인지갈등이론을 통한 과학교육 오개념 해결을 위한 시스템 설계 및 구현 = Design and implementation for the solution system of scientific misconception using the cognitive conflict theory

국문 초록 (Abstract)

과학교육현장에서 교사가 동일한 학습주제와 내용을 수업하여도 학습자마다 이를 이해하여 내면화, 구조화하는 학습내용은 서로 다른 경우가 많다. 이것은 학습자가 수업에 들어가기 전에 이미 각자의 경험을 통해서 그들의 학습주제와 관련된 개념, 즉 선개념을 가지게 되고 이러한 선개념 중에서도 형식적인 학습에 의해 과학자적인 지식으로 대체되지 못하는 개념인 오개념으로 이러한 오류가 발생하는 것이다.
본 논문은 이러한 학습자들이 가질 수 있는 오개념을 웹 사이트 상에서 자기 스스로 판단하고 학습한 결과를 직접 확인하여 학업성취도를 즉시 파악할 수 있으며 오개념 수치도 알게 되어 학습오류에 대한 즉각적이고 구체적인 교정이 가해지면 올바른 개념의 형성과 향상된 학업성취도를 기대할 수 있다.
본 연구로 설계 및 구현된 오개념 해결시스템을 통하여 학습자가 습득한 많은 과학적 개념들에 대해 어느 정도 정확한 개념을 가지고 있는지, 또한 프로그램화된 학습과정을 통하여 초기의 학습자 오개념을 교정하여 변화된 학업성취 정도를 실시간으로 확인할 수 있다.
또한 교사들도 교수활동에 임하기 전에 오개념 유형 화면을 통하여 과학교육(물리, 화학, 생물, 지학)에서의 여러 가지 오개념 유형을 확인함으로써 학생들이 잘못 이해하기 쉬운 부분을 파악하여 좀 더 밀도 있는 수업의 운영으로 교수활동의 질이 향상 되리라 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

On the way of the science education, we often find the fact that each learner has one's own individuation to teachers' same themes and educational contents. It has been based on the misconceptions of the learners. Before starting the formal and regular learning, each learner has a pre-conception according to the learning point that has been got through the experience. Among the pre-conceptions, we call it a misconception, one of the conceptions which can not be replaced by the scientific knowledge from the formal and regular learning.
This thesis tried to makes it possible to check and understand each learners' learning achievement, inspecting the misconception index number as well as the solution index number with the self-check to learners' misconceptions on the Web. By the immediate and concrete corrections to the misunderstanding during learners' learning, we can expect the forming of accurate conceptions and increased learning completion rates.
With the misconception solution system which can be designed and implemented, freely at any time, teachers and learners can check how well learners understand accurate conceptions of the science learning and how much learners complete their lessons according to the correction of learner's misconceptions by the learning way of the programed learning courses.
To the teachers this thesis indicate the way that they can check the examples of the misconceptions that show the various types of the science education-Physics, Chemistry, Biology and Earth Science. Before starting the school lessons teachers can understand learners' misconception types and correct their teaching ways and educational contents to treat learners' misunderstood points. It can make teachers' teaching way more effective and valuable.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = ⅰ
• 표목차 = ⅳ
• 그림목차 = ⅴ
• 論文要約 = ⅶ
• Ⅰ 서론 = 1
• 1.1 연구의 필요성 및 목적 = 1
• 1.2 연구 내용 및 방법 = 2
• 1.3 연구의 제한점 = 3
• Ⅱ 이론적 배경 = 4
• 2.1. 교수-학습 이론 = 4
• 2.1.1 개념과 과학지식의 변화에 관한 이론 = 4
• 2.2 포퍼의 반증설 = 6
• 2.3 토마스 쿤의 과학혁명 이론 = 7
• 2.4 구성주의 학습이론 = 8
• 2.5 피아제의 지능발달 이론 = 9
• 2.6 오수벨의 유의미 학습이론 = 11
• 2.6.1 유의미 학습에서의 인지과정 = 12
• 2.7 개념 변화 이론 = 14
• 2.7.1 Gilbert, Osborne, Fensham의 견해 = 14
• 2.8 과학 오개념 = 16
• 2.8.1 오개념의 의미 = 16
• 2.8.2 오개념 형성의 원인 = 17
• 2.9 구현기술 = 19
• 2.9.1 ActiveX 기술 = 19
• 2.9.2 ASP = 20
• 2.9.3 Dynamic HTML = 21
• 2.9.4 XML = 23
• Ⅲ 설계 = 25
• 3.1 설계의 기본방향 = 25
• 3.2 학습내용 선정 = 25
• 3.3 학습 과정 설계 = 26
• 3.3.1 개발 환경 = 26
• 3.3.2 WBI의 설계 = 27
• Ⅳ 구현 = 28
• 4.1 메인화면 구현 = 28
• 4.2 오개념 유형 구현 = 29
• 4.3 개념테스트 구현 = 30
• 4.4 평가결과 구현 = 32
• 4.5 학습목표 구현 = 34
• 4.6 학습내용 구현 = 36
• 4.7 탐구 구현 = 39
• 4.8 알아보기 구현 = 41
• 4.9 확인하기 구현 = 43
• Ⅴ 결론 및 제언 = 45
• 참고문헌 = 47
• ABSTRACT = 49
• 부록 = 51