소재의 남자고등학교 재량교과 시간에 생물학습을 선택한 1학년 66명을 연구 대상으로 하였으며, 학생들의 광합성과 식물의 호흡에 관한 개념 정도는 그림그리기와 서술형 검사로 서로 상호적인 방법으로 조사되었다. 광합성과 식물 호흡에 관한 학생의 오개념을 단계별 수준으로 구분 짓는 방법으로 그림그리기 방법을 적용한 결과, 많은 학생들이 과학교과서나 과학자에 의해 이해되지 않은 오개념이 포함된 그림을 그렸으며, Driver 개념 변화 학습 모형 적용 후에는 식물의 광합성과 호흡의 필수 요소인 빛, 이산화탄소, 물, 포도당, 산소, 나뭇잎, 엽록체, 미토콘드리아, 기공, 에너지 등을 포함한 과학적 인 그림을 그렸다. 식물의 광합성과 호흡의 여러 측면에 대한 개념을 조사하기 위해 실시한 서술형 검사 결과에도 사전검사에서는 식물의 광합성과 호흡이 일어나는 시점과 장소, 식물의 영양소, 광합성에서의 잎의 역할, 식물의 광합성과 호흡의 관계에 대해서 많은 학생들이 오개념을 보였으나, Driver 개념변화 학습 모형을 적용한 수업 후에는 식물의 광합성과 호흡에 대한 오개념이 많이 교정된 것으로 나타났다.

물질의 입자 개념 학습에서 그림 그리기와 그림 분석하기의 효과: 시각적 학습양식에 따른 비교 (The Effects of Drawing and Analyzing Pictures in Concept Learning of the Particulate Nature of Matter: A Comparison Based on Student Visual Learning Style)

  • 한재영;이지영;곽진하;노태희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.9-15
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    • 2006
  • 학생들은 화학에서 입자 개념의 중요성에도 불구하고 이를 어려워한다. 이에 여러 연구자들이 이 개념에 대한 효과적인 교수 방법을 제안하였으나, 체계적인 연구는 거의 이루어지지 않았다. 따라서 이 연구에서는 학생들이 입자 개념을 학습할 때 그림 그리기와 그림 분석하기 방법을 도입한 수업의 효과를 조사하였다. 서울시 남녀 공학 중학교 1학년 세 학급을 통제 집단과 그림 그리기 집단, 그림 분석하기 집단으로 선정하여 물질의 세 가지 상태와 분자의 운동 단원에 대하여 총 8차시 동안 수업을 실시하였다. 학생들의 시각적 학습양식에 따라 개념 이해도, 학업 성취도, 과학 학습 동기에 대한 교수 방법의 효과를 조사하였다. 연구 결과, 그리기 집단과 그림 분석하기 집단의 개념 이해도, 과학 학습 동기 점수가 통제 집단에 비해 높았다. 또한 시각적 학습양식 선호 학생들의 과학학습 동기 점수가 비선호 학생들보다 높았다.

지진에 관한 초등학교 4학년 학생의 선개념 (The Preconception of the 4th Grade Elementary Students on Earthquake)

