화학교과 실험교육 연구의 최근 사례 리뷰 및 현장교육 활용 방안 제안

정대홍,손미현 한국현장과학교육학회 2018 현장과학교육 Vol.12 No.4

Science experiment allows students to concretely and interestingly learn science contents that are abstract and new to them. However, when experimental methods have faults or incorrectly designed to lead incorrect interpretation, their results are difficult to interpret, or they are unable to perform, science experiments cannot play their pedagogical roles. This article analyzed studies on chemical experiment and reviewed several cases that have pedagogical significance. This review recognized there are rooms of school experiment improvement and found the necessity of consistent interest of school experiment analysis and its problem solving as well as development of alternative experiments applicable to school lab. 과학 실험을 통해 학생들은 추상적이고 새로운 과학 내용을 구체적이고 흥미롭게 학습할 수 있다. 하지만, 실험 방법이 오류가 있거나 정확하지 않아서 실험 결과가 잘못된 해석을 유도하거나 해석하기 어려운 결과를 만들거나 실험 자체가 수행하기 어려운 사례들이 있어서 과학 실험의 교육적 역할을 제대로 수행하지 못하게 된다. 본 논문에서는 최근 십여 년의 화학 실험 교육 관련 연구를 검토하고 교육적 함의가 큰 여러 사례를 재구성하여 리뷰하였다. 이를 통해 학교 실험은 개선의 여지가 많으며, 지속적인 관심을 가지고 학교 실험을 분석하고 문제가 발견되면 원인을 규명하고 더 나아가 학교 현장에서 활용할 수 있는 대안 실험을 개발할 필요가 있음을 확인할 수 있다.

기체 부피변화를 이용한 화학반응속도 측정 실험의 이해 및 개선 연구: HCl 수용액과 고체 Mg의 반응에 대하여

정대홍,방정아,윤희숙,최원호,Jeong, Dae-Hong,Bang, Jeong-A,Yun, Hui-Suk,Choe, Won-Ho 대한화학회 2006 대한화학회지 Vol.50 No.5

연구에서는 고등학교 과학 교과서에 제시된 화학반응속도 측정을 위한 실험을 수행할 때 관찰되는 현상을 이해함으로써 교과서 실험의 문제점과 그 원인을 분석하여 개선 방안을 제시하였다. 이를 위하여 화학반응속도 측정과 관련된 단원의 교과서 내용을 분석하였으며, 실험을 수행할 때 발견되는 문제점을 실험 분석을 통해 제시하였다. 교과서에 제시된 수상치환법으로 실험을 하였을 때 부피 변화가 지연되어 관찰되는 현상과 반응속도가 초기에 증가하는 현상이 관찰되었다. 이러한 문제를 해결하기 위한 개선된 실험 방법을 제안하였다. 개선된 실험에서 반응속도는 시간에 대해 일정하게 측정되었고, 그 결과를 수소이온 농도와 마그네슘 리본의 표면적의 관점에서 해석하였다. this study we analyzed and improved an experiment measuring chemical reaction rates introduced in the high school science textbooks through an understanding of the phenomena observed in carrying out the experiment. For this purpose, the contents of textbooks related to the experiment were analyzed, and the problems observed in carrying out the experiment were addressed through experimental analysis. When the experiment was carried out by the method of aquatic transposition presented in textbooks, the observed volume change of H2 gas was delayed and chemical reaction rate was increased in the early stage of reaction period. To resolve these problems, an improved method for measuring the reaction rates was suggested. In the improved experiment the reaction rate was measured to be constant on time, which was interpreted in terms of the concentration of H+ and the surface area of magnesium.

개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습의 효과:화학 I ‘금속과 그 이용’ 단원을 중심으로

정대홍,방정아,최취임,최원호,Jeong, Dae-Hong,Bang, Jeong-A,Choi, Chui-Im,Choi, Won-Ho 대한화학회 2006 대한화학회지 Vol.50 No.5

