과학영재들의 물체에 작용하는 힘에 대한 이해 및 힘을 표현한 화살표의 유형 분석 = Understanding of Science-Gifted Students about Forces the Acting on Objects and the Types of Arrows Representing Those Forces

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This research surveyed the understanding of forces by making science-gifted students in a university affiliated science-gifted education center for secondary school students and in a science high school express forces acting on objects as arrows. The types of arrows used to represent the forces acting on objects and the relations used to translate forces acting on objects reaction force,external force, and net force as arrows were analyzed. The resalts were classified according to the direction of action the force;horizontal or vertical, the number of objects one or two, and the way in which the force acted, to one side or to both sides. The results showed that science-gifted students understood external forces and net forces better than forces acting on objects and their reactions. In addition, a few students drew a point of action on different lines or expressed only the action. Finally, based on the results of our study, we discuss possible educational implications for teaching the concept of force.

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 대학 과학영재교육원 중등 과학영재와 과학 고등학교과학영재들을 대상으로 물체에 작용하는 힘을 화살표로 표현하도록 하여힘에 대한 이해를 조사하였다. 연구내용은 물체에 작용하는 힘과 반작용,외력, 알짜힘을 화살표로 나타내도록 하여, 물체에 작용된 힘에 대한이해 및 힘의 관계를 표현한 화살표의 유형분석으로 하였다. 수평과연직에 대한 힘의 작용 방향, 하나 또는 둘인 물체의 수, 한쪽 또는양쪽으로 힘이 물체에 작용하는 경우로 나누어 조사하였다. 연구결과과학영재들은 외력, 알짜힘에 대한 이해 보다 물체에 작용하는 힘과 그반작용에 대한 이해가 부족하며, 힘을 표현한 화살표의 유형은 작용점을동일 선상에 그리지 않거나, 작용만 화살표로 나타내는 유형이 많은것으로 나타났다. 끝으로 이 연구 결과들을 통해서, 힘 개념 교수에 대한교육적 함의를 논의하였다.

참고문헌 (Reference)

1 A. C. Alonzo, 93 : 389-, 2009

2 K. M. Edens, 103 : 135-, 2003

3 A. F. Heckler, 32 : 1829-, 2010

4 Y. W. Song, 14 : 103-, 2010

5 G. Ozdemir, 46 : 570-, 2009

6 T. Bryce, 27 : 737-, 2005

7 M. Suzuki, 27 : 1773-, 2005

8 J. A. Marshall, 45 : 153-, 2008

9 S. Glynn, 64 : 30-, 1997

10 김경민, "초등과학영재와 일반아동의 분류 능력 차이" 한국과학교육학회 31 (31): 709-719, 2011

11 서혜애, "초등 과학영재수업의 교수,학습실태 분석" 한국초등과학교육학회 23 (23): 219-227, 2004

12 김윤화, "지역 교육청 영재교육원 중학생들의 과학 영재 교육 프로그램에 대한 인식 조사" 한국과학교육학회 30 (30): 192-205, 2010

13 박지은, "중학생의 힘의 개념변화 사례 연구: 개념생태적 접근" 한국과학교육학회 27 (27): 595-611, 2007

14 김선경, "중학교 과학영재 담당교사의 수업전략 특징 분석" 한국과학교육학회 31 (31): 295-313, 2011

15 김재우, "중학교 과학 영재와 대학생들의 힘 개념 비교" 한국물리학회 58 (58): 403-408, 2009

16 배미정, "중등 과학영재 지도교사의 수업 전문성에 관한 사례연구" 한국과학교육학회 30 (30): 412-428, 2010

17 서동진, "운동상태에 따라 물체에 작용하는 힘에 대한 고등학생의 개념" 한국물리학회 45 (45): 109-117, 2002

18 심규철, "생물 분야 과학 영재들의 학습 양식에 대한 조사 연구" 한국생물교육학회 32 (32): 267-275, 2004

19 정수정, "물체의 운동 상태에 따른 장력의 크기에 대한 대학생들의 개념조사" 한국물리학회 58 (58): 28-35, 2009

20 전찬희, "뉴턴 역학 학습에서 대학생이 경험하는 어려움의 특징 (I) : 어려움의 내용, 원인, 해소 방안을 중심으로" 한국물리학회 55 (55): 134-142, 2007

21 이영미, "과학영재의 물리개념 이해에 관한 사고모형" 한국과학교육학회 28 (28): 796-813, 2008

22 노태희, "과학영재교육에서 초임 교사들의 PCK 측면에서의 수업 전문성에 대한 사례연구" 한국과학교육학회 31 (31): 1214-1228, 2011

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

24 박은이, "과학 영재를 대상으로 한 명시적 과학의 본성 프로그램의 효과" 한국과학교육학회 30 (30): 249-260, 2010

25 박민정, "과학 영재교육 대상자 선발방법으로써 교사 추천제 분석: 학생의 과학적 태도, 탐구력, 사고력, 문제 해결력, 창의성을 중심으로" 한국과학교육학회 28 (28): 111-119, 2008

26 이기영, "과학 영재 선발 도구로서 지필 검사의 적합성 탐색을 위한 질적 및 양적 문항 분석" 한국과학교육학회 28 (28): 32-46, 2008

27 Halliday and Resnick, "Fundamentals of Physics" John Wiley & Sons 92-, 2008