이 연구의 목적은 공기 이동에 관한 사고실험에서 나타나는 멘탈 시뮬레이션을 분석하여 예측과 설명의 생성 및 정교화 과정을 알아봄으로써 멘탈 모델링 교육에 대한 시사점을 주는데 있다. 이를 위해 문헌 연구를 기반으로 멘탈 시뮬레이션 과정 및 전략 분석틀을 개발하였으며, 과학교육 전문가 4인의 내용타당도를 확인 받았다. 연구 참여자는 초등예비교사 10명을 대상으로 하였으며, 개발된 2개의 사고실험 과제에 대해 사고발성법을 통해 총 20개의 사례를 수집하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 멘탈 시뮬레이션 과정은 문제상황 지각, 상황해석, 초기표상 진술, 심상 시뮬레이션 실행, 시뮬레이션 결과 확인, 정렬 확인, 구조화된 표상 재진술의 과정으로 나타났으며, 관련 개념을 해석하여 초기 표상을 진술한 후 여러 차례의 심상 시뮬레이션의 실행을 통해 설명과 예측을 생성하고 정교화 하고 있음을 확인하였다. 둘째, 멘탈 시뮬레이션 과정에서 확대, 분할, 차원강화, 차원감소, 첨가, 제거, 대체, 최소최대화와 같은 시뮬레이션 전략의 사용이 확인되었다. 시뮬레이션 전략의 사용은 문제 상황의 메커니즘 요소를 발견하는데 기여하였다.
본고의 목적은 공기 이동에 관한 사고실험에서 나타나는 멘탈 시뮬레이션을 분석하여 예측과 설명의 생성 및 정교화 과정을 알아봄으로써 멘탈 모델링 교육에 대한 시사점을 주는데 있다.