연구에서는 고등학교 화학 수업에서 개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습을 실시하고, 학생들의 인지 수준에 따른 과학 탐구능력, 과학 수업에 대한 태도에 미치는 효과와 수업에 대한 인식을 알아보았다. 서울에 소재한 남자 고등학교 2학년 4개 학급의 학생들(92명)을 대상으로 개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습을 실시한 처치집단과 실험과정이 모두 제시된 실험 수업을 실시한 통제집단으로 배치한 후, 화학의 ‘금속과 그 이용' 단원에 대해서 수업을 실시하였다. 연구 결과에 의하면, 개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습은 과학 탐구능력 향상에 관해서 실험설계, 자료 변환 및 해석, 가설검증의 영역에서 유의미한 효과가 있었으며 문제 파악 및 정의, 가설설정의 영역에서는 효과가 없었다. 한편, 개방적 과학 탐구학습에서 학생들의 역할 및 수행할 과제의 증가로 인해 과학 수업에 대한 태도는 처치집단에 부정적인 효과가 나타났다. In this study, we analyzed the effects of science inquiry learning that applies open-ended hypothesis-testing learning model in a high school chemistry class of grade 11 in respect of science process skills, science-related attitude, and appreciation towards science class by cognitive level. Open-ended science inquiry learning activities on Metals and their applications unit in Chemistry I were developed and applied to the treatment groups while the conventional science activities were applied to the control groups. Four classes of 92 students in a high school located in Seoul were assigned into the treatment and control groups, respectively. According to the results in the test of science process skills, the students treated with the alternative experiments emphasizing open-ended hypothesis-testing obtained higher scores in experimental design, data conversion and description, and hypothesis test than those with conventional experiments but not in problem cognition and definition and hypothesis fixing'. There was negative effect on science-related attitude due to increased roles and tasks in the open-ended science inquiry learning activities.

[수필] 我執과 矜持

鄭大洪 한국마케팅연구원 1977 마케팅 Vol.11 No.3

Fe - 30Ni - C Martensite 합금의 조성변화와 Tempering Temperature 에 따른 인장 및 충격 특성에 관하여

정대홍,김도훈,문인기 대한금속재료학회 1982 대한금속재료학회 학술대회 개요집 Vol.1982 No.1

지식정보화 사회에서의 과학탐구 교육 방향성 탐색

정대홍,손미현 한국현장과학교육학회 2020 현장과학교육 Vol.14 No.3

In the knowledge-information society, data literacy and knowledge information processing competency are essential. This competency has both general literacy and curriculum contexts. This study extracts data literacy and knowledge- information-processing-competency in the context of scientific inquiry and defines it as data-knowledge-information-processing-competency. In order to cultivate the data-knowledge-information-processing-competency, Several literatures were analyzed in three dimension of collection, analysis, and sharing. It was confirmed that the subject of data collection was personalized, the scope of data collected was expanded, and the collection tools were changed. The characteristics in the analysis dimension are exploration of the real-life context, emphasis on the data processing process, and software training for analysis. The characteristic of the shared dimension was that it broke out in a one-way shared form, the purpose of sharing was expanded, and expression education was not practiced. Based on this, we will provide the Direction of Science Inquiry Education in Knowledge-Information Based society. it is necessary to develop IoT-based exploratory tools with high sensor accuracy and that can be easily utilized by students. In addition, free scientific research can be activated if there is platform that can share measured data, research process and results. Finally, it needs to be accompanied by education that can improve data processing, transformation, and expressiveness, and development of software that can support this is required.

시분해 공명 라만 산란 분광법

정대홍 한국광학회 2004 광학과 기술 Vol.8 No.4

고수분 음식물 건조장치 개발

정대홍 ( Dae Hong Jung ),윤종현 ( Jong Hyun Yoon ),최성민 ( Sung Min Choi ),임기현 ( Ki Hyun Lim ),송대빈 ( Dae Bin Song ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1

