힘과 운동 개념과 관련된 거리 측정 기반의 운동마찰력 교수⋅학습 자료 개발

• 영문명: Development of Kinetic Friction Teaching Materials based on Distance Measurement Related to Force and Motion Concepts
• 발행기관: 학습자중심교과교육학회
• 저자명: 전성수(Seongsoo JEON)
• 간행물 정보: 『학습자중심교과교육연구』제22권 5호, 31~44쪽, 전체 14쪽
• 주제분류: 사회과학 > 교육학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2022.03.15

국문 초록

목적 이 연구는 물리학 교육에서 힘과 운동 개념과 관련된 거리 측정 기반의 운동마찰력 교수⋅학습 자료를 개발하는데 그 목적이 있다. 방법 이를 위하여 힘과 운동 개념 수준에서 운동마찰력을 구할 수 있는 물리식을 전개하여 거리 측정 기반의 운동마찰력 탐구 과정을 구성하고, 과학영재 사사과정 중학생들의 탐구 수행 결과를 통해 그 실효성을 검증하였다. 결과 이 연구를 통해 힘과 운동의 기초 역학 개념 수준에서 운동마찰력을 측정할 수 있는 물리식을 전개하였으며, 거리 측정 기반의 운동마찰력 교수⋅학습 과정을 스프링 슈터 제작하기, 초기 속도 구하기, 운동마찰력 구하기로 구분하여 제시하였다. 그리고 연구대상의 교수⋅학습 탐구 과정에서의 단계별 수행 결과들을 통해 거리 측정 기반의 운동마찰력 교수⋅학습 자료에 대한 교육적 실효성을 확인하였다. 결론 이러한 결과를 바탕으로 이 연구에서 개발된 거리 측정 기반의 운동마찰력 교수⋅학습 자료는 기존의 운동마찰력 측정 실험들의 일부 단점들을 보완할 수 있다. 주위에서 구하기 쉬운 재료를 사용하여 학습자 스스로 운동마찰력을 측정할 수 있는 학습 도구를 제작할 수 있으며, 운동하는 물체의 속도가 점점 느려지다가 멈추는 일반적인 마찰 현상에서 물체의 이동 거리를 측정한 자료만으로 물체의 운동마찰력을 구할 수 있는 탐구학습이 가능하다. 따라서 이 연구에서 개발한 교수⋅학습 자료는 학습자 스스로 학습 도구를 제작하고 관찰 현상의 정량적인 물리량을 탐구할 수 있는 자료로서 학습자들로 하여금 문제를 해결하기 위한 실제적인 탐구를 경험하는데 도움이 될 수 있을 것이다.

영문 초록

Objectives The purpose of this study is to develop kinetic friction teaching materials based on distance measurement related to force and motion concepts in physics education. Methods The distance measurement-based kinetic friction inquiry process is guided by processing the physics equation that can obtain kinetic friction at the level of force and motion concept, and the effectiveness of the material was verified through the inquiry performance results of middle school students in the science gifted course. Results Through this study, a physics equation was developed that can measure kinetic friction at the level of the basic mechanics of force and motion. And the distance measurement-based kinetic friction inquiry process was divided into spring shooter making, initial velocity finding, and kinetic friction finding. In addition, the educational effectiveness of distance measurement-based kinetic friction teaching materials was confirmed through the results of the students step-by-step performance in the inquiry process. Conclusions Based on these results, the distance measurement-based kinetic friction teaching materials developed in this study could compensate for some of the shortcomings of the existing experiments. Using materials that are easily available around, it was possible to create a tool that allows learners to measure force of kinetic friction by themselves. And in the general friction phenomenon where the velocity of a moving object gradually slows down and then stops, it was possible to investigate the kinetic friction of an object only by measuring the moving distance of the object. Therefore, the teaching materials developed in this study are learning materials that can make tools and investigate quantitative physical quantities of observed phenomena. It can help learners to experience practical inquiry in planning and carrying out the process to solve problems.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 연구방법 및 절차

Ⅲ. 거리 측정 기반의 운동마찰력 교수⋅학습 자료 개발

Ⅳ. 적용 및 논의

Ⅴ. 결론 및 제언

참고문헌

키워드

물리교육 운동마찰력 힘과 운동 거리 측정 과학영재 중학생 Physics Education Kinetic Friction Force and Motion Distance Measurement Science Gifted Middle School Student