  • 김수정;김형범;정진우
    • 과학교육연구지
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    • 제37권3호
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    • pp.434-445
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    • 2013
  • 이 연구의 목적은 초등학교 4학년 학생들이 정규 수업을 받기 전 지진에 대한 선개념을 조사함으로써 교사들의 교수 학습 전략에 도움을 주고자 함에 있다. 이 연구를 위해 경기도 성남시에 거주하는 초등학교 4학년 학생 31명에게 지진에 대한 개념을 면담을 통해 조사하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 초등학교 4학년 학생들은 지진의 정의에 관해서는 64.9%의 학생이 과학적 개념을 가지고 있었다. 지진이 발생할 때 땅 위에서 일어나는 현상에 관한 응답결과는 59.2%의 학생이 땅이 흔들리거나 갈라지거나, 건물이 흔들리거나 무너지는 것으로 응답하였으며, 지진이 일어날 때의 대처법에 관해서는 대부분의 학생들이 대처법을 2가지 이상씩 응답하였다. 그러나 이에 비해 지진 발생의 원인에 관한 질문에는 '모르겠다'라는 응답이 35.3%가 나왔고, 1명의 학생을 제외하고 과학적인 개념을 응답한 학생이 없었다. 지진이 발생할 때, 땅 아래에서 일어나는 일에 관한 질문에 26.3%의 학생이 '모르겠다'라고 응답을 했다. 지진이 자주 일어나는 지역에 관해서는 섬이라고 응답한 학생이 22.2%로 나타났고, '모르겠다'라고 응답한 학생이 16.7% 로 나타났다. 그 이유에 관해서는 '모르겠다'라는 응답이 39.9%로 가장 많았고, 과학적인 개념을 응답한 학생은 없었다. 결과적으로, 초등학교 4학년 학생들은 지진의 정의에 관해서는 과학적 개념을 가지고 있으며, 지진이 일어날 때의 지표면에서 일어나는 현상, 대처법에 관해서는 학교교육 이전에 외부환경과의 상호작용으로 그와 관련된 많은 경험을 가지고 있는 것으로 보인다. 그러나 지진이 발생하는 원인, 지진이 일어날 때 땅 아래에서 일어나는 현상, 지진이 자주 일어나는 지역과 그 원인에 관해서는 외부환경과의 상호작용이 비교적 적은 것으로 보여진다. 이 연구를 바탕으로 앞으로 학습자의 선개념을 탐구하고 이를 토대로 교육과정을 재구성하는 연구가 계속해서 진행되어야 할 것이다. 또한 교육과정 개발과정에서 학습자의 사고 체계를 어떻게 반영할 수 있는지에 관한 연구도 아울러 이루어져야 할 것이다.

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환경관리주의 환경교육에 대한 비판적 고찰 - 원인규명에서 해결기제로의 전환을 위하여 - (A Critical Approach on Environmental Education Biased to Environmental Possibilism - From Clearing up the Cause to Problem-Solving Mechanism -)

  • 김태경
    • 한국환경교육학회지:환경교육
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    • 제18권3호
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    • pp.59-74
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    • 2005
  • We can't deny Korean EE has basically developed on the basis of Environmental Possibilism (Environmental management or Reformism) in lots of aspects. I would show three representative proofs here, the first, the philosophy of Korean EE has been mainly focused on dichotomy of human-techno centrism and eco-centrism with no considering other alternative environmentalism since 4th Formal Curriculum, 1981. The second, simultaneously, the concept of EE has not distinguished from it of Science education. (Furthermore, unfortunately some says EE has been a part of Science education, although there should be many differences on its contextual aspect.) And the third one is that the limit of possibilism which market economists have worried, has scarcely mentioned in various kinds of EE-related teaching materials. Possibilism is basically likely to be accompanied by science and economics-oriented approach, and in this aspect this dichotomy, human-techno centrism and eco-centrism, has come from perspectives of Economical development process and over-addicted belief to Science. So it is enough to say that Korean EE has basically developed with biased to Environmental possibilism, in other words, biased to preference to it. And I'll critically focus on these two axes of possibilism, Science and Economics and its dichotomy. Of course, we should accept there are so many same parts in its contents between EE and Science, but we should know its contextual differences for triangular position of environmentalism suitable to EE and also overcome science-dependant approach to EE. Although science-dependant approach to EE and dichotomy could provide some tools for clearing up the causes of environmental problem, especially always it has insisted fundamental causes of environmental problem originated in human faults and over-use of eco-source or over-economic development, but now it is old-fashioned discourse, furthermore it come to have unavoidable limits in the debates of problem-solving mechanism to environmental problems. The paramount important thing is to supply the ways or thoughtful mechanism for solving or coordinating the Environmental problems, not just searching for cause of it. But scientific approach and its dichotomy based on possibilism have continuously born cause & effect in EE-related discourse. So there are so much needs to transfer from continuous bearing of cause & effect to constructive alternatives at least in environmentalism of EE. Traditionally, dichotomical division in EE Environmentalism, human-techno centrism and eco-centrism, couldn't have Provided any answers to our real society, it just gives us only cause & effects of Environmental problems. And also we can't find the description on the limits of capitalism market approach to Environmental problems especially in Korean EE text books, other teaching materials and its teaching-learning process, although market approach economist has been proved its fault beyond its functional merits as Environmental management tools. So we should introduce other alternative Environmental philosophy instead of Possibilism such as eco-socialism insisted by Schmacher M. and Boochin etc, or marxist-environmentalism for relative and comparative views to market-thought such as commodification. In this aspect we need to accept Oriental philosophy based on moderation(中庸) as new another alternatives with the reflection that we have recognized monism as representative Oriental philosophical environmentalism. Fundamentally monism has done its role with providing relative concepts to Dichotomy Enlightenment, but we can't say it has been core concept for understanding of oriental environmentalism, and we can't distinguish monism from oriental philosophy itself, just because oriental thought itself was basically monism. So conceptual difference should be recognized between EE and Science education in teaching-learning process on the basis of life-philosophy(Philosophie des Lebens) from epistemology. For this transformation, we should introduce existentialism in Science education, in other words, only existential Science education based on phenomenology or interpretivism can be EE. And simultaneously we need some ways for overcoming of scientific foundationalism which has been tradition making science not stand on existentialism, formulating and featuring of almost all of natural things and its phenomenon from after enlightenment in western world, but it has malfunctioned in fixing conception of science just into essentialism itself. And we also introduce integrated approach to science and society for EE like STS. Those are ways for overcoming of Environmental possibilism in EE.

