과학(생물) 교과서에서 시각의 원근 조절에 관련된 삽화의 분석 및 오개념 연구

Analysis of Illustrations and Misconceptions on the Distance Regulation of Eye Vision in Science(Biology) Textbooks

이 연구는 제 7차 교육과정에 따른 현행 중등학교 과학(생물) 교과서에서 제시된 시각의 원근 조절과 관련하여 수정체 두께의 조절 작용, 근시 및 원시의 시자극 경로 등에 대한 삽화의 특성을 유형별로 분석하였다. 수정체 두께의 조절 기전에 대해서는 생물전공 교사 및 고등학생의 인식을 면담하여 유형을 분류한 후 추가적인 설문 조사를 실시하였다. 연구 결과 첫째, 과학(생물)교과서에서 눈의 원근 조절에 대한 설명은 간단하게 제시되어 있었고, 진대가 근육처럼 수축이나 이완을 하는 것으로 설명되는 오개념을 보였다. 둘째, 눈의 단면 구조 삽화를 이용한 수정체 두께의 조절 기전에 대하여 생물교사와 학생 모두 삽화를 평면적으로 인식하고 직관적으로 해석하여 오개념을 가지는 비율이 높았다. 특히 학생들은 수정체 두께의 조절 기전을 논리적으로 이해하지 않고 암기하는 경향이 많았다. 셋째, 근시 및 원시에서의 시자극 경로에 대한 교과서의 삽화는 물리학적 개념에 맞지 않게 표현되어 오개념을 포함하고 있는 경우가 대부분이었다. 이 연구는 개정될 과학 교과서에서 시각 단원의 삽화가 과학적 개념을 정확하게 반영하고 입체적으로 표현되기를 제언한다.

This study analyzed the features of the illustrations on the regulatory mechanism of the thickness in eye lens and the visual stimulating pathways of nearsightedness and farsightedness in the unit of 'Eye Vision' of biology textbooks based on the 7th science curriculum, and analysed the misconceptions related to them. The cognition types of 120 biology teachers and 400 high school students on the regulatory mechanism of the thickness in eye lens were also analyzed. The results are as follows： First, both biology teachers and students had many misconceptions of the regulatory mechanism of the thickness in eye lens by using the cross-sectional structure of the eye, and this misconceptions comes from their understanding the illustrations two-dimensionally. Especially, the ratio of students who didn't understand the explanation of the illustrations logically but learn by rote was highest. Second, the most of the illustrations of the visual stimulating pathway of nearsightedness and farsightedness didn't express well in accordance with the scientific concept. In particular, the expression which illustrate an image of the object on a point in the focal distance of the eye lens showed the misconception of identifying focal point with the point of image. This research suggest the illustrations in the revised science textbooks should be expressed scientifically accurate and three dimensionally.