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중국과 한국의 중학교 과학과 교육과정 물리 영역 비교 연구
최설매,한승기 한국물리학회 2020 새물리 Vol.70 No.8
The present study takes 2011 middle school physics curriculum standards in China and the physics field of the 2015 science curriculum standards in South Korea as the research objects, and compares the objectives of science (physics) education and the composition of middle school physics curriculum contents in the two countries. The research results are as follows: 1. In terms of science (physics) education goals, both countries aim to improve scientific literacy, aiming to cultivate students’ inquiry ability and innovative consciousness on practical issues in nature and life; The curriculum standards in China stress learning basic physics, basic skills, and research method, while the curriculum standards in South Korea stress understanding the core concepts of science. 2. In terms of the content of middle school physics courses, in a quantitative comparison of the breadth and the depth of the content standards, we found that the middle school physics courses in China are more extensive than those of South Korea, but not as deep than those of South Korea. This result reflects the fact that science education in South Korea does not focus on the quantity of knowledge, but on the development of science core competence by learning an appropriate number of science core concepts. The results of this study provide references for the revision of middle school physics curriculum standards and the development of teaching materials in the future, as sell as useful enlightenment for the further improvement of middle school physics education. 본 연구는 중국의 2011년 중학교 물리 교육과정 표준과 한국의 2015 개정 과학과 교육과정의 물리영역을 연구 대상으로 하여 양국의 과학 (물리) 교육의 목표와 과학교육의 물리 영역 내용 구성을 정량적으로 비교 분석하였는데 주요 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 과학(물리)교육의 목표에서 양국 모두자연 현상 및 일상생활의 문제를 과학적으로 탐구하고 창의적으로 해결하기 위한 과학적 소양을 기르는것을 과학 (물리) 교육의 목표로 하는 공통점이 있으나 중국은 물리 기초지식, 기본 기능과 연구 방법을배우는 것을 강조하고, 한국은 과학 핵심 개념을 이해하는 것을 강조하는 차이가 있다. 둘째, 중학교 물리영역 내용 구성의 범위(breadth)와 수준(depth)을 정량적 비교하였을 때, 중국 중학교 물리교육과정의학습 내용의 범위가 한국보다 더 넓은 반면, 수준은 더 낮은 것으로 드러났다. 이는 한국의 과학교육이지식의 양보다는 적절한 과학 핵심 지식을 배우는 과정을 통해 과학 핵심 역량의 함양을 육성하는 것을강조하고 있음을 반영하고 있다. 이 연구의 결과는 중학교 물리교육의 개선점과 시사점을 모색하여 향후중학교 물리 교육과정 개정과 교과서 개발에 필요한 정보를 제공하고, 중학교 물리 교육과정의 실행에유용한 시사점을 제안한다.
김완선,김은진,김성원 한국물리학회 2013 새물리 Vol.63 No.4
Fundamental physical constants are very important for the study of and the research in physics. However, their importances have not been considered in physics education for a long time. In this paper,to investigate gifted-students' perceptions of fundamental physical constants quantitatively, we improved the inventory and applied it to 263 gifted students in physics, who participated in the summer camp of the Korea Physics Olympiad (KPhO) 2011. The new inventory was developed for 10 constants, with six information dimensions for each constant. The six dimensions are as follows: significant digit,order of magnitude, unit, dimension, experiment or related