Analysis of the Types of Errors in Science Graph Construction Processes of Middle School Students

중학생들의 과학 그래프 작성 과정에서의 오류 유형 분석

  • Published : 2009.04.30

Abstract

In this study, we investigated the errors that students committed in the processes of constructing graphs on experimental results by the students' science achievement level. A test of constructing a graph about 'the relationship between the pressure and volume of a gas' was administered to 7th graders (N=145). Results revealed that most students committed errors in the processes of constructing the graph, showing 12 error types in the categories of 'Misinterpreting the variables', 'Mismarking the graphical elements', and 'Misusing the data'. The students in the lower achievement level had more errors than those in the higher achievement level in the two error types, that is 'representing the bar graph' and 'marking the scale in the presented data order', but the results were reversed in the three error types, that is 'marking the independent variable and dependent variable reversely', 'adding the data', and 'neglecting the data'. In the other error types, there were little differences in the frequencies of the errors by students' science achievement level.

이 연구에서는 학생들이 실험 결과를 그래프로 작성하는 과정에서 범하는 오류들을 과학 학업 성취도에 따라 조사했다. 중학교 1학년 145명을 대상으로 '기체의 압력과 부피의 관계'에 대한 그래프 작성 검사를 실시했다. 연구 결과, 대부분의 학생들이 그래프작성 과정에서 많은 오류를 보였으며, '변수의 잘못된 해석', '그래프 기본 요소의 잘못된 표기', '자료의 잘못된 사용'범주에서 총 12가지의 오류 유형이 나타났다. '막대그래프로 표현', '자료제시 순서대로 눈금 표기'오류 유형에서는 과학 학업 성취도가 높은 학생들에 비해 낮은 학생들의 발생 비율이 높았지만, '독립 종속 변수 반대로 표기', '자료 추가', '자료 삭제'오류 유형에서는 그 반대였고, 나머지 오류 유형에서는 과학 학업 성취도에 따른 발생 비율 차이가 작았다.

Keywords

References

  1. 교육부 (1997). 초${\cdot}$중등학교 교육과정-국민 공통 기본 교육과정. 교육부 고시 제1997-15호 [별책1]
  2. 교육인적자원부 (2007). 개정 초${\cdot}$중등 교육과정. 교육인적자원부 고시 제2007-79호 [별책1]
  3. 김태선 (2006). 우리나라 대학생들의 운동학 그래프 이해 능력. 한국과학교육학회지, 26(1), 49-57
  4. 김태선, 고수경, 김범기 (2005). 고등학생들의 그래프 능력과 과학 탐구 능력 및 과학 학업 성취도의관계. 한국과학교육학회지, 25(5), 624-633
  5. 김태선, 김범기 (2002). 중고등학생들의 과학 그래프 작성 및 해석 능력. 한국과학교육학회지, 22(4), 768-778
  6. 김태선, 배덕진, 김범기 (2002). 중학생의 그래프 능력과 논리적 사고력 및 과학 탐구 능력의 관계. 한국과학교육학회지, 22(4), 725-739
  7. 박현진 (2002). 지리 교과에서 학습자의 그래프 활용 특성에 관한 연구. 한국지리환경교육학회지, 10(3), 29-42
  8. 성태제 (2006). 현대 기초통계학의 이해와 적용. 서울: 교육과학사
  9. 안가영, 권오남 (2002). 함수 그래프 과제에서의 오류 분석 및 처치. 수학교육논문집, 13(1), 337-360
  10. 이진봉, 이기영 (2007). 지구과학 교과서에 사용된 그래프의 유형 및 특징 분석. 한국과학교육학회지, 27(4), 285-296
  11. 최영순 (2005). 중학생의 과학관련 그래프 작성 능력. 한국교원대학교 대학원 석사 학위 논문
  12. 황정규 (2006). 학교학습과 교육평가. 서울: 교육과학사
  13. Bell, A., Brekke, G., & Swan, M. (1987). Diagnostic teaching: 5 graphical interpretations teaching style and their effects. Mathematics Teaching, 120, 50-57
  14. Brasell, H. M. (1990). Graphs, graphing, and graphers. What Research Says to the Science Teacher, 6, 69-85
  15. Connery, K. F. (2007). Graphing predictions. Science Teacher, 74(2), 42-46
  16. Harper, S. R. (2004). Students' interpretation of misleading graphs. Mathematics Teaching in the Middle School, 9(6), 340
  17. Leinhardt, G., Zaslavsky, O., & Stein, M. K. (1990). Functions, graphs, and graphing:Tasks, learning, and teaching. Review of Educational Research, 60(1), 1-64 https://doi.org/10.3102/00346543060001001
  18. Mautone, P. D., & Mayer, R. E. (2007). Cognitive aids for guiding graph comprehension. Journal of Educational Psychology, 99(3), 640-652 https://doi.org/10.1037/0022-0663.99.3.640
  19. McKenzie, D. L., & Padilla, M. J. (1986). The construction and validation of the Test of Graphing in Science (TOGS). Journal of Research in Science Teaching, 23(17), 571-579 https://doi.org/10.1002/tea.3660230702
  20. Mevarech, Z. R., & Kramarsky, B. (1997). From verbal descriptions to graphic representations: Stability and change in students' alternative conceptions. Educational Studies in Mathematics, 32(3), 229-263 https://doi.org/10.1023/A:1002965907987
  21. Shah P., & Hoeffner, J. (2002). Review of graph comprehension research: Implications for instruction. Educational Psychology Review, 14(1), 47-69 https://doi.org/10.1023/A:1013180410169
  22. Shah, P., Mayer, R. E., & Hegarty, M. (1999). Graphs as aids to knowledge construction: Signaling techniques for guiding the process of graph comprehension. Journal of Educational Psychology, 91(4), 690-702 https://doi.org/10.1037/0022-0663.91.4.690
  23. Wu, Y., & Wong, K. (2007). Impact of a spreadsheet exploration on secondary school students' understanding of statistical graphs. Journal of Computers in Mathematics and Science Teaching, 26(4), 355-385