용해 현상에 대한 초등학교 과학 교과서의 내용 분석 및 지도 실태

강대훈,백성혜 한국초등과학교육학회 2003 초등과학교육 Vol.22 No.2

This study was to analyze how elementary school science textbooks explain dissolution and to examine the patterns of elementary school teachers' conceptions on dissolution and the teaching practices on dissolution of elementary school teachers. According to the result of the textbook analysis, the textbooks based on the 7th curriculum didn't explain dissolution very differently from those based on the 6th curriculum. The contents dealing with dissolution in the textbooks of 7th curriculum became difficult gradually as the year went up, but the connected organization of the contents made students learn it easily. For example, in order to learn dissolution introduced first in the 3rd year 2nd semester textbook, students would tell soluble substance in water from insoluble substance in water as they put powdered substance in water. In the 5th year 1st semester textbook students were supposed to acquire the knowledge related to dissolution through the designed activities such as comparing solubility produced by different solvents and defining a solvent, a solute, dissolution, and a solution. In addition, teachers' guide for 5th year 1st semester textbook elucidated the principle of dissolution using attraction concept that was scientific. The result of the survey on teachers showed that 90% of elementary school teachers understood the dissolution of salt in water just as millet particles' filling the space between bean particles and they responded that they demonstrated millet particles' filling the space between been particles when they taught the dissolution of salt in water. When it comes to teachers who had the right idea on dissolution as the attraction conception, understanding was one thing and teaching was another, because they often instructed dissolution as the space conception in the real teaching.

중등학교에서의 용해 현상의 지도 실태 조사

姜?勳,白盛惠,朴國泰 한국교원대학교 과학교육연구소 2000 청람과학교육연구논총 Vol.10 No.1

이 연구에서는 중등학교 과학 교과서에서의 용해 현상 및 그와 관련된 내용에 대한 설명의 적절성과 과학 교사들의 지도 실태를 알아보았다. 연구 결과, 현재의 중 · 고등학교 과학 교과서에는 용해를 단순히 두 물질이 고르게 섞이거나 한 물질이 다른 물질 속으로 녹아 들어가는 현상으로 설명을 하고 있어 용해 과정을 용매화로 제대로 이해하기 어려운 실정이다. 또한, 설문 응답 교사들 중에는 용해를 콩 사이로 좁쌀이 끼어 들어가는 것과 같이 입자의 크기 차이에 비유하여 설명하는 경우가 많았다. 이와 같은 결과는 교사 자신이 용해 현상에 대해서 잘못 이해하고 있을 뿐 아니라 학생들에게 잘못된 개념이 그대로 전수되는 것으로 보인다. 결국 교사가 가지고 있는 옳지 못한 개념이 학생들에게 그대로 전이되어 용해에 대한 올바른 개념 형성을 어렵게 만들 것으로 생각된다. This study was to examine the appropriateness of explanation and science teachers' teaching practices on dissolution in secondary school science textbooks. The result showed that students had difficulty in understanding the process of dissolution as solvation. Because the textbooks referred dissolution as a mixture of two substances. According to the survey, many teachers usually compared dissolution to small particles' filling the space between large particles due to the difference of size among particles such as beans and rices. This survey told us that teachers themselves misunderstood dissolution. Eventually, students are expected to have a hard time in forming the right concept of dissolution by the misunderstanding of teachers.

