본 연구의 목적은 판의 경계에 대한 그리기와 면담의 결과를 바탕으로 정신모형의 유형별 분석 준거를 도출하고 이를 근거로 고등학생들의 정신모형을 밝히는데 있다. 이를 위하여 고등학교 2학년 학생을 대상으로 충돌형, 섭입형, 발산형 판의 경계에 대한 그리기 과제와 개별 면담을 병행하여 실시하고 그 결과를 정성적으로 분석하였다. 본 연구의 결과, 판의 경계에 대한 고등학생들의 정신모형의 유형은 소박한 모형(naive model), 불안정 모형(unstable model), 인과적 모형(causal model), 개념적 모형(conceptual model)의 4가지로 분류되었다. 이러한 정신모형에 대한 분석 준거는 판과 맨틀을 구분하는지, 판과 하부 맨틀의 이동을 파악하는지, 판의 경계 지형의 특징을 인식하는지, 맨틀의 대류와 지형의 특징을 관련짓고 있는지 등의 요인이다. 판의 경계에 대한 '소박한 모형'과 '불안정 모형'을 지닌 학생들은 맨틀의 대류와 지형의 생성원인을 관련짓지 못한 반면, '인과적 모형'과 개념적 모형'을 지닌 학생들은 판의 경계에서 맨틀 대류와 지형의 생성과의 인과 관계를 인식하고 있었다. 정신모형 유형에 따라 꼭꼭 획득의 방법에 관한 학생들의 믿음을 조사한 결과, 소박한 모형과 불안정 모형을 지닌 학생들은 외부적인 권위에 의존하는 경향을 나타내었다.

The purpose of this study was to derive the criterions of each type of mental models on the plate boundaries and to investigate high school students' mental models on these concepts. The 11th grade student participants were requested to draw the collisional, convergent, and divergent boundaries and were interviewed individually. The drawings and the data gathered through the interviews were analyzed qualitatively. The mental models on the plate boundaries were classified as 'naive model', 'unstable model', 'causal model', and 'conceptual model'. The criterions for analyzing the mental models were the differentiations of the lithospheric plates and the mantle, the explanations of the motion of the plates and lower mantle, the demonstrations of topographical features of the plate boundaries and the causal relationships between the mantle convection and the topographical features. The findings revealed that the students holding 'the naive model' and 'the unstable model' were unable to relate the mantle convection and the three boundaries. In contrast, the students holding 'the causal model' and 'the conceptual model' were able to explain that the mantle convection causes the three boundaries. Also, the types of epistemological belief were different depending on their mental models. Students holding the naive model and the unstable model tended to rely upon the external authorities.

• 박수경(경남대학교 사범대학 과학교육과) | Park, Soo-Kyong