뜨고 가라앉는 현상에 관련된 과학영재 교육프로그램이 영재학생들에게 미치는 효과 분석 = The Analysis of Science Gifted Education Program Effects Related to Floating & Sinking Phenomena

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We developed science gifted education program related to the phenomena of floating and sinking phenomena, and analyzed the effects of this study. The concept of buoyancy force was represented as phenomena in the elementary school level science, and the concept of density was represented as formula calculation in middle school level science to explain floating and sinking materials. But the two concepts were not connected with each other in the textbooks. The subjects were 20 students of a science gifted class at a middle school located in Province. We surveyed their logic of proportion, the level of cognition, and the level of achievement before the instruction. And the conception test related to the floating and sinking phenomena was enforced before and after the instruction for identification of conception change. The problem solving ability test in a new situation and the students’ thought test related to the particle model carried out after the instruction, also. The education program was developed as a learning cycle and a discussion learning for understanding the relation between the buoyancy force and a volume, the density and a buoyancy force by students’ inquiry activity. As results, most of the students promoted understanding of the floating and sinking phenomena and changed the thoughts of particle model as polished viewpoint.

국문 초록 (Abstract)

이 연구에서는 뜨고 가라앉는 현상과 관련된 영재교육프로그램을 개발하고, 프로그램의 효과를 알아보았다. 초등학교 과학에서는 현상 수준으로 부력의 개념을, 중학교에서는 공식 계산의 수준으로 밀도의 개념을 제시하여 물체의 뜨고 가라앉음을 설명하였으나, 이 두 개념을 연결 짓는 내용은 교과서에 제시하지 않았다. 연구 대상은 경기도 한 중학교의 영재학급 학생 20명이었으며, 수업 전에 이들의 비례논리, 인지수준, 학업성취수준을 알아보았다. 그리고 수업 전에 뜨고 가라앉는 현상에 관련된 개념 검사지를 투입하고 개념 변화를 알아보았다. 또한 새로운 상황에서의 문제 해결력을 알아보는 검사지와 입자모형에 대한 인식을 알아보는 검사지를 사후에 투입하였다. 개발한 영재교육 프로그램은 순환학습과 토론학습 형태로 학생들의 탐구활동을 통해 부력과 부피의 관계, 밀도와 부력의 관계 등을 이해할 수 있도록 구성하였다. 연구 결과,대부분의 경우 학생들의 배경 변인과 상관없이 뜨고 가라앉는 현상에 대한 이해도가 높아졌으며, 입자 모형에 대한 인식도 세련된 관점으로 변화하였다.

참고문헌 (Reference)

1 김태서, "한국 영재교육의 발전과정 : 1970~2006" 단국대학교 대학원 2007

2 홍준의, "학생의 인지수준과 순환학습이 ‘삼투’개념의 이해에 미치는 효과" 26 (26): 29-30, 1998

3 강석진, "토론 과정에서의 사회적 합의 형성을 강조한 개념 학습 전략의 효과" 20 (20): 250-261, 2000

4 권치순, "초등과학 영재 캠프 프로그램의 개발 및 적용" 한국초등과학교육학회 25 (25): 522-531, 2007

5 백성혜, "창의성을 기르기 위한 과학교수전략" 2011

6 심규철, "지역 영재교육원 과학영재교육 담당 교사의 영재교육에 대한 인식 조사" 한국생물교육학회 34 (34): 479-484, 2006

7 李寬玉, "중학생의 수면 변위,무게와 질량,밀도의 개념 형성에 관한 연구 : 중학교 1학년 학생을 중심으로" 서울大學校 大學院 1990

8 류왕선, "중등과학영재교육에서의 창의적 문제해결력 프로그램 개발과 평가에 관한 연구" 26 (26): 67-90, 2005

9 한국교육개발원, "제7기 영재교육 교원 기초연구 결과보고서" 2006

10 김경미, "완본과 축소본 GALT의 비교연구" 韓國敎員大學校 大學院 1999

11 김주훈, "영재를 위한 심화학습 프로그램 개발 연구" 한국교육개발원 1996

12 서홍철, "수압과 부력 개념에 관한 고등학생들의 응답 특성" 한국교원대학교 교육대학원 2004

13 신효성, "부력과 밀도 개념을 포함하는 복합문제 상황에서 고등학생과 대학생의 문제해결수준 변화 분석" 이화여자대학교 대학원 2006

14 최병순, "밀도개념과 밀도개념에 관련된 INRC 군 변환 능력의 형성에 미치는 순환학습의 효과" 12 (12): 31-42, 1992

15 박재원, "물속에서의 무게와 압력에 대한 초등 교사의 교수 내용 지식 분석" 한국초등과학교육학회 26 (26): 216-225, 2007

16 정현철, "문제중심 학습모형, 영재심화연수 자료"