중학생들의 용해 현상 이해에 대한 연구

강대훈,白盛惠,朴國泰 한국교원대학교 과학교육연구소 2001 청람과학교육연구논총 Vol.11 No.1

이 연구에서는 중학생들의 용해 현상 및 그와 관련된 내용에 대한 이해 실태를 알아보았다. 연구 결과 75% 이상의 학생들이 용해를 입자의 크기 차이로 인하여 한 물질이 다른 물질 사이로 들어가는 현상으로 이해하고 있었으며, 일부 학생들은 용해가 일어나면 용질이 없어지거나 용매에 포함되는 것으로 이해하고 있었다. 또한, 학생들은 용해 현상을 큰 입자 사이로 작은 입자가 들어가는 것으로 이해함으로써 정작 용해가 될 때 부피가 감소하는 이유를 제대로 설명하지 못하였다. 그리고 용해도에 미치는 용질 상호간의 영향에 대한 이해는 매우 낮은 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 중학교 과학 교과서의 용해 관련 개념의 설명이 불충분하고 과학 교사들의 부적절한 모형 사용에 의한 설명 때문으로 생각된다. 따라서, 중학생의 이해 수준에 알맞은 교과서의 설명과 용해 현상을 입자적 관점에서 시각적으로 보여줄 수 있는 적절한 모형의 개발이 요구된다. This study was to examine middle school students' understanding of dissolution. More than 75% students understood that dissolution was caused by small particles' filling the space between large particles due to the difference of size among particles. Some other students responded that solute disappeared or was absorbed in a solvent as the result of dissolution. Besides, they didn't know that space between particles was the reason of the volume's decreasing after the process of dissolution. Instead, they explained that space between particles caused dissolution. And they hardly understood the fact that solutes affect solubility. Students' misunderstanding about the concept of dissolution resulted from the lack of the explanation on the right concept of dissolution in science textbooks and the inappropriate use of the dissolution model by teachers. In conclusion, we need the appropriate explanation in middle school science textbooks that consider the students' level and the development of the appropriate model that demonstrates dissolution in the perspective of particles.

화학 변화 개념에 대한 중학교 2학년 학생들의 선개념 조사 및 선개념 갈등상황 제시를 통한 개념변화 학습이론의 효과 분석

白盛惠,강대훈,金惠敬,蔡禹基,權鈞 한국교원대학교 과학교육연구소 1999 청람과학교육연구논총 Vol.9 No.1

본 연구에서는 중학교 2학년 학생들의 선개념을 조사하고, 개념변화 학습이론을 적용한 과학 수업을 제공함으로써 학습자의 학습 동기가 잘못된 선개념을 올바른 과학 개념으로 바꾸는데 어떠한 역할을 하는지 알아보았다. 이를 위하여 개념변화 학습이론에 근거한 수업을 받은 학습자의 선개념의 변화를 전통적인 수업을 받은 학습자의 선개념 변화와 비교하여 보았다. 연구 결과, 학생들은 중학교 1학년때 배운 물리 변화를 화학 변화의 개념과 혼동하여 화학 변화를 단순히 물리적 변화인 상태 변화로 인식하거나, 이와 관련된 잘못된 선개념들을 많이 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한 화학 변화의 한 예인 연소 현상에 대해서는 초등학교 6학년부터 학습한 내용임에도 불구하고 눈에 보이지 않는 산소의 결합을 인식하지 못하였으며, 많은 문제의 상황에서 질량 보존의 법칙을 기계적으로 적용하는 특징도 보였다. 수업의 효과로는 개념변화 수업을 받은 학생들이 과학적 개념을 부분적으로 또는 완벽하게 이해를 한 비율은 50%를 넘지 못하였다. 그러나 이 비율은 교과서에 의존한 전통적인 수업을 받은 학생들의 과학적 개념 이해 비율인 39% 보다는 높은 비율이라고 할 수 있다. 개념변화 수업을 받은 학생들의 올바른 과학 개념 습득 비율이 전통적 수업을 받은 학생들의 비율보다 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발하여 실시한 개념변화 수업은 학습자의 올바른 과학 개념 습득에 효과적이라고 할 수 있다. Preconceptions of middle school students related to chemical change the students are surveyed. The students are divided into experimental group that are learned by concept change theory teaching model, and control group that are learned by traditional teaching method based on science textbooks. After the planned classes, the tendencies of concept change of the two groups according to students learning motivations are analyzed. New teaching methods, which based on concept change learning model and students learning motivations, developed by this research. And the effects of the new teaching method are testified. As a result, it is proved that most of the students have a lot of preconceptions, and persist the wrong conceptions after the classes. This tendency is same in the control group and in the experimental group.

