5 Z 4, pp. 445∼453
w
Ö «] K ¡t ô p §8 ý ö n ÚP W _ ËW Ä; c 6 X ¢ Ê Ý] K ¡ ] K ¡ ø p © ¼à à ŠS X ì ÈÊ Ý Ì ¦ Rß Ã Å
Ð ç ¡a : @ · ¡4 w H£ Ó
Ø
æ· ¡ ¤ @ / < Æ § Ó ü t o §¹ ¢ ¤ õ , ' õ AÅ Ò 361-763
(2012¸ 3 Z 4 30{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2012¸ 4 Z 4 18{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2012¸ 5 Z 4 7{ 9 > F S X & ñ )
¦1 p x < Æ § < ÆÒ q t[ þ t _ Ó ü t o % ò % i _ Å Òכ ¹ > h¥ Æ \ @ /ô Ç < Æ_ þ v Â Ò r & h õ " é ¶ ` ¦ ¸ l 0 A # 91" î _
< ÆÒ q t[ þ t` ¦ @ / © Ü ¼ Ð Ó ü t o > h¥ Æ \ @ /ô Ç ¨ î \ ¦ z ´r ¦, Õ ª × æ 8" î \ > { \ ¦ # î ' # '
% i . ¸ õ , < ÆÒ q t[ þ t _ Ó ü t o > h¥ Æ \ @ /ô Ç < Æ_ þ v Â Ò É r í1 p x < Æ § 4 ∼ 5 < Ƹ  Ò' r ÷ & H X < q
# , : r [ þ t É r Õ ª Ð 0 p y É r × æ < Æ § r l Ð ¸ ú 3 l w Ò q ty ¦ e 6 £ § s z ¤ . s [ þ t É r : £ ¤ y ¸ ú 3 l w ) a < Æ _
þ
v | Ä Ì_ 6 x s à º\ O | 9 × æ _ # 1 p x Ü ¼ Ð # © / å L < Æ § Ð ° ú à º2 ¤ < Æ_ þ v < H s ¾ º& h ÷ & 9, ¦1 p x
< ÆÒ q ts ÷ &# Q" f ¸ l í& h Ó ü t o > h¥ Æ [ þ t` ¦ _ < Æ_ þ v t 3 l w ô Ç © I e ` ¦ · ú Ã º e .
Ù þ
d # Q: Ó ü t o > h¥ Æ , < Æ_ þ v Â Ò , §¹ ¢ ¤ õ & ñ
The Beginning and the Cause of High-school Students’ Learning Deficiency in Basic Physics Concepts
Sang-yeon Jo · Wonkun Oh ∗
Department of Physics Education, Chungbuk National University, Cheongju 361-763 (Received 30 March 2012 : revised 18 April 2012 : accepted 7 May 2012)
This research investigated 91 underachieving high school students to find out when and why they first failed to learn basic physics concepts. The results shows that their learning deficiencies in physics began at grade 4 or 5, which is even earlier than their own guessing of the beginning, which normally began at grade 7 or 8. They used incorrect learning strategies or lacked of concentration in their study of physics, which were serious barriers to their learning high-school physics because they would have few proper physics concepts at that age.
