In this study we investigated pre-service teachers’ difficulties in reading physics textbook images related to general relativity. We interviewed 27 pre-service teachers with majors in physics education, and for that purpose, we used five images taken from a secondary physics textbook. From the results, we first found that ‘real-world objects versus symbolic elements’, ‘selection and salience’, and ‘reading verbal elements’ were the types of difficulties most frequently encountered. Second, the textual/graphical features of the images causing difficulties in reading the images were associated with the physics concepts related to the images. Third, ‘dimension transformation’, that is, understanding the 4D curvature of space visualized as a 2D image, was a unique feature of difficulty in reading images about general relativity. Finally, the reading of a physics image was found to be similar to the composing of a story because reading the image means constructing a process for the interaction between the components of the image by using the ideas of physics.

Keywords: General relativity, Reading image, Physics textbook

본 연구의 목적은 물리I 교과서 일반 상대성 이론 관련 삽화를 해석하는 과정에서 예비 교사들이 겪는 어려움에 대하여 알아보는 것이다. 이를 위해 27명의 사범대 물리교육전공 학생들에게 개방형 설문과 심층 면담을 실시하고 자료를 수집하였다. 면담 내용은 동영상 및 음성 파일로 녹취한 후 전사하여 귀납적 방법을 사용하여 분석하였다. 연구 결과 첫째, ‘실제 대 상징 읽기(R/S)’, ‘선택과 부각점(SEL)’, ‘언어적 요소 읽기(VE)’ 유형이 가장 많이 나타났다. 둘째, 삽화 해석의 어려움 유형들은 관련 물리 개념, 즉, 상의 형성이나 시공간의 왜곡, 관성력 등과 복합적으로 연결되어 학생들의 이해의 어려움을 유발하였다. 셋째, 상대론 삽화의 경우 3차원 또는 3차원 공간의 왜곡을 2차원 이미지로 표현하는 과정에서 오는 해석의 어려움(DT)이 나타났다. 넷째, 삽화 해석 과정은 삽화의 각 구성요소를 파악한 후 관련 물리 이론을 바탕으로 스토리를 구성하는 이야기 구성하기와 유사하였다. 

Keywords: 상대성 이론, 삽화 읽기, 물리 교과서