An analysis of student-generated drawings in terms of the types of scientific explanations and levels of representations

Abstract

본 연구의 목적은 소리의 전달 과정에 대한 학생들의 개념적 이해를 돕기 위해, 영재 학생들이 구성한 과학적 그림의 특징을 살펴보는 것이다. 이를 위해 초등학교 5 – 6학년 과학영재 수업에 참여하는 18명의 학생들이 구성한 과학적 그림을 수집하고 분석하였다. 학생들은 소리굽쇠의 소리가 우리의 귀까지 전달되는 과정을 그림으로 설명하였다. 눈에 보이지는 않지만 소리 전달 과정의 핵심 요인인 `공기입자'와 `공기입자 간의 상호작용'을 중심으로, 학생들의 그림들을 유형화하고 각 그림 유형에서 시각적으로 표현된 소리 전달의 개념적 특징을 분석하였다. 분석 결과, 공기입자 간의 충돌은 나타내었지만 충돌로 인해 공기입자가 소리의 전파방향으로 앞뒤로 진동하는 것을 개념화하지 못한 유형이 가장 많았다. 예를 들어, 공기입자의 진동을 입자 자체의 떨림으로 표현하거나, 공기입자들이 말 그대로 물건 건네듯 진동을 전달하는 모습을 표현한 사례도 발견하였다. 끝으로 초등학교와 중학교 학생들이 가진 소리에 대한 대안 개념과 이를 어떻게 지도할 것인가에 대한 교육적 시사점을 논하였다.<br>

This study examined the features of student-generated drawings to foster their understanding of sound transmission. In this regard, eighteen student-generated drawings constructed by the fifth and sixth elementary science gifted students were collected and analyzed. The students were asked to draw and explain sound transmission between a tuning fork and our ears. The researchers classified the types of student-generated drawings by focusing on `air particles' and `their interactions', which are invisible, and key ideas of sound transmissions, and then analyzed the features of the students' conceptions, as visually expressed in each type. Consequently, most students focused only on the collisions among air particles, the medium transmitting sound, without conceptualizing the particle vibrations, i.e., the back-and-forth movements of particles. For example, some students drew that the particles themselves vibrate, or the particles literally transmit vibrations as if handing over an object. Finally, the educational implications were discussed in terms of alternative conceptions for elementary and middle school students and how to teach sound transmission.