PACS numbers: 01.40.ek, 01.40.gb
Keywords: Physics concept, Learning deficiency, Curriculum
I. ì Å 8 ý ý m Ç~ ¿V R ËÊ Ý Ò ×X ì Ä
7 §¹ ¢ ¤ õ & ñ \ ] jr ) a õ < Æ §¹ ¢ ¤ _ 3 l q ³ ð H & ³ © õ
Ó ü t \ @ / # < É ª p ü < ñl d ` ¦ t ¦ à н ¨ # õ
< Æ_ l : r > h¥ Æ ` ¦ s K ¦, õ < Æ& h ¦§ 4 õ ½ Ó_ & h ë H ]
j K § 4 ` ¦ U ´ Q { 9 © Ò q t Ö ¸ _ ë H ] j\ ¦ ½ Ó_ & h s ¦ õ < Æ
&
h Ü ¼ Ð K H X < 9 כ ¹ô Ç õ < Æ& h è ª ` ¦ l Ø Ô H כ Ü ¼
∗
E-mail: [email protected]
Ð " î r ¦ e [1]. Õ ª Q ´ ú § É r < ÆÒ q t[ þ t É r s Qô Ç 3 l q
³
ð\ ¸² ú t 3 l w ô Ç G , í1 p x < Æ §\ " f × æ < Æ §, ¦1 p x < Æ §
Ð < Ƹ s ` ¦ y \ ¸y 9 õ < Æ\ @ /ô Ç l : r > h¥ Æ [
þ
t` ¦ # Q 90 > 9 & h & h < É ª p \ ¦ { 9 # Q ¦ e .
l
í < Ƨ 4 p ² ú \ K { © H < Æ_ þ v Â Ò ÷ & H " é ¶ \
H # Q t e . Ó ü t : r ;& h Ü ¼ Ð < Æ_ þ v ½ + Éë ß ô Ç 0 p x
§
4 s + '5 g4 R" f l í < Ƨ 4 s p ² ú ÷ & H < Æ_ þ v t [ þ t ¸ e
x ¦, < ÆÒ q t_ & ñ < H s Â Ò ¸_ Á º ' a d , ^ & h < Ê 1
p
x # Q כ ¹ Ü ¼ Ð < Æ_ þ v Â Ò ÷ & H â Ä º ¸ e ` ¦ à º e
-445-
. ^ (2001) É r < Æ_ þ v Â Ò ê ø Í < Æ\ O à º' \ e # Q" f 4 H ê ø Í
`
¦ Ö ¼z H ¸ H < ÆÒ q tÜ ¼ Ð < Æ_ þ v 4 H ê ø Í_ " é ¶ s < ÆÒ q t > h
\
@ /ô Ç ? /& h s H ü @& h s H ¢ ¸ H Õ ª[ þ t _ t & h 0 p x§ 4 s & ñ
© & h à ºï r s H m H © ' a\ O s < Æ_ þ v © \ # Q 9¹ ¡ §` ¦ Ö
¼z H < ÆÒ q tÜ ¼ Ð & ñ _ ¦ e [2].
ô
Ç â à º(2003) H < Æ_ þ v Â Ò ` ¦ Ðs H ¦1 p x < ÆÒ q t[ þ t s s `
# Q 2 ; § î \ " f + þ A$ í > ÷ & H Ð > r > h¥ Æ ¸ ¸ + þ A$ í
¦ e t 3 l w # 7 H o & h ¦ü < Æ Ò © & h > h¥ Æ ` ¦ < Æ_ þ v
H X < # Q 9¹ ¡ §` ¦ ° ú ¦ e ¦ % i . ¢ ¸ô Ç l íõ < Æ> h
¥ Æ
+ þ A$ í à ºï r s ± ú " f © þ j H \ C î r ? /6 x s 8 ¸
¸ ½ < Æ_ þ v < H _ ¾ º& h Ü ¼ Ð # < Æ_ þ v \ # Q 9¹ ¡ §` ¦
¦ e Ü ¼ 9 õ < Æ < Æ_ þ v \ @ /ô Ç y s ± ú ¦ õ < Æ §õ õ
< Æ § \ @ /ô Ç Â Ò& ñ & h d _ > h¥ Æ ` ¦ Ðs ¦ e
¦ % i [3].
