중등 과학 교과서에 제시된 ＂기체의 성질＂ 내용 분석 = An Analysis of the Contents of “Gas Property” in Science Textbooks

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 중학교부터 고등학교까지의 교과서에 걸쳐 제시된 기체의 성질에 대한 내용을 분석하는데 있다. 총 23종의 교과서를 분석 대상으로 선정했고 분석 내용으로는 기체의 성질 중 기체의 확산, 보일의 법칙, 샤를의 법칙 등 세 가지 내용을 선정했다. 위 내용들이 교과서에 제시된 개념 또는 정의, 비유, 탐구, 기타 등 네 가지 범주로 구분하여 분석했다. 분석 결과를 살펴보면, 개념 또는 정의는 과학적으로 오류 없이 상세하게 서술되어야 함에 불구하고 상당수의 교과서에서 확산의 근본 원인이나 보일, 샤를의 법칙의 핵심조건을 정확하게 제시하지 못하고 있었다. 기체 분자를 나타내는 비유로는 주로 동그라미를 사용하는 모형이 많았고 일부 교과서에서 손, 발, 얼굴을 가진 사람 모양 형상을 사용했다. 기체 분자의 운동을 나타내기 위해 상당수의 교과서에서 그림자, 음영 표시 또는 화살표를 사용했다. 보일의 법칙의 내용 중 기체 압력이 증가하는 이유를 기체 분자 운동론을 통해 설명하면 기체 분자가 벽에 충돌하는 빈도수가 증가를 들 수 있다. 그리고 샤를의 법칙의 내용 중 기체 압력이 증가하는 이유는 기체 분자가 벽에 충돌하는 빈도수와 세기가 증가하기 때문으로 설명할 수 있다. 하지만 상당수의 교과서에서는 이에 대한 충분한 내용 설명을 제공하지 못하고 있다. 본 연구에서 살펴본 바와 같이 학생들의 기본적 학습 자료인 교과서에서 주요 개념에 대한 설명을 충실하게 제공하지 못하면 학생들의 개념 형성과 이해에 혼란을 줄 수 있으므로 향후 교과서 개발에 주의를 기울여야 할 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to analyze the content of “gas property” in middle school through high school science textbooks. The concepts of gas diffusion, Boyle’s Law, and Charles’ Law from 23 different textbooks were analyzed. The analysis results were categorized into four perspectives: unit title, definition, metaphor, scientific activities, and others. The results are as followings: More than half of the textbooks analyzed do not contain the scientifically-defined concepts of gas diffusion, Boyle’s Law, and Charles’ Law. When modeling the gas molecules, circles are frequently used and human faces, hands, and legs are also used. To show the movement of gas molecules, most textbooks analyzed use shadows, shades, or arrows. Most textbooks fail in explaining the reasons for the increase of gas pressure in Boyle’s and Charles’ Laws. The textbooks without profound explanations might cause students’ difficulty in understanding the concepts and even lead to their misconception. Therefore, textbook developers should take care in writing the scientifically correct concepts.

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