인지갈등 수업전략을 통한 중학교 3학년 학생들의 질량 보존 법칙에 대한 오개념 바로잡기 = Correcting the Student's Misconception about the Law of Mass Conservation Through Cognitive Conflict Instruction in 3rd Grade of Middle School

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 중학교 3학년 학생들을 대상으로 질량 보존 법칙에 대한 오개념의 유형을 분석하고, 이를 바로잡아 올바른 과학적 개념으로 형성하는 데에 인지갈등 수업 모형이 효과적임을 알아보는 것이다. 질량 보존 법칙에 대하여 학생들이 가지고 있는 개념의 유형들을 파악하기 위하여 선행연구와 제7차 교육과정에서 다루고 있는 기본 개념들을 분석하였으며, 선행연구 결과 학생들에게 두드러지게 나타나는 오개념이 무엇인지 분석하였다. 이 중 가장 많이 나타나는 오개념을 과학적 개념으로 바꿀 수 있도록 인지갈등 수업 모형에 맞게 지도안을 개발하였다.
연구를 위하여 경기도 G시 시내에 소재하고 있는 G중학교 3학년 6개 학급 238명을 대상으로 실험집단과 통제집단으로 구분하고, 각각 인지갈등 수업과 전통적인 수업을 실시하였다. 검사도구는 이미 개발되어 있는 자료를 중심으로 7개 문항으로 구성된 개념 문항지를 사용하였다.
연구 결과, 학생들이 가지고 있는 개념의 유형은 매우 다양함을 알 수 있었고 수업 진행 후 실험집단과 통제집단에서 비슷한 오개념 유형이 확인되었다. 다수의 학생들은 주변에서 일어나는 물질 변화로부터 자신의 경험과 직관에 의해 물리 변화와 화학 변화의 기본개념을 이해하고 있었다. 닫힌 공간과 열린 공간을 전체적으로 파악하지 못하고 부분적인 변화에만 초점을 맞추어 질량 보존 법칙을 설명하는 경우도 많았다. 또한 질량 보존 법칙을 많은 상황에서 기계적으로 적용하는 등 선행연구와 비슷한 유형의 오개념이 확인되었다. 전통적인 수업방식에 의한 수업과 인지갈등 수업 모형을 적용하여 수업을 실시한 결과 개념 문항지 답변의 유형은 두 집단 모두 비슷하였다. 그러나 대표적인 오개념을 바로잡기 위하여 처치가 들어간 부분에서는 인지갈등 수업 모형을 적용하여 수업을 한 실험집단이 통제집단에 비해 오개념의 빈도가 줄어들고 과학적 개념의 빈도는 증가함을 알 수 있었다. 전체적으로 유의수준 0.05에서 실험집단이 통제집단에 비해 질량 보존 법칙에 대한 과학적 개념 형성과 파지효과에 긍정적인 효과가 있었다.
이러한 연구 결과는 교사가 수업을 진행하기 전에 보다 다양한 방법으로 학습내용과 관련한 학생들의 오개념 유형을 파악하고, 이러한 오개념을 바로 잡아 줄 수 있는 구체적인 교수?학습 자료를 개발해야함을 보여 준다. 따라서 지속적인 인지갈등 수업 모형에 대한 연구가 요구된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This research is to analyze the types of the misconception of 3rd grade students about the law of mass conservation and correct it to find out that 'cognitive conflict instruction' is effective in forming precise scientific concept. To understand types of the student's conception, basic concepts handled in previous research and 7th curriculum, and the remarkable misconception shown by students in the previous research are analyzed. Also the instructions that fit in the cognitive conflict instruction plan to avoid significant misconceptions and to build scientific concepts are developed in this research.
For the research, the six class of 3rd grade located Gyeonggi-do in G city G middle school 238 students are selected then they are separated into an experimental group and control group. The cognitive conflict instruction was conducted to the one, and traditional instruction to the another. Conceptional questionnaire which is constructed in 7 questions centering around previously developed data is used.
According to the study, the types of the student's conception are various and both experimental group and control group has similar types of misconception after the instructions. Most of the students apprehended the basic conception of the physical and chemical change by virtue of their experience and intuition from material change occurs around them. However, numerous students were explaining the law of mass conservation as focussed only on the partial change or unable to understand generally about closed and open system. Besides, these students also had similar misconception as what they had in previous research like applying the law of mass conservation automatically in many situation.
As the result of enforcing instruction in traditional method and in cognitive conflict instruction, the type of both groups' conceptional questionnaire's answer was similar. But experimental group which was applied the cognitive conflict instruction revealed less misconceptions than control group. Collectively, experimental group gave affirmative and retained effect on forming scientific conception about the law of mass conservation comparing with control group (P <0.05).
This result showed that teacher first should understand the type of student's misconception connected with study content through various methods before the instruction, then should develop the definite teaching and learning data which can correct these misconceptions. Consequently, sustaining research about cognitive conflict instruction should be carried out.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구 내용 2
• 3. 용어 정리 3
• 4. 연구의 제한점 3
• Ⅱ. 이론적 배경 5
• 1. 오개념에 관한 연구 5
• 2. 인지갈등 전략 6
• 3. 선행연구 고찰 9
• Ⅲ. 연구 방법 11
• 1. 연구 방법 및 절차 11
• 2. 연구 대상 12
• 3. 연구 자료 분석 및 처리 15
• Ⅳ. 연구 결과 및 논의 16
• 1. 질량 보존 개념에 대한 오개념 분석 16
• 2. 오개념을 바로잡기 위한 인지갈등 교수·학습 지도안 28
• 3. 질량 보존 개념에 대한 오개념 차이 분석 35
• 4. 질량 보존 개념에 대한 파지효과 차이 분석 47
• Ⅴ. 결론 및 제언 60
• 1. 결론 60
• 2. 제언 62
• 참고문헌 63
• ABSTRACT 65
• 부록 67