17 이인호, "렌즈를 지나는 빛의 경로 학습에서 기본 개념을 강화한 초등 과학 영재 수업의 효과" 한국초등과학교육학회 25 (25): 548-555, 2007

18 안승걸, "단일개념상황과 복합개념상황에서 학생들의 문제해결 능력" 한국교원대학교 교육대학원 2003

19 노태희, "과학의 본성에 대한 초등학생들의 견해" 한국과학교육학회 22 (22): 882-891, 2002

20 최원호, "과학영재를 위한 과학캠프의 자료와 활동의 평가준거 개발" 국제과학영재교육학회 1 (1): 1-10, 2007

21 최돈형, "과학영재교육센터 평가기준 개발" 11 (11): 59-85, 2001

22 강경희, "과학영재교육 관련 국내 연구 동향" 한국과학교육학회 30 (30): 54-67, 2010

23 이재복, "과학영재 프로그램 개발 및 적용-PEPC모델을 적용한 회절무늬의 규칙성 찾기" 2 (2): 61-75, 2010

24 안정숙, "과학 영재 교육에서 초임 영재 담당 교사의 수업 특성" 서울대학교 대학원 2005

25 강석진, "과학 개념 학습에서 협동적 소집단 토론의 효과" 22 (22): 93-101, 2001

26 전선애, "고등학교 자연계 학생들의 화학 오개념에 대한 연구" 연세대학교 교육대학원 2001

27 Dentici. O. A., "Understanding floating : A study of children aged between six and eight year" 6 (6): 235-243, 1984

28 Renner, J. W., "Understanding and misunderstanding of eighth grades of four physics concepts found in textbook" 27 (27): 35-54, 1990

29 Giere, Ronald N., "Understanding Scientific Reasoning(3rd ed.)" Harcourt Brace Jovanovich 1991

30 Lawson, A. E., "The rejection of nonscienctific beliefs as a function of instruction and reasoning ability" 1989

31 Inhelder, B., "The growth of logical thinking" Routledge & Kegan Paul Ltd 1958

32 Robertson, W. W., "The development of some physical science concepts in secondary school students" 12 (12): 319-329, 1975

33 Piaget, J., "The child’s conception of the world" Paladin 1973

34 Shepherd, D. L., "Student understanding & Misunderstanding of state of matter & Density changes" 82 (82): 640-665, 1982

35 이종단, "Science Reasoning Task Ⅱ와 Science reasoning task Ⅲ의 상관 연구" 한국교원대학교 교육대학원 2001

36 Johnson, P., "Progression in children’s understanding of a ‘basic’ particle theory : a longitudinal study" 20 : 393-412, 1998

37 Solano-Flores, G., "On the Development and scoring of classification and observation science performance assessments"

38 Havu-Nuutinen, S., "Examining young children’s conceptual change process in floating and sinking from a social constructivist perspective" 27 (27): 259-279, 2005

39 Ardac, D., "Effectiveness of Multimedia-based instruction that empasizes molecular representations on students’ understanding of chemical change" 41 : 317-337, 2004

40 Davis, G. A., "Education of the gifted and talented(5th ed. )" Allyn & Bacon 2004

41 Driver, R., "Constructivist approaches to science teaching, In Constructivism in education" Lawrence Erlbaum Associates, Inc 385-400, 1995

42 She, Hsiao-Ching, "Concepts of a higher hierarchical level require more dual situated learning events for conceptual change : A Study of Air Pressure and Buoyancy" 24 (24): 981-996, 2002

43 Halford, G. S., "Children’s concepts of volume and flotation" 22 (22): 218-222, 1986

44 Gennaro, E. D., "Assessing junior high student’s understanding of density and solubility" 81 : 399-404, 1981

45 Smith, C., "A case study of the development of size, weight and density" 21 (21): 177-237, 1984

46 Novak, J. D., "A Theory of education" Cornell University press 71-93, 1977

47 최미화, "'Thinking Science' 활동이 중학생의 인지 가속에 미치는 효과 및 인지 수준과 동기 유형에 따른 'Thinking Science'문제 해결 과정 분석" 한국교원대학교 대학원 2002