Journal of The Korean Association For Science Education (한국과학교육학회지)

The Korean Association for Science Education (한국과학교육학회)
권호 표지

Analysis of High School Students' Conceptual Change in Model-Based Instruction for Blood Circulation

혈액 순환 모형 기반 수업에서 고등학생들의 개념 변화 분석

  • Published : 2007.08.30
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Abstract

The purpose of this article is to analyze the conceptual change of nine 11th graders after implementing the model-based instruction of blood circulation by multidimensional framework, and to find some implications about teaching strategies for improving conceptual understanding. The model-based instruction consisted of 4 periods: (1) introduction for inducing students' interests using an episode in the science history of blood circulation, (2) vivisectional experiment on rats, (3) visual-linguistic model instruction using the videotape of heartbeat, and (4) modeling activity on the path of blood flow. Based on the data from pre-test, post-test and interviews, we classified students' models on the path of blood flow, and investigated their ontological features and the conceptual status of blood circulation. Most students could describe the path of blood flow and the changes of substances in blood precisely after the instructions. However, the modeling activity were not sufficient to improve students' understanding of the mechanisms of the blood distribution throughout various organs and the material exchanges between blood and tissues. From the interview of 9 students, we acquired informative results about conceptual status elements that were helpful to, preventing from, or not used for students' understanding. It was also found that conceptual status of students depended on the ontological categories into which students' conceptions of blood circulation fell. The results of this study can help design the effective teaching strategy for the understanding of concept of the equilibrium category.

이 논문의 목적은 혈액 순환 모형 기반 수업을 적용한 후에 11학년 학생들의 개념 변화를 다차원적 틀로 분석하는 것과 개념 이해를 향상시키기 위한 교수 전략에 대한 시사점을 찾아내는 것이다. 그 모형 기반 수업은 4차시로 구성되었다: (1) 혈액 순환에 관한 과학사를 적용하여 학생들의 흥미를 유도하는 도입 부분, (2) 쥐의 해부 실험, (3)심장의 자동 박동에 관한 비디오 자료, (4) 혈액 순환의 경로 모형 구성하기 활동. 사전 검사, 사후 검사, 면담 자료에 근거하여, 학생들의 혈액 순환 경로 모형을 구분하였고, 혈액 순환 개념에 관한 학생들의 존재론적 속성과 개념 지위를 조사하였다. 대부분의 학생들은 수업 후에 혈액 순환의 경로와 그 혈액 성분의 변화를 정확히 기술하였다. 그러나 그 모형 구성하기 활동은 심장에 연결된 각 기관으로의 혈류량 분배와 혈액과 조직세포 사이의 물질 교환 기작의 이해를 향상시키는데 충분하지 못했다. 면담에서 학생들이 언급한 개념 지위 요소 분석을 통해, 학생들의 개념 이해에 어떤 개념 지위 요소가 도움을 주는지, 잘못된 개념 지위 요소는 무엇인지, 잘 사용되지 않는 지위 요소는 무엇인지 등의 정보를 얻을 수 있었다. 또한 학생들의 각 개념 지위 획득은 혈액 순환 개념에 대한 어떤 존재론적 속성을 갖는가에 따라 달라짐을 발견하였다. 이런 연구 결과는 혈액 순환과 같은 평형 범주의 개념 변화률 촉진하기 위한 교수 전략을 고안하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

Keywords

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