중학교 화학 분야의 개념 연구에 대한 문제점 분석

朴恩姬,姜대勳,白盛惠,朴國泰,金惠敬,蔡禹기,權鈞 한국교원대학교 과학교육연구소 1999 청람과학교육연구논총 Vol.9 No.1

중학교 화학 분야의 오개념 조사에 사용된 설문지의 문제점을 밝혀, 학생들의 정확한 오개념 조사를 위한 바탕을 마련하고자 한다. 기존의 중학교 화학 분야에 대한 오개념 조사 설문지가 연구 대상 학생들에게 잘못 사용되고 있었으며, 문항 내용 자체에도 오류가 있었음을 지적하고자 하는 것이다. 선행 연구들의 분석 결과들이 오개념이 아니라 무개념임을 확인하기 위하여 중학교 1학년 학생 182명을 대상으로 두 종류의 설문지 A와 B를 투입하여 조사하였다. 설문지 A는 오개념 연구를 위해 선행 연구들에서 사용한 문항들로 이루어진 것으로, 이를 투입한 결과를 선행 연구들의 결과들과 비교하기 위한 것이다. 그리고 설문지 B는 설문지 A에서 응답한 학생들의 구체적인 생각을 알아보기 위하여 새롭게 개발한 것이다. 설문지 A를 통해 얻은 결과와 선행 연구들에서 얻은 결과들을 비교할 때, 전반적으로 일관성이 없게 나타났으며, 중학교 1학년 학생들의 주관식 정답률이 객관식 정답률에 비해 매우 낮게 나타나는 공통점은 있었으나, 문항 자체의 오류들이 발견되었다. 설문지 B를 통해 학생들의 생각을 알아본 결과, 설문지 A에서 과학적 개념과 오개념으로 분류된 학생들 중에서 무개념으로 판단된 경우가 많았다. This study was to clarify the problems of questionnaires related to misconception researches of middle school chemistry and to prepare a ground for the correct misconception research for students. For these purposes, the questionnaires of the misconception researches related to chemistry in middle school were analyzed, and the mistakes of the questions which were used in 7th grade students were found, based on a definition of misconceptions in this study. Also, the errors in contents of the questionnaires were indicated. The results of the analysis revealed that most of the 7th grade students did not have misconceptions contrary to some of the previous researches conclusions. They only had no conceptions related to the contents. In order to support this analysis, two different questionnaire sets (questionnaire set A and B) for 182 7th grade students were used. After obtaining similar results to those of the previous researches by the questionnaire set A, the students' thoughts were examined by the questionnaire set B. From the results of this study, the correct answer rates of subjective questions were very low compared with those of objective questions in the questionnaire set A for 7th grade students. It was hard to find consistency among the results of the researches using the questionnaire set A. And many contents of the questions consisted of the questionnaire set A were not consisted with a definition of misconceptions. There were errors in the contents of the questions, too. The students classified as the having-science-concepts group and the having-misconceptions group by the questionnaire set A were classified as the having-no-concepts group by the questionnaire set B.

