구성주의 학습모형 적용을 통한 오개념 교정에 관한 연구 = Study on Misconception Correction by the Application of Constructivism Learning Model

국문 초록 (Abstract)

과학과 교수·학습과정에서 오개념을 어떻게 과학개념으로 변화시킬 수 있는지는 매우 중요한 과제이다. 또한 학생들을 교수·학습의 능동적인 주체로 인정한다면 학생들이 기존에 가지고 있는 선개념과 그 개념이 형성되는 요인을 잘 파악하여야 할 필요가 있다.
본 연구는 초등과학과 5학년 1학기 ‘꽃’ 단원의 학습 과정에서 꽃의 구조와 기능에 관련된 오개념을 찾아내고, 초등학교 5학년을 대상으로 구성주의 학습모형을 적용한 교수·학습 과정안을 투입하여 학습 전과 학습 후에 오개념이 어떻게 변화되었는지 알아보고, 오개념 교정의 차이를 분석하는데 그 목적을 두고 연구하였으며, 알아보고자 하는 문제는 다음과 같다.
가. 초등학교 5학년 ‘꽃’ 단원에 포함되어 있는 개념들을 분석한다.
나. 설문지를 투입하여 학생들이 가지고 있는 개념을 조사한다.
다. 학습 전과 학습 후에 가지는 개념의 정도를 알아본다.
라. 도시·농촌 학생간의 개념의 정도 차이가 있는지 알아본다.
마. 남학생·여학생간의 개념의 정도 차이가 있는지를 알아본다.
위와 같은 문제들을 연구하기 위해 초등학교 5학년 과학교과서를 분석하고 예상 오개념을 추출하였으며, 구성주의 학습모형을 적용한 교수·학습 과정안을 개발하여 투입하였다. 그러나 다음과 같은 제한점이 따른다.
가. 연구 대상 표집이 제주도의 초등학교 도시형 2개 학교 117명, 농촌형 3개 학교 82명으로 한정되어 있어, 본 연구 결과를 전국의 초등학생에게 일반화하는 데는 제한이 따른다.
나. 초등학교 5학년 학생들만을 대상으로 하였기 때문에 초등학생 전체의 오개념으로 일반화하기에는 제약이 있다.
다. 초등학교 5학년 교과서의 내용인 여러 가지 꽃의 생김새 관찰 및 분류, 꽃의 구조, 꽃가루받이에 관한 내용에 한정하였으므로 식물의 꽃 전반에 걸친 개념으로 보기에는 무리가 있다.
구성주의 학습모형을 적용한 교수·학습 과정안을 투입하여 학습을 한 전·후를 성별, 지역별로 분석한 결론을 정리하면 다음과 같다.
가. 성별비교에서는 구성주의 학습모형을 적용한 교수·학습 과정안을 투입하여 학습을 한 결과 남학생, 여학생 전후 대비 각각 13.58%P, 14.53%P 오개념이 교정 되었다.
나. 지역별 비교에서는 도시지역, 농촌지역 전·후 대비 각각 14.78%P, 11.23%P 오개념이 교정되었다.
다. 성별 비교에서 11번, 3번, 5번, 16번 문항은 X2 검정 분석을 한 결과 유의한 차이를 보였다.
라. 지역별 비교에서 1번, 2번, 7번, 17번 문항은 X2 검정 분석을 한 결과 유의한 차이를 보였다.
마. 전체 학생의 오개념 형성 원인에 대한 X2 검정을 한 결과 14번(p = 0.022), 19번(p = 0.005) 문항에서 학습전후에 유의한 차이를 보였다.
바. 구성주의 학습모형을 적용한 교수·학습 과정안을 투입한 과학학습 요인에 의한 학습 전후 성별 비교에서는 과학적 개념이 남학생 27.78%P, 여학생 30.01%P 증가하였음을 보여주었다.
사. 구성주의 학습모형을 적용한 교수·학습 과정안을 투입한 과학학습 요인에 의한 학습전후 지역별 비교에서는 도시지역 26.64%P, 농촌지역은 32.22%P 증가하였음을 보여주었다.
아. 학습 전 성별 오개념 형성 원인 분석에서는 11번(p = 0.012) 문항이 유의한 차이를 보였다.
자. 학습 후 성별 오개념 형성 원인 분석에서는 6번(p = 0.010) 문항이 유의한 차이를 보였다.
차. 학습 전 도농간의 오개념 형성 윈인 분석에서는 1번, 2번, 6번, 7번, 10번, 11번, 12번, 13번, 16번 문항이 유의한 차이를 보였다.
카. 학습 후 도농간의 오개념 형성 원인에 대한 X2 검정에서는 6번(p = 0.017) 문항이 유의한 차이를 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In a science teaching plan, it is a very important task how misconceptions can be changed to scientific conceptions. Also, if the pupils are regarded as the active subjects, it is needed to understand well the preconceptions which pupils already have and the causes how the preconceptions were formed.
This study was carried out for the purpose of finding out misconceptions regarding flower's structure and function in the learning course of the 'Flower' section of 5th grade elementary school science subject, and investigating how the misconceptions are changed before and after the application of constructivism learning model for 5th grade elementary school pupils, and finally analysing the differences of the misconception correction. The main problems to be studied are as follows;
A. To analyse conceptions which are included in the 'flower' section of science text book for 5th grade elementary school
B. To investigate the conceptions that the pupils have using a list of questions
C. To investigate the differences in conception level between before and after learning
D. To investigate the differences in conception level between urban and rural pupils
E. To investigate the differences in conception level between male and female pupils
To study the above mentioned problems, the science text book of 5th grade elementary school was analysed, and predicted misconceptions were abstracted, and a constructivism applied teaching plan was made and used. However, there were the following limitations.
A. As the sampling groups for this study are limited with 117 pupils from urban schools and 82 pupils from rural schools within Jeju-Do area, the results of this study have the limitation as for the generalization of all the elementary pupils in Korea.
B. As the sampling groups were targeted only for 5th grade pupils of elementary schools, the misconceptions have the limitation as for the generalization of all the elementary pupils' misconceptions.
C. As the contents were limited regarding shape examination of various flowers and its classification, flower structure and flower pollination from the science text book of elementary school 5th grade, it is unreasonable to take this for the general conceptions of all the botanical flowers.
Before and after using a constructivism learning model applied teaching plan, the conclusions analysed in the comparison of male and female, and areas can be summarized as follows.
A. In the comparison of male and female pupils, 13.58%P and 14.53%P of misconceptions were corrected for male and female pupils, respectively as a result of learning with a constructivism learning model applied teaching plan.
B. In the comparison of urban and rural schools, 14.78%P and 11.23%P of misconceptions were corrected for rural and urban pupils, respectively as a result of learning with a constructivism learning model applied teaching plan.
C. In the comparison of male and female pupils, number 11, 3, 5 and 16 showed significant differences as the result of X2 test analysis.
D. In the comparison of urban and rural schools, number 1, 2, 7 and 17 showed significant differences as the result of X2 test analysis.
E. As the result of X2 test analysis regarding the causes of misconception formation of all pupils, number 14(p = 0.022) and 19(p = 0.005) showed significant differences before and after using constructivism learning model.
F. In the comparison of male and female pupils by the science learning factors before and after using a constructivism learning model applied teaching plan, 27.78%P of male and 30.01%P of female pupils of scientific conceptions were increased.
G. In the comparison of urban and rural schools by the science learning factors before and after using a constructivism learning model applied teaching plan, 26.64%P of scientific conceptions in urban schools and 32.22%P in rural schools were increased.
H. Before using a constructivism learning model applied teaching plan, in the comparison of male and female pupils, number 11(p = 0.012) showed a significant difference in the analysis of misconception formation causes.
I. After using a constructivism learning model applied teaching plan, in the comparison of male and female pupils, number 6(p = 0.010) showed a significant difference in the analysis of misconception formation causes.
J. Before using a constructivism learning model applied teaching plan, in the comparison of urban and rural schools, number 1, 2, 6, 7, 10, 11, 12, 13 and 16 showed significant differences.
K. After using a constructivism learning model applied teaching plan, in the comparison of urban and rural schools, number 6(p = 0.017) showed a significant difference from the X2 test of misconception formation causes.