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서귀포 화석층에 대한 초등학생들의 남녀간 관찰, 예상, 추리 능력 비교 분석 (Comparative Analysis of Observing, Predicting and Inferring Ability between the Male and Female Groups of Elementary School Students for Seogwipo Fossil Formation)

  • 김대성;홍승호
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제30권2호
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    • pp.129-140
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    • 2011
  • As one of the casting plans to improve the scientific inquiry ability of the students, the aims of this study are to develop and apply a basic inquiry program for the inquiry subject of Seogwipo fossil formation, and analyze the basis inquiry ability of the students to show in the inquiry activity process actually. The results obtained in 5th grade 48 elementary school students of Seogwipo-city are as follows; Students executed observing activity using an appropriate senses such as senses of vision and touch, and showed the tendency which tries to observe the form overall rather than the partial form of the fossil formation. But the ability to utilize appropriately for predicting and inferring with the facts which could depend on observing activity was low. And we found out that the misconceptions influence on inquiry activity. Therefore, to help understanding deeper for the students' basic inquiry element, it is thought that a study of the various educational guidance ways is necessary to this. The teachers also have to study the various ways to induce the scientific conception through the application of proper teaching-learning for correction of misconceptions because misconceptions have an influence on inquiry activity together. If various inquiry programs considering the regional-specific characteristics are developed to cause students' interest, students would come to participate in inquiry activity aggressively a little more.

비유를 사용한 물질의 세 가지 생태 개념 학습에서 대응 오류 분석 활동의 효과 (The Effects of Analyzing Mapping Errors in Concept Learning on the Three States of Matter with Analogy)

  • 김경순;변지선;신은주;노태희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제27권9호
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    • pp.778-786
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    • 2007
  • 이 연구에서는 비유를 사용한 화학 개념 학습에서 대응 오류 분석 활동의 효과를 개념 이해도,대응 관계 이해도,수업에 대한 인식 측면에서 조사하였다. 2개 중학교의 1학년 121명을 비교 집단과 처치 집단으로 배치한 후,'물질의 상태와 분자 배열'에 대하여 수업을 실시하였다. 비교 집단에서는 TWA 모형에 기초한 비유 수업을 하였고,처치 집단에서는 TWA 모형의 '유사성 대응' 및 '차이점 지적'을 '대응 오류 분석 활동'으로 대체한 수업을 하였다. 연구 결과,학생들의 장의존성 장독립성에 관계없이 개념 이해도 검사와 대응 관계 이해도 검사에서 처치 집단의 점수가 비교 집단보다 높았으며,그 차이가 통계적으로 유의미하였다. 수업에 대한 인식 검사 결과에서는 대부분의 학생들이 비유를 사용하는 수업에 대해 긍정적으로 인식하였으나,처치 집단의 학생들은 대응 오류 분석 활동을 어려워하는 것으로 나타났다. 이에 대한 교육적 함의를 논의하였다.