본 연구는 현재 제 7차 교육과정을 교육받는 중고등학생을 대상으로 얼마나 공유결합과 수소결합, 루이스구조, 이온결합, 배위결합을 이해하고 있는가를 다룬다. 현재 “물, 공기, 금속, 탄소화합물” 등으로 나누어 물질을 교육하는 형태의 7차 교육과정 화학Ⅰ과목은 각 물질상태의 특징(성질)과 반응, 실생활에 적용을 주로 다루는데 이런 분자상태의 다양한 물질의 특징과 반응을 교육하기 이전에 분자를 이루는데 꼭 필요한 공유결합, 루이스 구조, 이온결합, 배위결합 등의 이론을 소홀하게 다루고 있다.
본 연구는 현 교육과정이 STS적, 주제별 학습에 치중되어 개념부분에 소홀 했다는 것이 중요한 연구동기가 되었고, 기본개념 획득이 이루어 지지 않은 상황에서 고차적 지식으로의 연계가 이루어지기 힘들다는 명제를 가설로 세우고 학습의 수월성과 함께 개념의 위계성을 위해 교과서에 개념에 대한 내용추가 필요성을 제시하는 것에 그 목적을 둔다.
연구의 목적에 따른 연구 과제를 다음과 같이 설정하였다.
첫째, 화학Ⅰ교과에서 제시되는 ...
본 연구는 현재 제 7차 교육과정을 교육받는 중고등학생을 대상으로 얼마나 공유결합과 수소결합, 루이스구조, 이온결합, 배위결합을 이해하고 있는가를 다룬다. 현재 “물, 공기, 금속, 탄소화합물” 등으로 나누어 물질을 교육하는 형태의 7차 교육과정 화학Ⅰ과목은 각 물질상태의 특징(성질)과 반응, 실생활에 적용을 주로 다루는데 이런 분자상태의 다양한 물질의 특징과 반응을 교육하기 이전에 분자를 이루는데 꼭 필요한 공유결합, 루이스 구조, 이온결합, 배위결합 등의 이론을 소홀하게 다루고 있다.
본 연구는 현 교육과정이 STS적, 주제별 학습에 치중되어 개념부분에 소홀 했다는 것이 중요한 연구동기가 되었고, 기본개념 획득이 이루어 지지 않은 상황에서 고차적 지식으로의 연계가 이루어지기 힘들다는 명제를 가설로 세우고 학습의 수월성과 함께 개념의 위계성을 위해 교과서에 개념에 대한 내용추가 필요성을 제시하는 것에 그 목적을 둔다.
연구의 목적에 따른 연구 과제를 다음과 같이 설정하였다.
첫째, 화학Ⅰ교과에서 제시되는 화학결합 개념이 물의 특성을 설명하는데 충분한가?
둘째, 화학Ⅱ와 일반화학의 화학결합 내용체계를 분석하여 적절한 수준의 화학결합 개념을 화학Ⅰ에 제시할 수 있는가?
셋째, 교육과정 국제비교연구를 통해 각 교육과정에서 제시하는 화학결합 개념의 형평성을 분석하여 이들이 우리나라의 교육과정에 시사하는 바는 무엇인가?
이상과 같은 연구 과제를 조사하기 위하여 먼저 화학Ⅰ에서 제시하는 화학결합개념을 3종의 교과서분석을 통해 유형별로 나누어서 분석하였다.
교과서 분석을 통해 도출한 결과는 다음과 같다.
첫째, 물의 특성을 설명하기 위해서는 수소결합 개념이 필요한데, 이 개념을 설명하기 위해서는 공유결합과 루이스 구조의 개념, 최외각 전자와 팔전자계의 개념이 필요하다.
둘째, 7차 교육과정에서는 화학Ⅰ에서 공유결합과 수소결합을 필요한 부분만 제시 하도록 권장하고 화학결합 개념은 화학Ⅱ에서 다루었다. 이때, 교과서 마다 제시하는 경향이 유형별로 다르고 교사에 따라 학생들에게 전달되는 수준이 다르기 때문에 현장에서 효율적인 수업이 힘들고, 화학결합개념 등 기본 개념이 제시되지 않은 상황에서 화학Ⅰ에서 주로 다루는 주변의 물질이나 현상을 설명하기 힘들다.
따라서 적절한 수준의 화학결합 개념을 화학Ⅰ에 제시하여 개념의 위계성에 맞고, 효율적으로 STS적인 과학적 소양을 습득할 수 있도록 교육과정의 개선이 필요했다.
두 번째 과제를 해결하기 위해서 화학Ⅰ에서 다루는 지식의 구조와 기본개념의 필요성을 뒷받침하기 위한 화학Ⅱ과목과 일반화학(대학교재)에서 다루는 화학결합과 루이스 구조 부분의 연계성에 대한 분석을 하였다.
이를 통해 브루너의 나선형 교육과정에 근거하여 화학Ⅱ에서 일반화학으로 넘어가면서 이루어지는 화학결합과 루이스 구조의 개념 확장을 개념도를 통해 제시하였고, 이를 근거로 화학Ⅰ에서 제시되어야 하는 적절한 수준의 기본적인 화학결합 개념수준을 제시하였다. 물의 특성을 설명하기 위한 최외각 전자와 옥텟 규칙의 개념과 루이스 구조의 개념, 공유결합 개념을 포함하는 수준이 되도록 하였다.
