열의 이동에 대한 초등학생들의 개념 변화 연구 = (The) Study on conceptual change of heat transfer in the elementary school students

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 초등학교 4학년 학생들이 열에 대한 선개념 유형과 실험 활동 중심의 수업을 통한 개념 변화의 정도 그리고 개념 변화의 원인을 알아보는 것이다
한 학급 40명을 대상으로 질문지법과 면담법을 병행하였으며 수업은 개념 변화 수업 모형을 바탕으로 하여 실험 중심의 6차시 분량으로 구성하였다. 결과 분석 방법은 과학적 용어의 사용과 과학자적 개념의 근접성을 근거로 하여 유형별로 나누어 분석하였으며 연구 결과는 다음과 같다.
첫째, 열과 온도에 대한 선개념으로 학생들은 열은 ‘따뜻함’을, 온도는 ‘차고 따뜻한 것’이 라고 알고 있으며 열과 온도를 구분하지 않고 사용하고 있었다. 수업 과정에서 열과 온도에 대한 정의를 내리지는 않았지만 열의 이동과 관련한 학습으로 열과 온도를 구분하는 학생들이 많아졌으나 열과 온도를 과학적으로 정의하는 학생들은 30%정도에 불과하였다.
둘째, 수업 과정과 사후 검사에서 대부분의 학생들은 고체에서의 열의 이동을 과학자적 개념과 가깝게 설명하고 있어 전도 개념을 친숙하게 받아들이고 있음을 알 수 있었다.
셋째, 물질에 따른 열의 이동 속도에 대한 선개념으로 학생들은 물질에 따라 열이 더 잘 이동하는 것이 있고 느리게 이동하는 것이 있음을 경험에서 알고 있었으나 어느 물질이 더 빨리 이동하는 지는 실험을 통해 확고하게 알게 되었음을 알 수 있었다.
넷째, 사전 개념 검사에서 물, 공기에서의 열의 이동(대류)에 대하여 오개념을 많이 가지고 있었다. 수업 과정에서 다양한 실험과 일상생활과 관련한 질문을 통하여 많은 학생들의 선개념이 과학자적 개념으로 변화되었음을 알 수 있었다.
다섯째, 공기에서는 대류뿐만 아니라 복사로도 열이 이동하는데 학생들은 열의 세 가지 이동 방법 중 복사개념을 가장 잘 이해하고 있으며 오랫동안 유지함을 알 수 있었다.
여섯째, 단열에 대하여 수업 전에 대다수의 학생들은 스티로폼의 보온 효과를 알고 있었으며 외부와의 열을 막아줌으로써 내부에는 온도 변화가 거의 없음을 인식하고 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The goal of this study is to analyze level and factor on the conceptual changes in class on experimental activities and to analyze pre-conceptual types under the 4th grade in elementary students.
Objects for experiment are forty students. In this study, type of answers is classified in three using qualitative analysis. The criteria are following; whether scientific terms are used or not, and whether conception that they have is scientific or not.
The results are following.
First, most of students think that heat is 'warm' and temperature is 'cool or warm', and they confuse conceptions between heat and temperature before learning.
Second, students understand heat transfer in the solid as a scientific conception after learning.
Third, students know that heat transfer depends on matter's kind. After experimental activity, they can distinct speed of heat transfer in each matter.
Fourth, most of students have misconception about heat transfer in water or air. It shows that they cannot understand convection of matter. Some procedures of experiments and questions related with living life are carried out. After procedure, most of students obtains correct conception of convection.
Fifth, students get the conception of radiation in well, and they keep conception in their mind for a long time.
Sixth, students know that styrofoam conserves heat, and there is no change in temperature when it obstructs heat transfer.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 표 목차 = vii
• 그림 목차 = ix
• 논문요약 = x
• I. 서론 = 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 = 1
• 2. 연구 문제와 제한점 = 2
• II. 이론적 배경 = 3
• 1. 국내외 선행 연구 고찰 = 3
• 2. 개념 변화를 위한 교수모형 = 6
• 3. 오개념 형성 원인과 개념 변화 이론 = 8
• III. 연구 방법 및 절차 = 12
• 1. 연구 대상 = 12
• 2. 연구 절차 = 13
• 3. 연구 주제의 교과서 분석 = 15
• 4. 연구 방법 = 19
• 5. 수업의 진행 과정 = 19
• 6. 결과의 분석 방법 = 25
• IV. 연구 결과 및 분석 = 26
• 1. 수업 전 열에 대한 학생들의 선개념 유형 = 26
• 2. 수업 과정에서 나타난 개념 변화 유형 = 44
• 3. 수업 후 개념 변화 유형 = 50
• V. 결론 및 제언 = 73
• 1. 결론 = 73
• 2. 제언 = 76
• 참고문헌 = 78
• <부록 1>사전 검사지 = 81
• <부록 2>사후 검사지 = 83
• <부록 3>열과 온도에 대한 사전, 사후 검사지 = 85
• ABSTRACT = 86