아인슈타인의 광양자 발견 과정에서의 귀추적 사고 및 이 과정을 대학생들에게 적용했을 때의 광양자 이해 수준 분석 (Einstein’s Abductive Reasoning in the Discovery of a Light Quantum and Application of His Thinking Process for University Students’ Understanding of a Light Quantum)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 65권 / 9호 / 911 ~ 919페이지
· 저자명 : 김재권, 김영민, 이승우

초록

아인슈타인 (Einstein)은 흑체 복사의 난제를 해결하기 위하여 Planck, Wien, Rayleigh-Jeans와 같은 과학자들의 선행 연구를 분석하였다. 이 과정에서 아인슈타인의 문제발견은 불연속적인 원자와 연속적인 빛과의 모순적인 상호작용에서 시작된다. 빛의 복사현상과 기체 분자의 열역학적 거동을 유비하여 (analogy) 빛도 기체 분자와 같은 양자적 성질이 있음을 귀추 (abduction) 한다. 광양자 발견과정에서의 귀추적 사고는 창의적 과학자가 새로운 가설을 추론하는 한 가지 방법으로 매우 중요한 교육적 가치를 가지고 있다. 본 연구에서는 일반물리학 과목의 현대물리 부분에 대한 강의에서 귀추적 사고 과정을 중심으로 학생들 스스로 문제를 발견하고 해결해보는 유형의 수업을 실시하고 그 효과를 검증하였다. 그러나 이러한 유형의 수업 후에도 학생들은 빛을 고전적 파동으로 이해하려는 경향이 여전히 남아 있었고, 빛의 입자적 성질을 추론하는데 어려움을 보였다.

영어초록

To solve the blackbody radiation problem, Einstein examined the research results of contemporary scientists such as Planck, Wien, Rayleigh-Jeans, etc. His starting point for this scientific problem during his examination was the obvious contradiction between the continuity of light and the discontinuity of atoms when interactions of the two occur. Using an analogy between radiation and an ideal gas, he formulated a hypotheses that light also has the same quantum characteristics as the gas atom has. This thinking process, an abductive reasoning, has much pedagogical significance for fostering scientific creativity. To investigate whether students could discover and solve problems by using abductive reasoning in the modern physics part of a general physics course for university freshmen, we gave instructions on using Einstein’s abductive reasoning. The result of the study showed that the students exhibited a tendency not to change their own concept of the wave property of light, and inferring the particle properties of light was difficult for them.

참고자료

· 없음