전해질과 이온 및 산·염기 반응에 관한 고교생들의 개념 조사 연구 = (A) study of the conception on electrolyte, ion and acid-base reaction of high school students

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 제 7차 교육과정 과학의 '전해질과 이온' 및 '산·염기의 반응' 단원 내용에 관한 개념들을 서울시 G 고등학교 1·2학년, 남·여학생 263명에게 조사하여 고교생들의 집단별(학년별·성별), 문항별로의 응답분포와 개념의 특징과 경향을 분석하였다. 이 결과를 제 6차 교육과정 중학교 3학년에서의 응답분포와 비교 분석하고 고등학생들의 인지수준과 그 개념이 요구하는 인지수준이 적합한가를 알아보았다. 검사문항은 5개 범주의 총 14문항으로 하였고, 학생들의 개념 분석을 명확히 하기 위해 2단계의 질문 형태를 사용하였다. 연구 결과 남학생보다 여학생이 더 높은 정답률을 나타내었지만 유의미한 차이는 없었고, 저학년 보다는 고학년이 높은 정답률을 나타내는 유의미한 차이를 보였다. 중3학생과의 비교에서는 고등학교에 진학하여 다른 처치가 없었는데도 불구하고 고1학생들이 거의 모든 문항에서 훨씬 우수했다. 이는 산·염기의 관련 개념 이해에 필요한 초기 형식적 조작기나 형식적 조작기 인지수준에 있는 학생이 중3보다 고1학생들에게 더 많이 분포하기 때문인 것으로 '전해질과 이온' 및 '산·염기의 반응' 단원의 학습은 제 6차 교육과정 중학교 3학년 과학 과정에서 보다 바뀐 제 7차 교육과정 고등학교 1학년 과학에서 더욱 바람직하다고 하겠다. 그러나 『중화반응 한 혼합용액의 화학종』에 관한 개념은 더 높은 인지수준을 가진 고1학생들도 낮은 정답률을 나타내었고, 중3학생들과의 정답률 비교결과에도 별 차이가 없어 이 부분의 개념 형성에 있어서는 어려움이 있다는 것을 알 수 있었다. 또한『수용액에서 약산의 이온화』, 『이온모형과 산의 세기』, 『중화적정 시, 혼합용액의 첨가한 이온수의 변화』에 관한 개념에서도 고등학생들이 다른 부분에 비해 개념 형성에 어려움을 가지고 있는 것으로 해석되었다. 본 논문은 제 7차 교육과정 고등학교 과학 '전해질과 이온' 및 '산·염기의 반응' 단원의 학습 지도 방법을 개선하는데 있어서 교사가 보다 조직적이고 효율적인 수업 전략을 세울 수 있는 기초 자료가 될 것으로 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to find out the students' level of under standing on 'Electrolyte and Ion 'and 'Acid-Base Reaction' units in science according to the 7th National Curriculum(N.C.). The survey was administered to 263 freshmen and sophomore, male and female students from G-High School in Seoul, and was analyzed according to the response groups(grade and gender) and item by item response distribution. The results were compared with the preveously obtained results from the 3rd-year middle school students in the 6th N.C.. Also it was examined whether or not the cognitive level of high school students was appropriate for the required level for the concepts. The questionnaire consisted of fourteen questions in five categories and each question was made of two parts in order to clarify the analysis of the students' concept.
The results shows that female students had higher rate of correct answers than male students with no meaningful difference and the students in higher grade had higher rate of correct answers than those in lower grade with statistically meaningful difference. Compared with the 3rd-year middle shcool students, the 1st-year high school students' understanding was superior in almost every question even though they did not have any more study after entering the high school. It is understood because the students in the cognitive level, necessary for acid-base related concepts, of early formal operational stage or of formal operational stage are distributed more in the 1st-year high school than in the 3rd-year middle school. Therefore,?Electrolyte and Ion?and ?Acid-Base Reaction?
units in high school curriculum according to the 7th N.C. is more desirable than in middle school curriculum of the 6th N.C.. However, even the 1st-year high school students in higher cognitive level had low rate of correct answer for the conceptions on 『Chemical species of mixed solution after neutralization』, almost similar to the 3rd-year middle school students, and they also had difficulty in the concept formation. Also it showed that high school students had difficulty in concept formation and had more misconceptions on 『Ionization of weak acid in aqueous solution』, 『Ionic model and acid strength』 and 『Change in the numbers of added ions in mixed solution after neutralization』. To improve the teaching method for learning 'Electrolyte and Ion' and 'Acid-Base Reaction' units in the 7th N.C., it is expected that the teachers to use these results as the basic material in developing an efficient instructional strategy.

목차 (Table of Contents)

• 국문요약 = ⅲ
• 그림목차 = ⅴ
• 표목차 = ⅴ
• 제1장 서론 = 1
• 제1절 연구의 필요성 및 목적 = 1
• 제2절 연구 내용 = 4
• 제3절 연구의 제한점 = 5
• 제4절 용어의 정의 = 6
• 제2장 이론적 배경 = 7
• 제1절 Piaget의 인지발달 이론과 오개념 = 7
• 제2절 전해질과 이온 및 산·염기의 개념과 반응에 대한 각 교육과정 별 분석 = 11
• 제3절 선행 연구 조사 = 14
• 제3장 연구 방법 및 절차 = 18
• 제1절 연구 대상 = 18
• 제2절 검사도구와 검사실시 = 18
• 제3절 연구 절차 = 21
• 제4장 연구 결과 및 분석 = 22
• 제1절 문항 분석 = 22
• 제2절 집단간 비교 분석 = 23
• 제3절 문항별 개념 분석 = 27
• 3.1 수용액에서의 강산과 약산의 형태 = 31
• 3.2 산의 세기 비교 = 39
• 3.3 수용액의 액성 = 56
• 3.4 강산과 강염기의 중화반응 = 59
• 3.5 강염기에 강산을 첨가한 중화적정 = 67
• 제5장 결론 및 제언 = 80
• 참고문헌 = 88
• ABSTRACT = 91
• 부록1 = 93
• 부록2 = 98