Journal of The Korean Association For Science Education (한국과학교육학회지)

The Korean Association for Science Education (한국과학교육학회)
권호 표지

The Relationship between Learners' Epistemological Beliefs About the Nature of Physics Knowledge and Physics Knowing During Conceptual Change in Mechanical Energy

학습자의 역학적 에너지에 대한 개념변화 중에 살펴본 물리지식과 앎에 대한 인식론적 신념간의 관계

  • Published : 2004.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study focused on research that illustrates the important interplay between learners' epistemological beliefs about science knowledge, physics textbook knowledge and knowing physics in the classroom. Also this study investigated learners' conceptual changes on the value of mechanical energy. To explore these topics, six sophomores were chosen as participants. Three categories were introduced to classify how participants' understanding of the nature of science knowledge, physics textbook knowledge has been linked with epistemological beliefs of knowing physics. The three categories were (1)receiving physics knowledge as authority, (2)receiving physics knowledge as the perception of teacher's role and (3)understanding physics knowledge as the perception that science knowledge is a product of a variety of human ideas. These categories were also concerned with construction of individual conceptions of mechanical energy. The participants who understood physics knowledge as the perception that science knowledge is a product of a variety of human ideas naturally used metacognitive strategy in classroom compared to other participants. And they had scientific conceptions about the value of mechanical energy. Others who were passive in classroom had unscientific conceptions about the value of mechanical energy due to definition of energy and epistemological beliefs about the nature of science knowledge. In the process of their conceptual changes on the value of mechanical energy, it was important to understand an instrumental aspect of scientific knowledge and to think about the relation between formulae and physical phenomena.

본 연구에서는 학술자들이 역학적 에너지에 대하여 배우는 동안 과학지식 교과서 내 물리지식에 대한 인식론적 신념과 앎에 대한 인식론적 신념사이의 관계를 새롭게 규명하고 역학적 에너지와 위치에너지의 기초개념에 대한 변화과정을 정성적인 방법으로 살펴보았다. 연구를 진행하면서 6명의 대학생을 참여자로 선정하였으며, 과학지식 교과서 내 물리지식에 대한 인식론적 신념과 앎에 대한 인식론적 신념사이의 관계는 다음과 같이 세 개의 범주로 분류하였다: 권위에 의해 물리지식을 받아들이기, 교사에 대한 인식에 의해 물리지식을 받아들이기, 과학지식은 인간의 다양한 사고의 산물이라는 인식에 의한 이해. 과학지식이 다양한 인간사고의 산물임을 인식하는 참여자가 초인지활동을 활발하게 하였으며 역학적 에너지의 값에 대하여 과학적 개념을 갖고 있었다. 그러나 그 외 범주에 속하는 참여자들은 수업시간에 초인지 활동을 활발하게 하지 않아 수동적이었으며 역학적 에너지의 값에 대하여 비과학적 개념을 갖고 있었다. 위치에너지를 포함하여 역학적 에너지의 값에 대하여 비과학적 개념을 가진 참여자들의 개념변화과정을 살펴보면, 과학 지식에 대한 인식론적 신념과 에너지의 정의가 대안적 개념을 유지하게함을 볼 수 있었다. 참여자가 위치 에너지의 옴의 값에 대한 대안적 개념을 극복하는데 과학 지식의 도구적 성질을 이해하고 공식을 물리적 현상과 연결 지어 생각하는 것이 중요한 역할을 하였다.

