바람이 부는 까닭을 효과적으로 지도하기 위한 방법 연구 = A Study on Effective Teaching Method for the Reasons of the Generation of Wind

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purposes of this study were to develop teaching method for the cause of wind and to identify its effects on understanding scientific conception. To fulfill the purpose of this study, teaching method was designed to make students recognize that the temperature changes could be varied according to the object's properties by measuring various object's temperature and then learn the cause of wind through the experiment using convection box.
In order to examine the effects of this teaching method, the study selected 152 persons of 6th grade in elementary students. Before the instruction, a conceptual test was conducted to investigate students' preconceptions. Then, to understand the process of students's conceptual change, post-test and interview were conducted after the instruction. It was conducted a questionnaire and interview to investigate student's perception on this teaching method. The results obtained through this process were as below.
First, they showed low understanding of scientific concept about the cause of wind. Most students had non-response about pre-test and some students who had temperature conception couldn't also explain properly. It indicated that many elementary school students had no idea about the concept of temperature and the cause of wind.
Second, teaching method using the glass convection box is effective to understand scientific conception about the cause of wind. Contrary to wood convection box, students could observe air flow easily when they experimented with glass convection box. Besides, the temperature condition of glass convection box was similar to that of natural state.
Third, measuring various object's temperature linked with convection box experiment was useful to improve student's understanding the cause of wind. The result of measuring the temperature were allowed students to apply their knowledge in real world situations and help to understand the reason of land and sea breeze when they did experiment with glass convection box.
Fourth, student's satisfaction level about this teaching method were very high. Especially, they were satisfied with experiment using glass convection box. And student reacted positively to experiment measuring the temperature in that they could choose the object freely.
In conclusion, the teaching method measuring the temperature of the ground and surface of the water glass convection box induced positive changes to improve understanding scientific conception cause about of wind.

* keywords : the cause of wind, glass convection box, scientific conception
* A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Education.

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 ‘바람이 부는 까닭’을 효과적으로 지도하는 방법을 고안하는데 있다. 이를 위해 학생들이 온도재기 실험을 하는 과정에서 물체에 따라 온도 의 변화 정도가 다름을 인지하게 한 후, 나무 대류상자와 유리 대류상자를 활용한 실험을 통하여 대류현상이 생기는 원인을 알아보도록 수업을 구성하였다.
이러한 수업의 효과성을 알아보기 위하여 서울 소재 M초등학교 6학년 6개 학급 총 152명을 대상으로 사전·사후에 개념 검사를 실시하였다. 바람이 부는 까닭에 대한 개념 이해 정도에 따라서 4단계로 분류한 후 단계별로 연구 대상자를 무작위로 선정하여 인터뷰를 실시하였고 이를 통해 학생들의 개념변화 과정을 분석하였다. 그리고 온도재기 실험과 대류상자 실험을 활용한 수업에 대해 학생들이 어떠한 인식을 가지고 있는지 알아보기 위하여 사후 설문지 및 인터뷰를 실시하였다. 이를 통해 얻어진 본 연구의 결과는 다음과 같다.
첫째, ‘바람이 부는 까닭’에 대한 초등학생들의 사전개념을 분석한 결과 과학적 개념을 가진 학생이 많지 않은 것으로 나타났다. 무응답이거나 모른다는 응답이 가장 많았고(55.7%) 온도 개념은 있으나 자세히 설명하지 못하는 경우도 다수 존재하였다. 이는 바람에 대한 이해도가 매우 낮음을 의미한다.
둘째, 유리 대류상자를 이용하여 바람이 부는 까닭을 지도한 수업은 학생들의 과학적 이해 향상에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 기존의 나무 대류상자와는 달리 유리 대류상자는 사방이 투명하기 때문에 대류 현상을 관찰하기 쉽고, 자연 현상과 동일한 온도의 모래와 물을 사용함으로써 학생들이 온도 차이로 인해 바람이 분다는 것을 인지하는 데 효과적이었다.
셋째, 지면과 수면의 온도재기 실험결과와 연계한 대류상자 실험수업은 바람이 부는 까닭에 대한 학생들의 이해도 향상에 효과를 보였다. 학생들이 자유롭게 측정 대상과 장소를 정하여 온도변화를 측정하였고 실험 결과는 다음 차시인 대류상자 실험과 연계하여 ‘바람이 부는 까닭’을 학습할 때 해륙풍뿐만 아니라 실생활에서 부는 바람과 연결하여 확장·적용하여 이해하는데 효과가 있었다.
넷째, 수업 후 학생들의 인식을 알아보기 위해 실시한 사후 설문지와 단계별 학생들의 인터뷰 결과 단원 중 본 차시 활동의 만족도가 매우 높은 것으로 나타났다. 특히 실험의 성공률이 높았던 유리 대류상자 실험의 만족도가 가장 높았고 온도측정 실험에서는 자유롭게 다양한 지면과 수면의 온도를 측정할 수 있었던 점에서 긍정적인 반응이 있었다.
결론적으로 지면과 수면의 온도재기 실험 결과를 이용하여 대류상자 실험을 함으로써 바람이 부는 까닭을 효과적으로 지도할 수 있었다. 따라서 공기의 이동을 눈으로 쉽게 확인할 수 있는 유리 대류상자를 활용한 수업을 통해 학생들의 바람에 대한 과학적 개념 향상을 기대할 수 있을 것이다.

* 주요어 : 바람이 부는 이유, 유리 대류상자, 과학적 개념
* 본 논문은 2012년 8월 서울교육대학교 교육대학원 위원회에 제출된 교육학 석사학위 논문임.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 필요성과 목적 1
• 2. 연구문제 및 제한점 3
• Ⅱ. 이론적 배경 4
• 1. 공기의 움직임에 관한 과학적 개념 4
• 2. 공기의 움직임에 관련된 교육과정 분석 7
• 3. 선행연구 고찰 10
• Ⅲ. 연구 방법 14
• 1. 연구 대상 14
• 2. 연구 설계 15
• 3. 연구 과정 16
• 4. 바람이 부는 까닭을 위한 수업 구성 및 설계 18
• 가. 사전 실험 18
• 나. 검사지 및 활동지 제작 24
• 5. 자료 수집 및 분석 방법 28
• Ⅳ. 연구 결과 및 논의 30
• 1. 바람이 부는 까닭에 대한 학생들의 사전 개념 분석 30
• 2. 본 수업 활동 결과 분석 34
• 가. 지면과 수면의 온도 재기 34
• 나. 대류상자 44
• 3. 본 수업이 학생들의 개념 변화에 미치는 효과 57
• 가. 사후 검사 분석 결과 57
• 나. 바람이 부는 까닭에 대한 이해도 단계 분석 61
• 4. 본 수업에 대한 학생들의 인식과 반응 74
• Ⅴ. 결론 및 제언 80
• 참고문헌 82
• ABSTRACT 85
• 부 록 87
• 〔 부록 1 〕날씨의 변화에 대한 사전 검사지 87
• 〔 부록 2 〕지면과 수면의 온도측정 실험 활동지 89
• 〔 부록 3 〕나무와 유리 대류상자 실험 활동지 91
• 〔 부록 4 〕날씨의 변화에 대한 사후 검사지 93
• 〔 부록 5 〕사후 주관식 설문지 95
• 〔 부록 6 〕수업 지도안 96