돌턴의 사고와 입자운동을 도입한 수업이 대기의 입자 분포에 대한 초등학교 6학년 학생들의 생각에 미치는 영향

The effect of lessons introduced Dalton s idea and motion of particles on sixth grade students’ thinking about particle distribution of atmosphere

이 연구에서는 돌턴의 사고와 입자운동을 도입하는 수업이 대기의 입자 분포에 대한 초등학생들의 사고에 미치는 영향을 알아보았다. 연구의 대상은 초등학교의 6학년 학생 114명이었으며, 특히 고도 스케일에 따라 대기의 분포에 대한 학생들의 사고가 수업 후에 달라지는지 알아보았다. 연구 결과, 학생들은 가벼운 입자와 무거운 입자가 서로 분리되어 덩어리로 존재한다는 사고를 하는 유형과, 서로 질량이 다른 입자들이 섞여서 분포한다는 사고 유형으로 구분되었다. 특히 사전검사에서 높은 고도 스케일일수록 대기가 덩어리로 존재한다는 사고가 더 강하게 나타났다. 그러나 수업을 통해 덩어리 유형의 사고는 줄어들었으며, 서로 다른 질량의 입자가 섞여서 존재한다는 사고가 높은 고도 스케일에서도 증가하였다. 질량이 다른 입자들이 높이에 따라 비균질하게 분포할 것이라는 사고는 수업 전에도 많았으나 수업후에는 교실과 10km정도 스케일이 작은 경우에는 비균질에 대한 사고가 줄었으며, 그대신 100km이상 스케일이 큰 경우에는 비균질에 대한 사고가 다소 증가하였다. 학생들은 대기의 입자 분포를 고려할 때 관련된 개념으로 중력, 온도를 사고하는 비율이 증가하였으며, 그 대신 무게, 기압 등을 고려하는 비율은 줄었다. 한편 학생들은 자신들의 호흡이 대기의 조성에 영향을 미친다는 생각을 나타내기도 하였다. 이는 자신을 중심으로 세계를 이해하는 초등학생들의 특징으로 볼 수 있다.

The purpose of this study was to investigate the effect of lessons introduced Dolton’s idea and motion of particles on elementary school students thinking about particle distribution of atmosphere. The subjects of the study were 114 students in the 6th grade of elementary school. Especially, we investigated whether the students thinking about the distribution of atmosphere depends on the height scale after the lessons. As a result of the study, the students were classified into two types: the lightweight particles and heavy particles separated from each other into a mass as fluids, and the other type in which particles having different masses are mixed with each other. In the pre-test, the higher the atmospheric height, the stronger the idea that the atmosphere exists as a mass. However, after the lessons, the thoughts of masses were reduced, and the idea that a mixture of different particles existed increased at higher atmosphere scales. Many students thought that the particles with different masses would distribute heterogeneously according to height, but after the lessons, students changed their thoughts to homogeneously in the case of classroom and 10km. However, the students’ thoughts of heterogeneous distribution of atmosphere increased in the case of 100km and1000km. When students considered the distribution of particles in the atmosphere, their thoughts related to gravity and temperature concepts were increased after the lessons, and the thoughts related to weight and pressure were decreased. The elementary school students, on the other hand, had thoughts that their breathing affected the distribution of the atmosphere. This is a characteristic of elementary school students who understand the world around themselves.