þ j (1987) É r < Æ_ þ v Â Ò _ õ < Æ& h < Æ_ þ v 0 p x§ 4 \ ' a ô Ç
½ ¨\ " f < Æ_ þ v Â Ò | 9 é ß < ÆÒ q t[ þ t É r 7 H o & h ¸ x 9 õ < Æ
>
h¥ Æ ` ¦ & ñ © | 9 é ß \ q K 0 p y > + þ A$ í 9 : £ ¤ y , 7 H o & h
¦\ ¦ כ ¹ H > h¥ Æ + þ A$ í \ B Ä º # Q 90 >ô Ç ¦ % i . õ
< Æ& h < É ª p x 9 I ¸ à ºï r \ " f ¸ < Æ_ þ v Â Ò | 9 é ß < ÆÒ q t[ þ t s
&
ñ © | 9 é ß \ q K ± ú É r à ºï r` ¦ Ð# Å Ò ¦ e ¦ % i [4]. s # 3 < ª õ ^ % ò (1984) É r < Æ_ þ v Â Ò _ õ < Æ\ @ / ô
Ç I ¸ x 9 õ < Æ& h I ¸ ¸ ½ ¨\ " f < Æ_ þ v Â Ò _ | 9 é
ß É r õ < Æ §õ \ ¦ à н ¨ Ð H l §õ Ð d ¦ õ
< Æ Ö ¸1 l x \ $ í , & h F G$ í s B Ä º ± ú Ü ¼ 9 > 5 Å q$ í ¸ b # Q
¦ % i [5].
ô
Dz D G §¹ ¢ ¤ õ & ñ ¨ î " é ¶ _ < Æ_ þ v Â Ò t ¸ á Ô ÐÕ ªÏ þ > h µ
1 Ï ½ ¨\ " f õ < Æ < Æ_ þ v Â Ò H @ /> h õ < Æ r ç ß \ Å Ò_
| 9
× æ` ¦ t · ú § ¦ É r < ÆÒ q t[ þ t _ Ã º\ O ` ¦ ~ ½ ÓK õ
< Æ < Æ_ þ v \ _ p \ ¦ t t 3 l w H כ Ü ¼ Ð z ¤ . Õ ª Q
Õ ª " é ¶ s { 9 ì ø Í& h & ñ ¨ 8 â & h כ ¹ , # Q0 p x§ 4 _ Â Ò
, Ã ºo 0 p x§ 4 _ Â Ò , & ñ _ & h " é ¶ 1 p x÷ r ë ß m õ
< Æ §õ ¦Ä »_ : £ ¤$ í \ _ ô Ç כ ¸ © { ©  Òì r t ¦ e
¦ % i [6].
" f, < ÆÒ q t[ þ t s $ < Ƹ \ " f õ < Æ < Æ_ þ v Â Ò s r
÷
& , Õ ª Ð ô Ç ë H ] j& h s © / å L < Ƹ Ü ¼ Ð / å L ÷ &# Q & h & h õ
< Æ < Æ_ þ v` ¦ # Q 90 > > ÷ &Ù ¼ Ð, Â Ò _ r & h ` ¦
#
s \ @ /ô Ç §¹ ¢ ¤ ~ ½ Óî ß ` ¦ º H כ s 9 כ ¹ .
: r ½ ¨\ " f H õ < Æ < Æ_ þ v Â Ò [ þ t s Â Ò s r ) a " é ¶
õ ¢ ¸ô Ç # QÖ ¼ r & h \ " f Ò' Â Ò s r ÷ &# Q < Æ_ þ v
< H s l r % i H t ¹ 1 Ô Ð ¦ ô Ç . s \ ¦ 0 A
# , & ñ © & h Ü ¼ Ð õ < Æ < Æ_ þ v` ¦ ½ + É Ã º e H 0 p x§ 4 É r e t ë
ß õ < Æ < Æ_ þ v \ @ /ô Ç < É ª p \ ¦ © z ´ # l í < Ƨ 4 s p ² ú
)
a ¦1 p x < ÆÒ q t[ þ t` ¦ ¸ # í1 p x < Æ § 3 < Ƹ \ " f Ò' ¦ 1
p
x < Æ § 1 < Ƹ t õ < Æ §õ õ & ñ × æ # QÖ ¼ r & h \ " f < Æ_ þ v Â
Ò s r ÷ &% 3 H t \ ¦ ¹ 1 Ô Ð H כ s : r ½ ¨_ 3 l q ³ ð s
.
