[논문 리뷰] Views from students and professors in a nonmajor introductory physics course: What is interdisciplinarity?

Ian Descamps, Thomas Moore외 1명|arXiv (Cornell University)|2020. 05. 11.

Interdisciplinary Research and Collaboration참고 문헌 19인용 수 8

한 줄 요약

이 연구는 폼오나 컬리지의 비전공자 대상 일반 물리학 수업에서의 다학제적 접근의 역할을 학부생, 물리학 프로프레서, 비물리학 프로프레서와의 인터뷰를 통해 조사한다. 연구 결과, 이해관계자들은 다학제적 관련성의 중요성에 대해 널리 공감하지만, 물리학 프로프레서는 핵심 물리 개념을 강조하는 반면, 비물리학 프로프레서는 분야별 응용을 강조함으로써 비전공자 물리교육에 대해 서로 다른데도 상호 보완적인 시각을 드러낸다.

ABSTRACT

While students and nonphysics professors expressed desires for the presence of interdisciplinary applications and connections in general college physics, physics professors identified potential risks involved in implementing such interdisciplinarity.

연구 동기 및 목표

• 비전공자 일반 물리학 수업에서 학부생, 물리학 프로프레서, 비물리학 프로프레서가 물리학의 역할을 어떻게 인식하는지 이해하는 것.
• 이 세 이해관계자 집단 간의 학습 목표가 어떻게 일치하고, 다름을 조사하는 것.
• 비물리학 전공자들을 위한 물리교육에서 다학제적 접근이 어떻게 개념화되고 가치가 주어지는지 조사하는 것.
• 비물리학 과학 전공 학부생에게 가장 의미 있는 진정한 물리학 내용과 광범위한 학습 목표를 특정하는 것.
• 비물리학 전공 분야의 시각과 물리학 프로프레서의 의견을 통합하여 다학제적 유기성을 향상시키는 데 기여할 수 있는 수업 설계를 안내하는 것.

제안 방법

• 다양한 분야의 14명의 학부생, 6명의 물리학 프로프레서, 10명의 비물리학 프로프레서와의 반구조화된 음성 녹음 인터뷰를 실시함.
• 모든 인터뷰를 녹취하고 질적 주제 분석을 적용하여 다학제적 접근과 학습 목표와 관련된 부상하는 주제를 식별함.
• 다른 이해관계자 시각을 분석하기 위해 비교 프레임워크를 사용하였으며, 특히 다학제적 관련성의 표현 방식에 차이가 있는지 집중함.
• 이전 수업 전환 모델의 통찰을 활용하여 인터뷰 설계를 지도함. 이는 이해관계자 입력과 학생 사고 방식의 문서화된 기록을 포함함.
• 지질학, 환경 분석, 화학 등 학부생의 주 전공과 관련된 목표를 지원하는 물리학의 역할에 집중함.
• 교육 연구에 기반한 혼합 방법론을 사용하였으며, 연구 기반 수업 전환을 위한 기존 프레임워크를 활용함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 학부생, 물리학 프로프레서, 비물리학 프로프레서는 비전공자 일반 물리학 수업의 목표에서 얼마나 일치하는가?
• RQ2 비물리학 프로프레서의 시각은 물리학 프로프레서의 시각과 비교해 볼 때, 자신의 분야에서 물리학의 역할에 대해 어떻게 다를까?
• RQ3 이 세 이해관계자 집단 간에 다학제적 접근이 어떻게 다르게 표현되고 가치가 주어지는가?
• RQ4 비물리학 과학 전공 학부생과 그들의 지도교수는 어떤 특정 물리학 내용과 광범위한 학습 목표를 가장 관련성이 있다고 보는가?
• RQ5 어떻게 이해관계자 기반 수업 설계를 통해 비물리학 전공자들의 필요에 더 잘 부합하는 물리교육을 개선할 수 있는가?

주요 결과

• 이해관계자들은 다학제적 관련성의 중요성에 대해 널리 공감하지만, 이를 각자의 전공적 시각에서 다르게 표현한다.
• 물리학 프로프레서는 에너지, 힘, 시스템 사고와 같은 핵심 물리 개념을 진정한 물리학 학습의 중심으로 강조한다.
• 비물리학 프로프레서는 환경 과학에서의 유체역학이나 지질학에서의 열역학 등 자신의 분야에 맞는 물리학 응용을 우선시한다.
• 학생들은 실생활 현상에 대한 이해를 돕는 데서 물리학의 유용성을 중요하게 여기며, 특히 정량적 추론과 연결될 경우 더욱 그렇다.
• 다른 표현 방식이 있음에도 불구하고, 모든 이해관계자 집단은 물리학이 다학제적 유기성과 기계적 암기 외의 과학적 소양을 지원해야 한다는데 공감한다.
• 본 연구는 비물리학 프로프레서의 시각이 학생들의 참여도와 관련성 향상을 위한 의미 있는 다학제적 연결 고리를 식별하는 데 필수적임을 드러낸다.