중학교 1학년 학생들의 온실효과에 대한 정신모형 분석

The Analysis of Mental Models of Middle School Students on the Greenhouse Effect

이 연구는 중학교 1학년 70명 학생들의 온실효과에 대한 정신모형을 알아보고자 하였다. 온실효과에 대한 중학교 1학년 학생들이 표현한 그림들과 이에 대한 설명의 결과들은 5가지로 분류되었고, 그 결과는 다음과 같다. 모형Ⅰ에서 학생들은 태양광선이나 열이 대기와 온실가스를 지나서 지구에 튀거나 혹은 반사되어 지구로 되돌아가는 현상으로 온실효과의 메커니즘을 이해하고 있었으나, 대부분의 학생들은 온실기체를 이산화탄소로만 생각하고 있었다. 그리고 모형Ⅱ의 학생들은 태양광선이나 열 혹은 에너지가 대기 중에 붙잡혀 있어 지구의 온도가 올라간다고 생각하였다. 즉, 태양광선이 지구로 흡수되면 다시 지구 밖으로 나가지 못한다고 이해하고 있었다. 특히 모형Ⅲ의 학생들은 온실효과를 오존층의 생성과 손실로 연결시켰으며, 모형Ⅳ와 모형Ⅴ의 학생들은 온실효과의 메커니즘은 모르고, 온실효과를 단지 빙하가 녹거나 공장 또는 공해로 단순히 표상하였다. 이는 대중매체와 같은 미디어를 통한 학생들의 개인적인 경험을 통하여 각자 나름대로의 해석을 통해 온실효과의 개념을 이해하고 있는 것으로 나타났다. 그러므로 온실효과에 대한 학생들의 정신모형을 바탕으로 학생들이 과학적인 사고와 능력을 기를 수 있는 교육과정과 수업을 설계한다면, 과학교육에서 지구온난화와 기후변화에 대한 이해를 제고할 수 있는 토대를 마련할 수 있을 것이다.

This study investigated drawings and explanations of 70 students from middle school in seoul of Korea, to identify middle school first grade students’ mental models of the greenhouse effect in climate change. Five distinct mental models were derived from an inductive analysis of the content of the students drawings, explanations and interviews. The results are as follows: Model Ⅰ, students understood the mechanism of the greenhouse effect that Sunlight or heat passed by global greenhouse gas in the atmosphere is reflected back to Earth. But most students were thinking a carbon dioxide as only greenhouse gas. Students of model Ⅱ believed that sunlight or heat or energy captured in the atmosphere of the earth increases Earth temperature. But they didn t explain in detail about solar energy absorbed or radiated by the earth like the mechanism of the greenhouse effect. In particular model Ⅲ, students recognized the greenhouse effect with the creation and destruction of ozone. Students of model Ⅳ connected simply the greenhouse effect with consequences like glacier melting, sea level rises and students in model Ⅴ associated the greenhouse effect with plant or pollution. It is the reason that students understood internal representations by the past as the greenhouse effect through mass media or mass communication. Therefore, when designing instruction or planning curriculum, to consider the students mental models can be a lot implications. Based on the students mental models, if it will be planed the curriculum and lesson for scientific thinking and skills, it will be able to establish a foundation to enhance the understanding of global warming and climate change in science education.