: r ½ ¨_ ½ ¨ë H ] j H 6 £ § õ ° ú .
. ¨ î ë H ½ Ó ì r$ 3 ` ¦ : x K è ß < ÆÒ q t[ þ t _ Ó ü t o % ò % i õ
< Æ < Æ_ þ v \ Â Ò ? /6 x É r Á º% Á ?
. õ < Æ < Æ_ þ v Â Ò < ÆÒ q t[ þ t _ y % ò % i Z > : £ ¤$ í ` ¦ ì r$ 3
#
í1 p x < Æ § 3 < Ƹ \ " f Ò' ¦1 p x < Æ § 1 < Ƹ t õ < Æ § õ
_ l í> h¥ Æ ` ¦ # QÖ ¼ à ºï r t s K \ ¦ ¦ e Ü ¼ 9, õ
< Æ < Æ_ þ v _ Â Ò r & h É r ] j r ÷ & H ?
. õ < Æ < Æ_ þ v Â Ò [ þ t _ : £ ¤$ í É r # Q* ô Çt é ß
`
¦ : x K è ß < Æ_ þ v Â Ò _ " é ¶ É r Á º% Á ?
II. ì Å ± n Ç õ m Í U ê s0 n É
1. ì Å 6 V ê s
: r ½ ¨_ @ / © É r â l ¸ 6 x r èF ¦1 p x < Æ §\ F
< Æ × æ 2 < Ƹ < ÆÒ q t[ þ t s 9, 1 < Ƹ _ & ñ l ¦ õ < Æ$ í & h
\
@ /ô Ç « Ñ\ ¦ t ¦ & ñ % i . ô Dz D G §¹ ¢ ¤ õ & ñ ¨ î
"
é
¶ _ $ í 2 [à ºï rZ > q Ö ¦ Æ Òs \ " f ¦1 p x < Æ § õ < Æ §õ _ $ í 2
[à ºï r s l íp ² ú \ K { © H q Ö ¦ s 12 %& ñ ¸% i ~
כ
` ¦ l ï r Ü ¼ Ð # l í p ² ú \ ¦ 0 A 12 % & ñ ¸ Ð [ O
&
ñ % i . @ / © < Æ §_ < ÆÒ q t[ þ t × æ s l ï r _ l í p ² ú
& h à º\ K { © ÷ & H " é ¶ É r @ /| Ä Ì 0 A 27 % & ñ ¸% i Ü ¼ 9,
^ 342" î × æ 91" î s K { © ) a .
s
< ÆÒ q t[ þ t _ < Æ_ þ v Â Ò _ r & h ` ¦ ¹ 1 Ôl 0 Aô Ç 7 á § 8 d 8 £ x
&
h ì r$ 3 ` ¦ 0 A # 8" î ` ¦ Z > # < Æ\ O $ í 2 [ ¸ ¨ î ü <
{ ` ¦ : x # ¸ % i . 2 < Ƹ / å L r > \ P ` ¦
× þ ô Ç < ÆÒ q t[ þ t × æ \ " f & ñ % i Ü ¼ 9, s < ÆÒ q t[ þ t _ 1 < Ƹ M
:_ & ñ l ¦ _ $ 3 Ñ þ ì r 0 A H @ /^ Ð 80 % à ºï r s .
2. ì Å U ê s0 n É
1) & ñ l ¦ _ ë H ½ ÓZ > : £ ¤$ í q §
1¸ 1 l x î ß < Æ §\ " f r ' ô Ç & ñ l ¦ \ " f 1 < Æl × æ ç ß
¦ H \ -t é ß " é ¶, 1 < Æl l ´ ú ¦ H Ó ü t| 9 é ß " é ¶, 2 < Æl
×
æ ç ß ¦ H Ò q t" î é ß " é ¶, 2 < Æl l ´ ú ¦ \ " f H t ½ ¨é ß " é ¶
`
¦ ¨ î % i .
