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배철훈 금오공과대학교 교육대학원 2008 국내석사
중학생들의 힘 단원에 대한 오개념 연구 배 철 훈 금오공과대학교 교육대학원 과학교육전공 국문초록 과학 교육에 있어 중요한 일 중 하나는 학생들이 가진 선개념을 과학자적 개념으로 변화시키는 것이다. 학생들은 과학수업을 받기 이전부터 나름대로의 개념을 가지고 있으며 이러한 선개념들이 앞으로의 학습을 방해하는 요인으로 작용하거나 학습을 통해 오개념이 더욱 견고해지기도 한다. 따라서 과학 교사들은 자신이 가르치는 학생들의 오개념 유형 및 생성원인을 정확히 파악하고 이를 극복할 수 있는 학습방법을 개발해 학생들이 가진 오개념을 과학자적 개념으로 바꾸는 노력이 필요하다. 본 연구는 중학생들이 경험적으로 또는 초등학교 과정을 학습하면서 형성된 선개념을 조사하고 이를 유형별로 분류함으로써 앞으로의 과학수업 방법을 모색하기 위한 것이다. 학생들이 중학교 과정의 힘 단원을 학습하기 전에 설문을 실시해 분석한 결과 물체에 힘이 작용한다는 것은 알고 있지만 어떤 종류의 힘이 어떻게 작용되는지에 대해서는 구체적으로 알지 못하는 것으로 확인되었다. 운동하고 있는 물체에 작용하는 힘보다는 정지하고 있는 물체에 작용된 힘에 대해 상대적으로 높은 정답률을 보였으나 정지하고 있는 물체 사이에 작용하는 작용-반작용력에 대해서는 질량이 큰 물체가 무겁기 때문에 쉽게 움직이지 않는다거나 질량이 큰 물체가 더 큰 힘을 작용할 것이라는 선개념을 가진 것으로 조사되었다. 학생들이 가장 많은 오답률을 보인 운동하는 물체에 작용하는 힘에 대한 질문에서는 학생들이 힘과 운동의 개념을 혼동하는 것으로 확인되었다. 즉, 물체가 운동하기 위해서는 힘이 꼭 필요하며, 이 때의 힘은 운동방향으로 작용해야 한다는 것이다. 이상에서 밝힌 것처럼 학생들은 힘에 대해 많은 오개념을 가지고 있으며, 학생들의 오개념을 변화시키기 위해서는 오개념의 유형 및 생성 원인을 면밀히 분석하고, 오개념을 극복하기 위한 수업설계를 통해 내적 인지갈등을 유발시킴으로써 과학적 개념으로 변화시키는 교수-학습 전략이 필요할 것이다
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배철훈 University of Tokyo 1990 해외박사
새로운 에너지의 개발도 중요하지만, 불필요하게 낭비되어지고 있는폐에너지의 유효이용은 미 래의 사활을 거는 중요한 과제로서, 본 연구에서는熱에너지를 직접 電氣에너지로 변환시키는 熱幀諦汰渶掃�세라믹스를응용함으로써, 에너지 문제해결에 기여하는 것을 목표로 하여, 다공질 SiC스의 정밀한 미세구조제어와 열전변환효율의 상관관계를 제시하였다. 출발원료로 α 및 β-SiC 분용하여, 소결조건 및 첨가물의 영향을조사하였고, β상으로부터 α상에의 상전이, 입경, 입자간을纘�적층결함 등이 熱電變換能에 미치는 영향을 이론적으로 규명하였으며, 더나아가 미세구조의제어를 위하여 화학기상합성법(CVD)을 이용하여中空狀 SiC 미립자를 합성하였고, 합성시의 반응졀愾�및 中空狀 입자의生成機構를 규명하였다. 도전율의 온도의존성은 그다지 크기 않았으며,소�000˚C까지의 N의 고용량의 증가에 따른 캐리어농도의 증가에 의해,소결온도 상승과 함께 도전육′臼느립� 2100˚C에서 소결한 경우에는도전율이 감소하는 경향이 보였다. 그 원인은 β상의 S리어의이동속도가 느린 α상으로 상전이되었기 때문으로 사료되며, 도전율에 미치는인자로써 입응微@�연결상태 또한 큰 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 질소의 고용에 의해 Seebeck계수는 -의나타내었으며, 소결온도가 높으면높을수록 그 절대치가 증가하였다. 그 원인은, TEM 및 HREM의 �소결온도의 상승에 따라 입성장과 함께 입내의 적층결함이 감소하여,결과적으로 phonon의 평균�L*)을 증가시켜, |αp|=L*S/μT(S;phonon의 평균속도, μ;캐리어의 이동도, T;절대온도)의 해,Seebeck계수의 절대치가 증가한 것으로 사료된다. Laser Flash법으로 측정한열전도도를 비교� 사료의 대부분이 상대밀도 55% 정도이어서,소결온도의 변화에 따른 열전도도의 변화는 보이지 나, 치밀한 소결체의열전도도의 1/10 정도로 낮은 값을 나타내었다. 특히, CVD법으로 합성한 hol분말의 소결체로는 1/50까지 저하되는 결과를 얻었다. 최종적으로 n형β-SiC의 열전변환효율을 풉�위해서, 다공질화에 의해 열전도율을저하시키고, 입성장에 의해 적층결함의 밀도를 저하시켜 k계수의절대치를 증가시킨다. 또, β상으로부터 α상으로의 상전이를 억제시키면서,입자와 입자을纘쨍�향상시켜 도전율을 증가시키고, Powerfactor(σα²) 의 최대화를 위해 적절한 물질의 do의한 캐리어 농도의제어가 필수적이라는 결론을 제시하였다.
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