초등학교와 중학교 과학 교과서의 화학 영역에 대한 연계성과 중학생들의 화학 개념에 대한 인식 분석

韓有花,강대훈,梁一鎬,白盛惠,朴國泰 한국교원대학교 과학교육연구소 1999 청람과학교육연구논총 Vol.9 No.1

제 6차 교육과정에 따른 초등학교와 중학교 과학 교과서의 화학 영역에 대한 연계성을 분석하고, 화학 개념에 대한 중학생들의 인식을 조사하여, 학습자 수준에 맞고 연계성 있는 과학 교과서 제작의 기초를 제공하고자 한다. 이를 위하여 초등학교와 중학교 과학과목의 교육목표와 화학 영역 내용체계간의 연계성을 분석하고, 화학 개념에 대한 중학생들의 인식을 조사하였다. 연구 결과, 제 6차 교육과정의 초등학교와 중학교 과학과 교육목표는 거의 반복 진술되어 있음을 알 수 있었다. 또한, 물질의 미시적 세계를 다루고 있는 물질의 구성 영역에서 초등학교와 중학교간의 단원별 목표와 내용체계의 간격이 다소 큰 것으로 보아 연계성이 부족하다는 것도 알 수 있었다. 그리고 연계성이 부족한 영역에 대해 학생들은 대체적으로 이해하기 어렵다는 반응을 보였으며, 연계성 있는 내용조직이 학생들의 내용 이해에 영향을 줄 수 있다는 것을 알 수 있었다. This study was to analyze the articulation between chemistry contents of science textbooks at elementary and middle school level, to survey students' perceptions on chemistry concepts, to establish guidelines for science textbooks that not only meet the needs of learners but also fit in a coherent way. In order to do this, we analyzed links of the aims and the organization of chemistry contents of elementary and middle school science textbooks, we also surveyed students' perceptions on chemistry concepts students had retained. The study revealed that the 6th middle school curriculum was almost a duplicate of the elementary school syllabus. And there was no interrelation between the organization of chemistry contents and the aim of the chapter which built up a logical picture of the world at a molecular level. It was also found that the lack of coherence between science textbooks in elementary and middle school was a major cause of student difficulty.

화학과 생물 교과서에서 삼투 개념에 관한 설명 유형 분석

고영환,강대훈,박동조,김동욱,백성혜 한국과학교육학회 2002 한국과학교육학회지 Vol.22 No.4

이 연구에서는 고등학교와 대학교 화학과 생물 교과서에 제시된 삼투 개념에 대한 설명 유형 및 그림표현 유형을 분석하였다. 그리고 고등학교 화학Ⅱ 교과서와 생물Ⅱ교과서의 단원을 분석하였다. 분석 결과, 삼투현상에 대해서는 용매의 확산으로 설명하는 유형, 충돌로 설명하는 유형, 수화로 설명하는 유형, 농도의 평형으로 설명하는 유형 그리고 구멍을 막는 것으로 설명하는 유형 등 다섯 가지 유형으로 설명하고 있었다. 그리고 삼투 개념에 대한 설명 유형과 교과서에 제시된 그림 표현 유형 사이에 일치하지 않는 경우도 분석되었다. In this study, we analyzed types of explanation on osmosis concept that were represented in chemistry and biology textbooks of high school and college. There were 5 types of explanation on osmosis concept. The types of explanation were diffusion of solvent, collision, hydration, equilibrium of concentration and screen of holes. Last two types of explanation were classified into misconceptions. The various types of explanation on osmosis concept might cause to have be a reason that students had many misconceptions and to feel difficult to learn about osmosis concept. Many of textbooks is accord to types of concept explanation and figure explanation on osmosis but some is not

초인지 수업 모형이 자기장 개념 형성에 미치는 효과

이희정,강대훈,백성혜 한국초등과학교육학회 2003 초등과학교육 Vol.22 No.2

The objective of this research was to study the impact of metacognitive lesson models on the formation of magnetic field concepts. The subjects of this research was eighty students from two sixth grade classes. One class of forty of these students was the experimental group, which the metacognitive strategic lesson model was applied, and the other class of forty students was the control group which the traditional lessons were conducted. As the result of the experiment, the experimental group and the control group, which previously did not show difference in terms of achievement of conceptualizing magnetic field, displayed a significant difference. According to the comparison between the pre-experiment test on the students' previous concepts and the achievement of the students after the experiment, the middle group showed difference between the experimental group and the control group in a small degree. The lower group showed a notable difference between the two groups and the higher group showed no difference. In terms of achievements shown in different questions asked, there was little difference in the questions that were stated in the textbook while there was a significant difference in the questions that applied the contents of the textbook. The higher academic group, according to the test on the previous concepts, did not show much difference between the experimental group and the control group when they were asked about the concepts of the textbook. In terms of the comparison in the metacognitive levels, both the higher and lower metacognitive experimental groups' average grade was higher than the control groups' and showed an important statistical difference.