Keywords

References

  1. 권성기, 박승재(1995). 교육대학생의 과학의 본성 개념과 구성주의 학습관의 연관성 및 변화 조사. 한국과학교육학회지, 15, 105-115
  2. 권재술(1989). 과학 개념의 한 인지척 모형. 물리교육, 7, 1-9
  3. 권재술(미발행). 인지갈등과 과학교육
  4. 김윤옥, 김성해, 신경숙, 신경일, 정명화, 허숭희, 황회숙(1996). 교육 연구를 위한 지적 연구 방법과 설계. 문음사
  5. 박윤배(2000). 중등과학교사들의 과학관과 학습관. 한국과 학교육학회지, 20, 244-249
  6. 박종원 (1992). 상대론 기초 개념 변화에 있어서 초인지의 역할. 서울대학교 대학원 박사학위 논문
  7. 반은기, 이선경, 김우회, 박현주(2000). 고등학생들의 과학 철학척 관점에 대한 연구. 한국과학교육학회지, 20, 88-100
  8. 소원주(1998). 과학교사의 과학철학척 관점과 과학 서술방식이 중학생들의 과학관의 변화에 미치는 영향. 한국 교원대학교 대학원 박사학위 논문
  9. 송진응, 권성기(1992). 과학철학적 수강하는 대학원생의 과학의 본성애 대한 인식의 변화. 한국과학교육학회지, 12, 1-9
  10. 이경훈(1997). 탐색적. 확인척 요인분석올 통한 '과학에 대한 태도' 3요소 모델의 타당도 연구. 한국과학교육학회지, 17, 481-492
  11. 임성민(2001). 물리학습에 대한 인지척 신념과 파동 개념 이해의 관계. 서울 대학교 대학원 박사학위 논문
  12. Duit, R.(1987). Should energy be illustrated as something quasi-material? International Journal of Education, 9, 139-145 https://doi.org/10.1080/0950069870090202
  13. Duit, R., & Haeussler, P.(1994). Learning and teaching energy. In P. J. Fensham, R. F. Gunstone, R. T. White (Eds.), The content of science: A constructivist approach to its teaching and learning (pp.185-200). The Falmer Press
  14. Dutehl, R. A., & Hamilton, R. J.(1992). Introduction: Viewing the domain of science education. In R A. Dutchl & R. J. Hamilton (Eds.), Philoshphy of science, cognitive psychology, and educational theory and practice, (pp.1-18), Albany, NY: State University of New York Press
  15. Edmonson, K. M.(1993). The interplay of scientific epistemological views, learning strategies, and attitudes of college students. Journal of Research in Science Teaching, 20, 547-559
  16. Edmonson, K. M.(1989). College students' conceptions of the nature of scientific knowledge. In D. E. Herget (Ed.), The History & Philosophy of Science of in Science Teaching (pp.132-142), Florida State Univ, Science Education and Department of Philosophy, Tallahassee
  17. Gunstone, R.(2001), Physics education past, present and future: An interpretation through cultural contexts. 2001 International Association for Research in Science Teaching Annual Meeting, August 13-17
  18. Hammer, D. (1994a). Students' beliefs about conceptual knowledge in introductory physics. International Journal of Science Education, 16, 385-403 https://doi.org/10.1080/0950069940160402
  19. Hammer, D.(1994b). Epistemological beliefs in introductory physics. Cognition and Instruction, 12, 151-183 https://doi.org/10.1207/s1532690xci1202_4
  20. Hammer, D.(2000). Student resources for learning introductory physics. American Journal of Physics, Physics Education Supplement, 68, S52-S59
  21. Hofer, K. B. & Pintrich, P. R.(1997). The development of epistemological theories: Beliefs about knowledge and knowing and their relation to learning. Review of Educational Resesrch, 67, 88-140 https://doi.org/10.3102/00346543067001088
  22. Hogan, K. (2000). Exploring a process view of students' knowledge about the nature of science. Science Education, 84, 51-70 https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-237X(200001)84:1<51::AID-SCE5>3.0.CO;2-H
  23. Nussbaum, J.(1989). Classroom conceptual change: Philosophical perspectives. In D. E. Herget (Ed.), The History & Philosophy of Science of in Science Teaching (pp.278-291). Florida State Univ, Science Education and Department of Philosophy, Tallahassee
  24. Redish, F. R., Saul, J. M., & Sternberg, F. N.(1998). Student expectations in introductory physics. American Journal of Physics, 66, 212-224 https://doi.org/10.1119/1.18847
  25. Roth, W. M., & Roychoudhury, A.(1994). Physics students' epistemologies and views about knowing and learning. Journal of Research in Science Teaching, 31, 5-30 https://doi.org/10.1002/tea.3660310104
  26. Sexl, R. U.(1981). Some observations concerning the teaching of the energy concept. European Journal of Science Education, 3, 285-289 https://doi.org/10.1080/0140528810030305
  27. Thagard, P.(1994). Mind, society, and the growth of knowledge. Philosophy of Science, 61, 629-645 https://doi.org/10.1086/289826
  28. Wandersee, J. H., Mintzes, J. J. & Novak, J. D. (1994). Research on alternative conceptions in science. In D. L. Gabel (Ed.), Handbook of research on science teaching and learning (pp.177-210). MacMillan Publishing Company
  29. Warren, J. W.(1982). The nature of energy. European Journal of Science Education, 4, 295-297 https://doi.org/10.1080/0140528820040308