전문계고 학생들의 교류 회로의 교수-학습 방법에 따른 효과 분석

Abstract

전문계 고등학교의 `전기회로` 학습에서 전기 소자들의 특성을 파악하고, 이들 전기 소자들을 연결한 회로를 공부하고 있지만 `교류 회로`에 대한 학습은 잘 이루어 지지 않고 있으며, 학생들의 개념도 과학적이지 못하다. 본 연구에서 교류 회로의 효과적인 교수-학습을 위하여 교류 회로에 대한 학생들의 이해 수준을 알아보고, 공동 수업 구성에 의하여 교수-학습 방법을 구성하여 학습을 실시한 후, 학습 효과를 분석하고자 하였다. 교류 회로를 학습한 학생들의 이해 수준은 낮고(정답률 38%) 전자와 원자의 충돌이 아닌 방법으로 전자의 움직임에 저항을 주는 요인에 대한 이해가 매우 부족하다. 축전기에 전하가 충전되는 양에 따라서 저항의 정도가 달라지는 것을 잘 이해하지 못하며, 전자기 유도에 의한 저항도 잘 이해하지 못 하였다. 특히 위상 차이가 나는 전기 요소들에 의한 저항의 합성은 매우 어려워하고 있으며 지속성이 약하다. 또 위상이 180 다른 용량리액턴스와 유도리액턴스의 저항 합성은 이해 수준이 매우 낮다(정답률 23%). 이것은 학생들이 직류 저항의 합성과 비교하여 볼 때, 저항의 합성에 뺄셈이 등장하는 것을 이해하기 매우 어려워하는 것이다. 정답률 변화를 모형화 한 결과 크게 향상된 후 크게 감소하는 유형에는 문제 중심 해결에 의한 학습 방법을 선택한 학생들이 많았다. 이것은 문제 중심 해결을 하는 학생들이 집중력과 문제 해결력은 뛰어나지만 개념들의 연결이나 전체적인 맥락을 파악하지 못한 것으로 보인다. 향상된 후 오래 지속되는 유형에는 실험 후 토의를 한 학생들이 많았으며, 이는 몸으로 체득하고 원리를 정리한 것이기 때문이다. 따라서 교류 회로에 관한 수업에서는 실험과 정리가 중요하다. 향상된 후 지속성이 약한 유형에는 실험만 하고 정리나 토의를 잘 하지 않는 학생들이 많이 있었다. 현상 제시를 하고 갈등 유발을 하였더라도 토의하고 정리하지 않으면 학습 효과가 오래 지속되지 않음을 뜻하는 것이다. 낮은 정답률에서 거의 학습 전의 정답률로 되돌아오는 유형에는 논리적 설명에 의한 학습 방법을 택한 학생들이 많았다. 이것은 머릿속으로 생각만하고 실험이나 체험을 하지 않으면 학습 효과도 작고, 지속성이 떨어지는 것을 뜻한다. 학습 방법과 흥미도의 관계에서 실험을 선호하는 학생들이 논리적인 수업을 하는 학생들에 비하여 흥미를 느끼는 정도가 강하다. 그러나 공동수업구성에 의하여 학습 방법을 정하고 진행하였기 때문에 흥미도 차이는 크지 않다. 교류 회로에 관한 개념 검사에서 정답률이 낮은 학생들은 수학 점수와 흥미도가 낮은 것으로 보아 수학적 기초 지식이 학습 효과를 높이고 개념 구조를 변화시키는 데 영향이 있다. 공동 수업 구성에 의한 학습은 교류 회로의 학습에서 학생들의 적극적인 참여를 유도하고, 흥미를 높이는 효과가 있으며, 교사와 함께 수업을 구성할 때 교류 회로의 학습에서는 실험과 토의에 의한 교수-학습의 학습 효과가 가장 큰 것으로 나타났다.

Through the 'electric circuit' courses in the technical high-school, students learn the characteristics of electrical devices and the circuits. Learning of 'alternating current circuits'(AC circuits) is not well understood and students do not have scientific concepts. Students' understanding of AC circuits has been studied for the effective teaching-learning, and analyzed the effects of learning after studies of AC circuits by cogenerative dialogues. The level of understanding of AC circuits and the level of understanding of impedance is very low compared with the level of understanding of resistance in the collision of electrons and atoms. It is found difficulties to understand reactance, induction and the sum of reactance by electrical components which have different phases, etc. Many students showed excellence in the problem-solving but showed a poor result in the connection of the concepts and the overall context. It is also found that experiments with discussion is very important on learning AC circuits to have a long-lasting result. In the weak-lasting type of learning after being improved, many students were in the type of favoring experiments without discussions. If the students did not go through discussion the effect of learning did not last long. Many students were in the type of learning only by logical explanations. These students showed less amount of learning and short persistence in the learning effects, because they learn without experiments and experience. Students who prefer only the logical explanation study method were less interested in the AC circuits compared with the students who prefer on the experimental study method. Students who were in the low level of understanding show correlation with the low level of math scores. Mathematical foundations can increase the effect of learning and changing the structure of concepts. Learning by cogenerative dialogues in AC circuits showed effects to have aggressive engagement and also showed increase in the interesting. Learning type of experiments with discussions is most effective in the AC circuits lessons.