초등학교 과학수업에서 교사의 학습 동기 전략 분석

김동욱,이성숙,강대훈,백성혜 한국초등과학교육학회 2004 초등과학교육 Vol.23 No.1

The purpose of this study was to define teachers' learning motivation strategies and students' responses by analyzing science classes and interviews. The subjects were first grade and sixth grade teachers and students of an elementary school. The analysis tools are based on Keller's ARCS theory. The differences of teachers' motivation strategies were analyzed by grades and teachers' and students' backgrounds. The interviewers were composed of three teachers and three students of first grade, and three teachers and three students of sixth grade. The data were collected by recording of the classes using tape recorders, video cameras, and notebooks written by researchers. The results are as follows. First, teachers had their own styles of teaching strategies in their classes. Especially teachers' teaching backgrounds affected on the teachers' instructional strategies. The teachers who had long teaching experiences of lower grade students used to show a lot of attention strategies. While the teachers with long teaching experiences of higher grade students used to show few learning motivation strategies. Especially, sixth grade teachers used to show fewer confidence strategies than first grade teachers. Second, all of the teachers used to show few satisfaction strategies commonly in all the classes observed. Third, the students' recognition of the motivation strategies were not different according to their conceptions or activities of the classes. Commonly first grade students focused on the attention strategies, while sixth grade students focused on negative motivation strategies. Fourth, the teachers who believed that students need detail guidance and control recognized the needs of satisfaction strategies by students' autononmous activities after observing video tapes of other teachers' classes.

실험 평가를 통한 탐구과정 기능의 성취도와 인지 수준과의 관계 분석

민혜영,백성혜,강대훈 한국교원대학교 과학교육연구소 1999 청람과학교육연구논총 Vol.9 No.1

본 연구의 목적은 실험 평가를 이용하여 탐구과정 기능을 측정하고, 인지 수준과 탐구과정 기능의 성취도와의 관계를 알아보는 것이다. 연구 대상은 인지 수준과 지역을 유층으로 하여 중학교 2학년 162명을 표집하였다. 실험 평가는 SISS에서 사용한 실험 과정기능검사 문항을 수정·보완한 산·염기, 밀도, 염화코발트의 성질에 관한 3가지 과제를 이용하여 순환실험 형식으로 수행하였다. 탐구과정 기능은 D(계획), P(수행), R(추론) 등의 하위 기능을 포함한다. 실험 평가의 채점은 학생용 보고서를 이용하였으며, 5면의 평가자가 채점한 결과의 평균값으로 분석을 하였다. 연구의 결과 인지 수준이 발달함에 따라 탐구과정 기능의 전체 점수와 하위 기능인 D(계획), P(수행), R(추론)의 성취도와 모두 통계적으로 유의미하게 높아지는 것으로 나타났다. 그리고 인지 수준을 통제하고 탐구과정 기능의 성취도를 비교한 결과 지역간에 탐구과정 기능의 성취도 차이와 남녀간에 탐구과정 기능의성취도 차이는 나타나지 않았다. 이러한 결과를 통해, 실험 평가를 통한 탐구과정 기능의 성취도는 인지 수준에 크게 영향을 받으므로 탐구과정 기능을 향상시키기 위해서는 학습자의 인지 수준을 고려하는 것이 매우 중요한 일임을 알 수 있다. The purpose of this study is to investigate the relationship between cognitive levels and achievement of science process skills. A science laboratory process skills test based on optional instrument of the SISS was administered to a sample of 162 students in the 8th grade. Practical assessment tasks consisted of the contents about acidㆍbase, density, and a property of cobalt chloride. The format of this practical test was the station type that students had to conduct a short activity. Science process skills included three sub-skills which were categorized as designing, performing, and reasoning. As cognitive levels develop from concrete operational stage to transition stage and formal operational stage, total scores of science process skills and mean scores of sub-skills were significantly increased. Regardless of cognitive levels, all students were more successful on performing than designing or reasoning. In case of being controlled cognitive levels, gender differences and area differences were not detected in achievement of science process skills. According to these results, there was a strong relationship between cognitive levels and achievement of science process skills by practical assessment. This study implies that considering student's cognitive levels is very important for improving science process skills.