표상활동을 통해 본 초등학교 1학년 아동들의 과학적 개념 변화 과정 = Transition of Scientific Conceptions in Representation Activities among First-Graders Elementary School

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 표상활동을 통해 초등학교 1학년 아동의 사전 개념을 살펴보고, 활동에서 나타나는 아동의 개념 변화 과정을 심층적으로 분석하는 것이다. 이와 같은 연구의 목적을 성취하기 위해 다음과 같은 연구문제를 설정하였다.
연구문제. 표상활동으로 나타난 초등학교 1학년 아동의 과학적 개념은 어떻게 변화되는가?
연구 목적을 위해 유치원 교육과정과 연계된 초등학교 1학년 교과서와 교육과정을 분석하고 관련문헌과 선행연구를 고찰하여 과학활동과 표상활동에 적합한 주제로 공기, 씨, 빛과 그림자, 물을 선별하였다.
본 연구의 참여자는 P시에 소재한 K초등학교의 1학년 아동 10명으로 2009년 3월 10일부터 6월 26일까지 16주 동안 매주 4회의 과학활동을 실시하였다. 활동 중 일어난 상황은 관찰 기록 노트에 자세히 기록하였으며 비디오와 디지털 녹음기를 사용하여 활동과정을 녹화와 녹음하였다. 활동 후, 녹화와 녹음된 내용을 기록하여 정리하였고 활동사진과 표상활동지를 통합하여 아동의 개념을 분석하고 의미를 생성하였다.
본 연구를 통해 얻은 결과를 정리하면 다음과 같다.
첫째, 아동들의 과학적 개념은 협소한 사전 개념을 가지고 있음이 표상되었다. 아동들은 과학활동을 하기 전에 개인적인 경험이나 환경으로 형성한 협소한 사전 개념을 언어, 그림, 신체표상으로 나타내었다.
둘째, 아동들의 과학적 개념은 오개념을 가지고 있음이 표상되었으며 오개념은 아동 수만큼이나 다양하게 언어, 그림, 신체표상으로 나타났고 쉽게 변화되지 않았다. 표상활동으로 아동들은 상호작용하며 서로 다른 개념을 가지고 있다는 것을 발견하였다.
셋째, 아동들의 과학적 개념의 형성 과정에서 개인별로 차이가 나타났다. 같은 활동을 진행하는 과정에서도 아동의 표상과 새로운 개념의 형성에서 개인차가 나타났다.
넷째, 아동들의 과학적 개념은 표상활동에서 구체적으로 나타났다. 아동들의 언어, 그림, 신체표상을 비교·분석하며 아동이 가지고 있는 개념을 확인할 수 있었고 연구자와의 상호작용이 부족한 일부 아동의 과학적 개념도 그림표상으로 나타났다.
다섯째, 아동들의 협소한 개념과 오개념은 표상활동을 진행하며 올바른 개념으로 변화되었다. 아동들은 사전 개념에서 느낀 의문을 해결하고자 자기주도적으로 탐구하며 다른 아동의 표상에서 새로운 정보를 얻고 상호작용하며 자신과 다른 개념을 받아들이고 올바른 개념으로 변화되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to examine the prior conceptions of first-grade school children and the process of their conceptual changes in representation activities. A research question was posed:
1. How are the scientific conceptions of first graders changed in representation activities?
To address the research question, the first-grade textbooks and curriculum of elementary school linked to kindergarten curriculum were analyzed, and relevant literature and earlier studies were investigated to select four themes suitable for scientific activities and representation activities: air, seed, light/shadow and water.
The subjects in this study were 10 first graders in K elementary school located in the city of P. They were engaged in scientific activities during a 16-week period of time from March 10 to June 26, 2009, four times a week. What happened during their activities was recorded in detail, and the activities were videotaped and audiotaped by a VCR and digital recorder. And the photographs of the activities and the journal of representation activities were analyzed to find out their conceptions and the meaning of the conceptions.
The findings of the study were as follows:
First, the children had narrow prior scientific conceptions, which was attributed to their own personal experiences or environments. They unveiled their narrow prior scientific conceptions through verbal, picture and physical representation before they were engaged in the science activities.
Second, the children had scientific misconceptions. Their misconceptions were disclosed through verbal, picture and physical representation in different ways that were as large as the number of the children. And their misconceptions didn't change easily. The representation activities showed that the children interacted with one another and had mutually different conceptions of science.
Third, there were individual variances in the process they formed scientific conceptions. Their representation and formation of new conceptions took place in a different manner even though they were engaged in the same activities.
Fourth, their scientific conceptions got more concrete while they participated in the representation activities. It was possible to find out their conceptions by making a comparative analysis of their verbal, picture and physical representation, and some who didn't have sufficient interaction with this researcher also represented their scientific conceptions through pictures.