2012년 국내 총 폐기물(지정폐기물 제외) 발생량은 382,009 톤/일 으로 이 중 12.8%를 차지하는 생활폐기물 중 음식물·채소류폐기물 발생량은 13,209 톤/일 으로 이중 음식물 폐기물은 탈수 후 사료 제조 또는 매립 처리되고 있다. 본 연구에서는 고수분 음식물 쓰레기를 재활용한 고형연료 제조에 필요한 건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 본 연구를 위해 건조용량 500 kg/hr인 실험실용열분해장치를 제작하였다. 회사 구내식당 및 창원시에서 수거된 음식물 쓰레기를 실험 원료로 사용하였다. 건조공기 투입 온도에 따른 음식물 쓰레기의 건조 특성을 파악하였다. 음식물 쓰레기 건조실험 결과, 총 건조소요시간은 약 20시간 정도로 나타났으며, 건조속도는 약 2.90 %/hr로 나타났다. 건조시간은 연구목표치인 1회당 15시간보다 5시간 소요된 것으로 나타났으나 투입 및 배출에 소요되는 예열 및 냉각 시간을 제외하면 약 16시간으로 연구목표치에 근접한 것으로 판단된다. 투입건조공기 온도에 따른 건조시간은 큰 차이를 보이지 않았으며, 특히 155℃에서 21시간으로 나타나 향후 폐열 활용 시 200℃ 이상의 고온의 공기를 사용하지 않아도 건조작업이 가능함을 확인하였다. 건조시간 단축을 위해서는 투입공기의 온도보다는 투입공기와 음식물 쓰레기의 접촉 면적이 큰 영향을 끼치는 것으로 판단된다.

복수 이동물체의 선별적 이동추적방법에 관한 연구

정대홍(Jung Dae Hong),김성일(Kim Sung Il) 한국통신학회 1999 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.1999 No.7

소각장 폐열을 활용한 고수분 음식물 건조장치 개발

정대홍 ( Dae Hong Jung ),윤종현 ( Jong Hyun Yoon ),최성민 ( Sung Min Choi ),임기현 ( Ki Hyun Lim ),송대빈 ( Dae Bin Song ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

2017년 국내 총 폐기물(지정폐기물 제외) 발생량은 414,626 톤/일 으로 이 중 12.9%를 차지하는 생활폐기물 중 음식물ㆍ채소류폐기물 발생량은 14,400 톤/일 으로 이중 음식물 폐기물은 탈수 후 사료 제조 또는 매립 처리되고 있다. 본 연구에서는 고수분 음식물 쓰레기를 재활용한 고형연료 제조에 필요한 건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 쓰레기소각장 스팀 및 열풍을 건조열원으로 사용한 건조용량 10,000 kg/hr인 쓰리기소각장용 건조장치를 제작하였다. 삼성중공업 식당에서 발생되는 음식물 쓰레기를 실험원료로 사용하였다. 적재용량 약 3.5 톤인 음식물 쓰레기 운반용 차량에서 투입호퍼에 배출시킨 후 투입용 포크레인과 스크류컨베어를 사용하여 건조기 내부로 투입하였다. 건조 열원 2수준(공기, 스팀), 피건조물 3수준(물, 톱밥+물, 음식물), 투입량에 따른 건조특성을 파악하였다. 쓰레기소각장 스팀을 열풍으로 열교환하여 음식물 쓰레기를 건조한 실험 결과 건조시간이 50시간 이상으로 건조가 극히 더디게 진행되었다. 이는 스팀이 열교환 되는 과정에서 효율이 50% 이하로 낮고, 실험기간이 동절기였던 관계로 외부로 열손실이 크게 일어났기 때문에 건조기에 투입되는 건조공기 온도가 165 이하로 낮았기 때문이다. 특히 투입스팀에너지에 대한 수분증발에너지 비가 7% 이하로 스팀을 열교환 한 열풍으로 건조하는 방식으로는 고수분의 음식물을 효과적으로 건조할 수 없는 것으로 판단되었다. 스팀을 직접 건조 열원으로 사용하는 건조실험을 수행한 결과 건조능력은 열풍건조에 비해 2배 이상으로 상승됨을 보였다. 이는 스팀상변화 에너지가 직접 건조기로 전달되었기 때문으로 투입스팀에너지에 대한 수분증발에너지 비가 65~77%로 상승된 것으로 확인 할 수 있다. 건조기 내부에서 응축되는 수증기 배출용 진공펌프를 설치한 형태로 건조기를 개조하고 건조실험을 수행한 결과 건조속도가 뚜렷하게 증가된 것을 확인할 수 있었다. 따라서 응축 수증기 배출장치를 설치한 건조기를 사용하여 함수율 80%의 음식물 쓰레기를 20%까지 건조하는 경우 제거 수분량은 7.5톤으로 음식물 고형분 및 전분 결합력에 의한 건조지연을 고려한다면 약 15 시간 이내에서 건조작업을 수행 할 수 있을 것으로 예상된다.