history,and physical meaning. Among the fundamental physical constants, the speed of light and Avogadro's number were the most highly perceived constants while Rydburg's constant was the lowest. In the analysis of the correlations among the dimensions, significant digit was highly correlated with order of magnitude, and dimension was correlated with unit except for the elementary charge ($e$) and Aavogadro's constant ($N_A$). Experiment or related history was not correlated with any of the other dimensions. We conclude that gifted students merely consider a fundamental physical constant to be a tool or a constant to solve physics problems. 물리학에서 기본 물리 상수는 매우 중요한 역할을 하고 있으나,교육현장에서는 오랜 시간 동안 그 중요성이 간과되고 있는 실정이다. 본연구에서는 물리 영재 학생들의 기본 물리 상수에 대한 인식 수준에대하여 보다 정량적인 분석을 수행하여 인식 수준의 특성을 이해하고자하였다. 연구대상은 2011년 한국 물리 올림피아드 여름학교 일반물리온라인 수업을 이수한 물리 영재학생들로서, 서울지역의 263명의학생들이 참여하였다. 기본 물리 상수는 선행연구에서 채택된 `진공 중광속'을 비롯한 10개의 물리 상수이며, 이들 각각에 대해 6개의 구성요소(수치, 크기, 단위, 차원, 탄생배경 및 측정실험, 그리고 물리적 의미)를정의하여 검사 도구를 개발하였다. SPSS 분석을 통하여 학생들은 기본물리 상수 중에서 `진공 중 광속'과 `아보가드로의 수'에 대한 인식수준이 가장 높고, `리드베리 상수'에 대한 인식 수준이 가장 낮은것으로 나타났다. 또한 상관관계 분석 결과에 의하면 물리 상수의 수치와크기와는 대체적으로 강한 상관을 보였으며, 단위와 차원 간의 상관은기본 전하량 ($e$)과 아보가드로의 수 ($N_A$)를 제외하고는 대체적으로보통 정도의 상관을 보였다. `탄생배경 및 측정실험'과 물리 상수의나머지 구성요소들 간의 상관관계 분석 결과에 의하면, 학생들의 기본물리 상수에 대한 인식에 배경지식의 유무가 크게 상관이 있지 않는다는것을 유추할 수 있다. 이는 대다수의 학생들은 기본 물리 상수를 단지문제풀이나 계산과정에서 필요한 도구로만 인식하고 있기 때문이라고간주된다.
한국 및 일본 과학과 교육과정의 고등학교 물리 영역 비교
강남화,유숙정,이은경 한국물리학회 2017 새물리 Vol.67 No.8
The curricula in schools change in order to reflect changes in society. Korea has a new curriculum that emphasizes education for competency. New textbooks are currently being developed to implement the curriculum in schools. This study compared the aims, contents and emphases of Korean and Japanese high school physics curricula. Physics textbooks were also analyzed in terms of how the curricula were represented. The results showed that the Korean physics curriculum emphasizes recent developments in physics-related technologies and connections between physics and everyday life. On the other hand, the Japanese physics curriculum emphasizes an understanding of the concepts. Japanese physics textbooks demonstrated the country's curriculum emphasis, which was exemplified in the topic of electromagnetic wave transfer. These findings provide both a way of understanding the characteristics of Korean physics curriculum by way of comparing it with that of another country and a basis for Korean physics curriculum implementation, as well as topics for further discussion on physics curriculum revision. 급변하는 사회의 요구에 발맞추어 한국에서는 내년부터 역량 함양을 중심으로 하는 2015 개정교육과정이 시행된다. 이 연구에서는 한국과 일본의 물리 교육 과정과 교과서를 목표, 내용 및 주안점 측면에서 비교하였다. 한국의 2015개정 물리 교육과정과 이에 해당하는 일본의 이과 지도요령을 비교, 분석하였으며, 물리 교과서가 교육과정을 전개한 방식을 비교, 분석하였다. 분석 결과 한국의 물리 교육과정은 첨단 과학 기술과 실생활의 연계를 강조하는 반면, 일본의 물리 교육과정은 기본 개념을 강조하는 것으로 드러났다. 이러한 교육과정의 주안점이 교과서에 명확하게 드러나는 것을 확인하고, 그 예로 파동 단원의 전자기파의 발생 부분의 분석을 제시한다. 이 연구의 결과는 다른 나라의 물리 교육과정 및 교과서를 고찰함으로써 한국의 물리 교육과정의 특성을 이해하고, 물리 교육과정 실행 및 추후로 진행될 개정에 대한 논의 주제를 제시한다.