Fifth, the children's narrow conceptions and misconceptions were replaced with the right ones as the representation activities went on. They made an inquiry in a self-directed manner to get rid of their doubt caused by their prior conceptions, acquired new information through each other's representation and interacted with one another to accept new conceptions that were different from theirs. They got to have the right conceptions in that course.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 = 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 = 1
• 2. 연구문제 = 6
• 3. 용어의 정의 = 6
• II. 이론적 = 배경
• 1. 표상활동 = 8
• 가. 표상의 개념 = 8
• 나. 표상 매체 = 9
• 다.구성주의 과학교육과 표상활동 = 11
• 1) 구성주의 과학교육 = 11
• 2) 구성주의 과학교육에서의 표상활동 = 13
• 2. 과학적 개념 = 18
• 가. 과학적 개념의 정의 및 특징 = 18
• 나. 과학적 개념의 형성 = 20
• 다. 과학적 개념과 표상활동 = 23
• 3. 선행 연구 고찰 = 24
• Ⅲ. 연구방법 = 28
• 1. 연구 참여자 = 28
• 2. 연구절차 = 29
• 가. 활동의 선정= = 29
• 나. 본 연구 = 32
• 3. 자료의 수집과 분석 = 41
• 가. 자료 수집 = 41
• 나. 자료 분석 = 42
• Ⅳ. 연구 결과 및 해석 = 44
• 1. 공기 활동에서 표상활동으로 나타나는 아동들의 공기에 대한 과학적 개념 변화 과정 = 44
• 가.공기는 우리 주위 어디에나 있다:‘나무가 없는 곳은 공기가 없다’ → ‘숨을 쉴 수 있는 어느 곳에나 공기가 있다’ = 44
• 나.공기는 소리를 만들 수 있다: ‘악기만 소리가 난다’ → ‘공기가 좁은 곳을 통과하면서 소리가 난다’ = 47
• 다.공기는 우리 몸속을 이동한다: ‘입에 있던 공기가 나온다’ → ‘입안으로 들어간 공기가 피를 타고 몸속을 이동하였다가 나온다’ = 50
• 라.공기는 무게를 가지고 있다: ‘큰 풍선이 무겁다’ → ‘공기가 많이 들어간 풍선이 무겁다’ = 52
• 마.공기는 물체들을 움직이게 한다:‘가벼운 종이비행기가 잘 난다’ → ‘공기가 도와줘야 잘 난다’ = 55
• 바.공기는 공간을 차지하고 있다:‘공기가 없어서 초가 꺼진다’ → ‘초가 꺼지고 물이 산소자리를 빼앗았다’ = 58
• 사.개념망 = 61
• 2. 씨 활동에서 표상활동으로 나타나는 아동들의 씨에 대한 과학적 개념 변화 과정 = 63
• 가.씨는 뿌리,줄기,잎,꽃을 갖는 식물로 자란다: ‘강낭콩 씨는 나무만큼 자란다’ → ‘강낭콩 씨가 자라 작은 식물이 된다’ = 63
• 나.싹이 트기 위한 환경이 있다:‘씨는 물에 완전히 잠겨도 싹이튼다’ → ‘씨는 물에 완전히 잠기면 싹이 트지 않는다’ = 67
• 다.식물의 뿌리는 물을 빨아들인다:‘뿌리를 자르면 또 생긴다’ → ‘뿌리를 자른 식물은 물을 빨아들이지 못해 말라 죽는다’ = 70
• 라.식물은 태양을 향해 자란다:‘식물은 위로 자라고 눈으로 태양을 본다’ → ‘식물은 햇빛이 비치는 곳으로 기울어져 자란다’ = 72
• 마.개념망 = 76
• 3. 빛과 그림자 활동에서 표상활동으로 나타나는 아동들의 빛과 그림자에 대한 과학적 개념 변화 과정 = 80
• 가.우리가 보는 것은 빛을 반사한 것이다: ‘빛이 있으면 눈으로 볼 수 있다’ → ‘빛이 반사되어 눈으로 볼 수 있다’ = 80
• 나.빛이 물체를 통과하지 못하면 반대방향에 그림자가 생긴다:‘나무 그림자는 밑에 있고 사람 그림자는 서 있다’ → ‘나무와 사람의 그림자는 같은 방향으로 밑에 누워 있다’ = 82
• 다.빛의 위치에 따라 그림자가 변한다:‘빛을 가까이서 비추면 그림자는 작아진다’ → ‘빛을 가까이서 비추면 그림자는 커진다’ = 87
• 라.빛은 물속과 돋보기를 지나면 굴절한다:‘물이 투명해서 보인다’ → ‘물속에서는 크게 보이고 꺾어진다’ = 90
• 마.빛은 열을 가지고 있다:‘햇빛에 있어도 흰 종이는 변화 없다’ → ‘햇빛에 있으면 흰 종이도 따뜻해진다’ = 93
• 바.개념망 = 96
• 4. 물 활동에서 표상활동으로 나타나는 아동들의 물에 대한 과학적 개념 변화 과정 = 99
• 가.물은 물체를 뜨게 한다:‘가벼운 것은 뜨고 무거운 것은 가라앉는다’ → ‘가벼운 클립은 가라앉고 무거운 나무는 뜬다’ = 99
• 나.물은 많은 물질을 녹인다:‘설탕은 녹지 않고 밑에 가라앉는다’ → ‘설탕은 물에 녹는다’ = 102
• 다.물이 얼면 얼음이 된다:‘물이 얼면 더 작아진다’ → ‘물이 얼면 더 커진다’ = 107
• 라.물은 순환한다:‘하늘에서 누가 얼음을 떨어뜨리면 녹아서 비가 온다’ → ‘물이 뜨거워서 하늘로 올라가고 무거워져서 내려오면 비가 된다’ = 110
• 마. 개념망 = 114
• Ⅴ. 논의 및 결론 = 118
• 1. 요약 = 118
• 2. 논의 및 결론 = 119
• 3. 제언 = 127
• 참고문헌 = 128
• ABSTRACT =135