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기하광학에서의 광선작도는 빛의 진행과정을 시각적으로 형상화할 수 있다는 측면에서 중요성을 가진다. 굴절 개념의 경우, 직진이나 반사에 비해 난이도가 높은 탓에 학생들 뿐만 아니라 교사들의 경우에도 이해도가 낮다. 올바른 개념이해를 위하여 광선을 그려보는 활동과 이를 실제 상황에 적용해보는 활동이 필요하다. 이에 따라 이 연구에서는 교사들의 시각적 형상화를 돕기 위해 광선작도 활동이 포함된 빛의 굴절에 대한 동료 교수법 교사연수 프로그램을 개발 및 적용하고 개념변화 정도를 측정하였다. 예비교사 29명과 초등교사 21명에게 각각 적용하고 사전, 사후 검사 점수를 분석하였다. 사전검사의 분석 결과, 빛의 굴절을 초중등 교육과정에서 학습하였음에도 불구하고, 수업 전에는 대부분의 연구 참여자가 굴절되는 빛의 경로를 잘 이해하지 못하고 있었다. 동료 교수법 교사연수 프로그램을 적용한 후에 시행된 사후 검사 결과, 광선작도 연습이 시각적 형상화를 도와 학습한 내용을 다른 맥락에 적용할 수 있도록 해준 것을 알 수 있었다. 따라서 빛의 굴절을 이해할 수 있는 교사연수 프로그램으로서 빛의 경로를 시각적으로 형상화 하여 이해하고 개념검사문항을 통해 이를 적용해볼 수 있는 프로그램을 제안한다.
Ray drawing in geometrical optics is an effective method for visible imagery of light. In this study, we developed peer instruction materials for in-service teachers' training concepts on the refraction of light including drawing rays. And then we applied these programs to 29 pre-service teachers and 21 in-service primary teachers and evaluated the degree of conceptual change in correct points from the pretest and the post one. As a result of pretesting, in spite of experiences for learning this topic in elementary and secondary education courses, most participants in the study did not well understand the path of refracted light before instructions. However, the result of post testing after the application of peer instruction materials shows that they have practiced ray drawing, which is helping visible imagery. Accordingly, in learning geometrical optics, we suggest that peer instruction with ray drawing activity for teachers' training program would be effective. We also suggest that similar approaches would be applied to other context.
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ray diagram, peer instruction, refraction of light, conceptest imagery, visible imagery