목차 (Table of Contents)

• 〈국문초록〉 = ⅰ
• 목차 = ⅳ
• 표목차 = ⅵ
• 그림 목차 = ⅶ
• Ⅰ. 서론 = 1
• 1. 연구의 목적 및 필요성 = 1
• 2. 연구 문제 = 2
• 3. 용어 정의 = 2
• 4. 연구의 제한점 = 3
• Ⅱ. 이론적 배경 = 4
• 1. 개념 연구의 개관 = 4
• 2. 개념 형성 이론 = 5
• 3. 오개념 발생원인 = 6
• 4. 선행 연구의 고찰 = 9
• 1) 오개념에 대한 선행연구 = 9
• 2) 구성주의 학습모형에 대한 선행연구 = 12
• 3) 과학과 교수ㆍ학습과 구성주의 = 15
• Ⅲ. 연구의 방법 및 절차 = 23
• 1. 연구 절차 및 과정 = 23
• 2. 연구 대상 표집 = 24
• 3. 교과서 분석 및 검사 도구 개발 = 25
• 1) 교과서 분석 = 25
• (1) 교과서 분석에 따른 차시별 오개념 추출 = 25
• 2) 차시별 구성주의 학습모형 적용한 교수ㆍ학습 과정안 개발 = 27
• 3) 검사도구 개발 = 29
• 4. 자료 수집 = 33
• 5. 자료 분석 = 34
• Ⅳ. 결과 및 고찰 = 35
• 1. 문항별 조사 결과 = 35
• 1) 학습 전ㆍ후의 문항별 응답율 비교 분석 = 35
• 2) 학습전후의 지역별ㆍ성별 응답율 비교 분석 = 45
• 3) 학습전후 문항별 응답원인 비교 분석 = 49
• 4) 학습전후 과학학습 요인에 의한 변화 비교 분석 = 59
• Ⅴ. 결론 및 제언 = 64
• 1. 결론 = 64
• 2. 제언 = 66
• 참고문헌 = 69
• Abstract = 71
• 부록 = 75