예비 물리교사들의 양자 현상에 대한 개념 이해의 분포와 특성 분석
임성민 한국물리학회 2021 새물리 Vol.71 No.3
We analyzed the distribution and the characteristics of pre-service physics teachers’ conception on quantum phenomena. For this, we investigated 160 pre-service teachers’ conceptions for various ideas on quantum phenomena known from previous literatures, and analyzed their responses using cluster analysis and multi-dimensional scaling. We found that pre-service teachers’ conceptions on quantum phenomena could be categorized as ‘quasi-quantum’, ‘mixed’, ‘indeterministic’, and ‘mechanistic’ views. These can be mapped in a plane with ‘duality’ and ‘uncertainty’ axes. According to the distribution of their conceptions, pre-service physics teachers can be clustered into 3 groups such as ‘confused view’, ‘modern view’, and ‘mixed convincing’ in order of population. The distribution of the groups is significantly related to pre-service physics teachers’ grade, gender, and the taking quantum physics courses in college. The result shows the diversity and juxtaposition of conceptions on quantum phenomena, and suggests an orientation for teaching and learning quantum physics in the education of physics teachers. 이 연구에서는 예비 물리교사들이 양자 현상에 대해 갖고 있는 생각들의 군집과 그 특성을 살펴보았다. 이를 위해 예비 물리교사 160명을 대상으로 선행 연구에서 이미 밝혀진 양자 현상에 대한 다양한 관념들에대한 그들의 생각을 조사하였으며, 응답 결과를 군집분석과 다차원 척도법을 적용하여 분석하였다. 연구결과, 첫째 예비 물리교사들의 양자 현상에 대한 개념 이해는 ‘준양자론 관점’, ‘혼합 관점’, ‘비결정론관점’, ‘기계론 관점’ 등 4개의 개념 군집으로 분류될 수 있으며, 개념 군집의 분포는 ‘이중성’과 ‘불확실성’ 을 차원으로 갖는 2차원 공간에 지도화할 수 있다. 둘째, 예비 물리교사들은 자신의 개념 이해 군집에따라 ‘현대적 이해’, ‘혼재된 확신’, ‘혼동 이해’ 집단으로 구분할 수 있다. 혼동 이해 집단이 가장 큰 비중을차지하며, 현대적 이해와 혼재된 확신 집단이 뒤를 잇는다. 셋째, 양자 현상에 대한 개념 이해 군집에 따라구분한 예비 물리교사들의 집단 분포는 학년, 성별, 대학에서의 양자물리학 관련 과목 이수 정도에 따라유의한 차이를 보인다. 이 연구 결과는 양자물리학 개념 이해 분포의 다양성 및 서로 상충되는 개념 이해의병치 가능성을 드러내었으며, 이는 물리 교사교육에서 양자물리학 교수학습 방향에 대한 시사점을 제공한다.
공동생성적 대화 (Cogenerative Dialogue)를 활용한 대학 물리실험교육 개선의 실천사례와 의의
김홍정,임성민 한국물리학회 2013 새물리 Vol.63 No.3
In this study, we introduced the cogenerative dialogue based on the integrative research framework in a socio-cultural approach to improve experimental physics education in college. Also, we exemplified and analyzed experimental physics education in college by using the cogenerative dialogue between instructors and learners. As a result, we found that the students' learned structure for solving physics problems through calculations was the major cause of their low achievements in physics experiments. After we implemented the solutions from cogenerative dialogue, much improvement in students' achievements, including inquiry skills, performance ability in experiments, reflective inquiry and so on, was observed. This shows that the cogenerative dialogue can be a meaningful improvement as a methodology and an educational praxis. 이 연구에서는 대학 물리실험교육의 개선을 위해 물리교수 또는과학교수와 학습의 통합적 실천 방략인 공동생성적 대화의 이론적 배경과실행과정을 소개한다. 또한, 탐구기반 물리실험수업 맥락에서 교수자와학습자의 공동생성적 대화를 적용한 사례를 살펴보고, 문화이론으로분석하였다. 이를 위해 전공물리 실험수업을 어려워하는 여학생 5명을대상으로 「실험수업-공동생성적 대화-해결책 실천」의 과정을 거쳤다. 그 결과, 실험수업 초반에 학생들의 낮은 성취는 물리문제를 수식으로풀어 나가는 학생들의 기존 물리학습 구조에 기인함을 알 수 있었다. 또한, 공동생성적 대화를 통해 교수자와 학습자가 함께 만든 해결책들을전공물리 실험수업에 적용함으로써 낮은 성취도를 보였던 학생들의탐구능력, 실험수행, 반성적 탐구능력 등이 향상되었다. 이를 통해공동생성적 대화는 사회문화적인 접근으로 대학 물리실험교육에서학습자와 함께 실험교육을 개선하는 연구방법이면서 교육실천으로 제안될수 있다.