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이슬, 안개에서 구름으로의 개념 전이 과정에서 나타난 초등학생들의 멘탈 모델에 대한 질적 사례 연구 = A qualitative case study on elementary students' mental models in the conceptual transfer from dew and fog to cloud formation
이 연구의 목적은 이슬·안개 발생 실험이라는 구체적인 경험을 바탕으로 수증기 응결 개념을 내재화한 초등학생들이 구름 발생 과정을 설명하기 위한 개념 전이 과정에서 나타나는 멘탈 모델을 심층적으로 탐색하는 것이다. 이를 위해 초등학교 5학년 학생 6명을 대상으로 질적 사례 연구를 수행하였다. 멘탈 모델 탐색을 위해 사전·사후 설문지, 심층 면담 전사본을 주요 자료로 수집하였으며, 실험 보고서, 수업 촬영 영상, 필드 노트를 보조 자료로 수집하였다. 자료 분석은 사례 내 분석과 사례 간 분석을 병행하였고, 이를 위해 시간 중심 매트릭스 분석 방법을 적용하였다. 사례 내 분석 결과, 학생들은 이슬·안개 발생 실험 경험을 바탕으로 구름 발생 과정을 설명하는 과정에서 다양한 물질관과 인과 관계를 구성하였다. 사례 간 분석 결과, 학습된 지식을 성공적으로 통합하는 통합적 모델, 학습된 사실과 기존의 생각이 충돌하는 모순적 모델, 자신만의 독창적인 논리를 고수하는 고착적 모델, 일관된 체계를 구성하지 못하는 단절적 모델의 네 가지 멘탈 모델 유형이 도출되었다. 이러한 결과는 초등학생들의 개념 전이 과정이 기존 지식과 새로운 과학 개념 간의 복합적인 상호작용임을 보여준다. 이를 토대로 개념 전이 과정을 지원하기 위해서는 메타개념적 성찰을 촉진하는 기회와 교과서 서술의 한계를 보완하는 교사의 교수적 보완, 학습 초기에 학생의 초기 모델을 진단하는 교수 전략이 필요함을 제언하였다.