액화에 따른 기체의 압력과 부피의 변화에 관한 중학생들의 설명 유형분석

A study of middle school students explanation on the change of the pressure and the volume during liquefaction

이 연구에서는 7학년 학생들이 액화에 따른 기체의 압력과 부피변화의 문제에 분자적 관점을 적용하여 설명할 때 나타나는 설명방식을 유형화하고 이러한 설명유형이 인지적, 정의적 특성에 따라 어떠한 차이가 있는지 알아보았다. 이를 위하여 과학반 학생 15명을 대상으로 주변에서 친숙하게 접할 수 있는 물의 상태변화를 소재로 한 다양한 실험을 경험하고 이를 분자적 관점에서 설명하게 하였다. 학생들의 전체 활동지를 분석한 결과 학생의 설명방식은 과학적·논리적 진술형, 과학지식 나열형, 대안개념형, 현상기술형으로 나눌 수 있었다. 인지적 특성에 따라서는 인지적으로 상위수준에 해당하는 학생일수록 과학적으로 인과관계를 설명하는 비율이 더 높았고, 과학성적이 상위인 학생들일수록 비교적 과학적인 인과관계 설명의 비율이 더 높게 나타났으나 인지수준보다는 차이가 크지 않았다. 또한 과학에 관련된 정의적 특성이 보다 더 긍정적인 학생의 경우에 과학적으로 인과관계를 설명하는 비율이 더 높은 것으로 나타났다. 이 연구에서 연구대상의 범위가 좁다는 제한점을 가지고 있으나, 이 연구 결과가 분자의 운동을 가르칠 교사가 수업지도를 계획함에 있어서 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

The purpose of this study was to investigate the types of 7th grade students explanation on the change of the pressure and the volume during liquefaction. To this study, students performed various experiments that included the liquefaction of water, which they have experienced in the real world. And students were asked to explain the phenomena from a point of view of particle which they had observed during the experiments. Then we investigated types of students explanations and examined the relationship between students statements by cognitive and science-related affective characteristics. The result of this study as follows. First, the types of students explanation were categorized to the scientific explanations type, scientific knowledge type, alternative conception type and phenomenal description type. Second, the upper the cognitive level was, the higher the rate of scientific causal description s student was. Also, this result revealed that the more positive science-related affective characteristics was, the higher the rate of scientific causal description s student was. And some students of superior marks for science revealed higher the rate of scientific causal descriptions than the others. But the last result was not patent differency as compared with the first and the second results. We expect that the results of this study are helpful to science teachers who will be ready to teach the molecular concept.