물리적 조작 중심 교육과정 내 가상 조작 도구 도입이 학생들의 전기 회로에 대한 개념 이해에 미치는 영향

이 연구는 물리적 조작 도구(PM) 중심 교육과정 내에서 가상 조작 도구(VM)가 전기 회로 및 관련 실험 과정에 대한 개념 이해에 영향을 미치는지를 조사한다. 사전-사후 비교 연구는 194명의 학부생을 임의로 다섯 가지 조건에 배정하였다: 서로 다른 PM과 VM 시퀀스를 가진 세 가지 실험 조건과 PM 또는 VM만 있는 두 가지 대조 조건. 개념 검사로 학생들의 이해도를 평가하였다. 강사의 저널, 비디오 데이터, 인터뷰가 과정 관련 데이터를 제공하였다. 결과는 조작 도구와 회로 유형 간의 상호작용을 보여주었다. 단순 회로의 경우 PM과 VM 사용이 학생들의 이해에 유사한 영향을 미쳤다. 그러나 복잡한 회로에 있어서는 VM이 PM보다 이해를 더 잘 촉진하였다: PM 사용자는 VM 사용자와 달리 적절한 개념 모델의 개발을 방해하는 과정 관련 문제에 직면하였다. VM만이 전류 흐름을 볼 수 있게 했기 때문이다. 학생들이 복잡한 회로에서 PM 사용 전에 VM을 사용했을 때, 그들은 PM 단계에서 사용할 적절한 개념 모델을 개발하였다.