õ
< Æ < Æ_ þ v \ Â Ò ` ¦ Ðs H 0 A 27 % < ÆÒ q t[ þ t _ & ñ l
¦ õ < Æõ 3 l q _ ¨ î \ 6 x ) a 30 > h ë H ½ Ó\ @ /ô Ç ì r$ 3
`
¦ z ´r # # QÖ ¼ ' 1 l x% ò % i \ " f 8 Â Ò ` ¦ Ðs H t ¸
Table 1. The results of the examination of energy unit in 10th Science.
question contents behavior rate of correctness(%) dis- diffi- frequency of response
knowledge inquiry crimi- culty
under- appli- problem inquiry data making upper lower total nation ` a b c d others
standing cation finding design analysis conclusion (27%) (27%)
1 inquiry process O 59.34 26.37 36.18 0.33 0.20 11 18 24 28 10
2 ” O 97.80 45.05 75.88 0.53 0.70 4 9 8 29 41
3 ” O 98.90 39.56 66.76 0.59 0.58 9 26 36 12 8
4 ” O 98.90 34.06 77.65 0.65 0.72 9 31 2 11 14
5 development O 83.52 39.56 67.94 0.44 0.60 36 14 16 8 16 1
of science
6 speed O 59.34 13.19 25.00 0.46 0.06 11 12 31 23 13 1
7 acceleration O 97.80 21.98 69.41 0.76 0.62 20 21 20 16 15
8 net force O 68.13 32.97 50.29 0.35 0.38 11 13 24 30 13
9 speed and accel. O 84.62 26.37 58.82 0.58 0.49 10 18 30 24 9
10 net force O 81.32 24.18 37.35 0.57 0.22 8 12 33 22 16
11 momentum O 72.53 17.58 37.06 0.55 0.21 10 16 29 28 7 1
and impulse
12 friction O 93.41 21.98 60.00 0.71 0.50 16 18 30 7 20
13 ” O 27.47 19.78 18.24 0.08 -0.02 15 15 18 22 20 1
14 momentum O 94.51 10.99 56.18 0.84 0.45 10 15 25 24 17
and impulse
15 motion O 51.65 26.37 29.71 0.25 0.12 4 14 24 30 19
of bodies
16 impulse O 93.41 25.27 59.71 0.68 0.50 8 23 14 24 22
17 collision O 81.32 21.98 49.12 0.59 0.36 8 37 20 20 6
18 ” O 98.90 21.98 67.65 0.77 0.60 15 22 21 13 20
19 circuit O 98.90 28.57 69.12 0.70 0.61 11 12 26 20 22
20 ” O 42.86 15.38 20.59 0.27 0.01 14 26 24 14 13
21 ” O 79.12 34.07 55.29 0.45 0.44 11 18 31 17 14
22 electric power O 65.93 10.99 30.00 0.55 0.12 10 25 23 21 12
23 ” O 95.60 14.29 60.29 0.81 0.50 15 19 24 20 13
24 ” O 85.71 25.27 55.29 0.60 0.45 16 14 23 23 12 3
25 em induction O 75.82 16.48 38.82 0.59 0.24 15 16 30 11 17 2
26 em force O 67.03 19.78 39.71 0.47 0.25 8 10 26 18 26 3
27 em induction O 60.44 23.08 34.41 0.37 0.18 11 18 21 11 28 2
28 ” O 85.71 13.19 45.88 0.73 0.33 13 24 26 15 12 1
29 wave O 69.23 21.98 37.35 0.47 0.22 14 21 22 20 12 2
30 ” O 86.81 21.98 45.00 0.65 0.31 9 20 25 23 11 3
average 78.53 23.81 49.16 0.55 0.36