세 번째 연구 과제를 해결하기 위해 미국과 일본의 과학교육과정 국제비교분석을 하였는데 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 미국 캘리포니아 주의 교육과정에서는 우리나라 화학교육과정에 비해 개념 중심적으로 교육내용을 편성하였고 화학결합과 루이스 구조 개념은 교육과정 중 먼저 습득해야 하는 기본개념으로 선별하고 있다.
둘째, 일본의 교육과정은 우리나라의 교육과정과 과목명이나 단원구성이 크게 다르지 않았지만 현상이나 주변의 물질을 화학Ⅱ에서 다루고 화학Ⅰ에서는 주로 화학개념을 다루는 점이 달랐다. 화학결합 개념은 STS적 요소로 구성된 단원 이전에 제시된다.
이를 종합하면 미국과 일본의 교육과정에서 화학결합 개념이 다른 화학개념을 다루거나 현상을 설명하는데 필요한 개념이기 때문에 먼저 다루도록 하고 있었다. 현상을 먼저 다루어서 과학적 소양을 함양할 수 있도록 하고 개념은 화학Ⅱ에서 다루도록 하는 우리나라 7차 교육과정과는 비교적 다른 내용체계를 가지고 있다고 결론지을 수 있다.
위의 세 가지 연구방법을 통하여, 본 연구를 통해 제언할 점은 다음과 같다.
- 주변의 물질과 현상을 주제별로 다루어서 모든 학생이 과학적 소양을 키울 수 있는 현재의 교육과정을 유지하되 이러한 현상을 설명하는데 필요한 기본개념이 부족 하므로 화학결합과 루이스 구조, 최외각 전자와 옥텟 규칙 개념을 화학Ⅰ에 제시하여 주변의 물질과 현상을 설명하는데 기본개념이 될 수 있도록 개선이 필요함을 제언한다.
- 본 연구에서 제시한 적절한 수준의 화학결합과 루이스 구조, 최외각 전자와 옥텟 규칙 개념을 화학Ⅰ에 제시함으로써 얻을 수 있는 이점은 다음과 같다.
ⅰ. 화학Ⅰ에서 주로 다루는 주변의 물질과 현상을 설명하는데 큰 도움이 된다.
ⅱ. 현재의 화학Ⅰ교과서에서 각 교과서 마다 다른 유형으로 공유결합 개념이 제시되는 문제점을 해소하고 명확한 교육내용 수준으로 통합하여 제시 할 수 있다.
ⅲ. 화학결합 개념을 화학Ⅰ에서 미리 습득함으로써 화학Ⅱ와 일반화학으로의 개념 간 적절한 연계성을 가질 수 있다.
ⅳ. 화학Ⅱ에서 새로 제시하는 개념이 많기 때문에 생기는 학생들의 어려움과 수업일수 부족 등 학습량이 많은 것을 다소 해소할 수 있다.
본 연구는 현재 제 7차 교육과정을 교육받는 중고등학생을 대상으로 얼마나 공유결합과 수소결합, 루이스구조, 이온결합, 배위결합을 이해하고 있는가를 다룬다. 현재 “물, 공기, 금속, 탄소화합물” 등으로 나누어 물질을 교육하는 형태의 7차 교육과정 화학Ⅰ과목은 각 물질상태의 특징(성질)과 반응, 실생활에 적용을 주로 다루는데 이런 분자상태의 다양한 물질의 특징과 반응을 교육하기 이전에 분자를 이루는데 꼭 필요한 공유결합, 루이스 구조, 이온결합, 배위결합 등의 이론을 소홀하게 다루고 있다.
본 연구는 현 교육과정이 STS적, 주제별 학습에 치중되어 개념부분에 소홀 했다는 것이 중요한 연구동기가 되었고, 기본개념 획득이 이루어 지지 않은 상황에서 고차적 지식으로의 연계가 이루어지기 힘들다는 명제를 가설로 세우고 학습의 수월성과 함께 개념의 위계성을 위해 교과서에 개념에 대한 내용추가 필요성을 제시하는 것에 그 목적을 둔다.
연구의 목적에 따른 연구 과제를 다음과 같이 설정하였다.
첫째, 화학Ⅰ교과에서 제시되는 화학결합 개념이 물의 특성을 설명하는데 충분한가?
둘째, 화학Ⅱ와 일반화학의 화학결합 내용체계를 분석하여 적절한 수준의 화학결합 개념을 화학Ⅰ에 제시할 수 있는가?
셋째, 교육과정 국제비교연구를 통해 각 교육과정에서 제시하는 화학결합 개념의 형평성을 분석하여 이들이 우리나라의 교육과정에 시사하는 바는 무엇인가?
이상과 같은 연구 과제를 조사하기 위하여 먼저 화학Ⅰ에서 제시하는 화학결합개념을 3종의 교과서분석을 통해 유형별로 나누어서 분석하였다.
교과서 분석을 통해 도출한 결과는 다음과 같다.
첫째, 물의 특성을 설명하기 위해서는 수소결합 개념이 필요한데, 이 개념을 설명하기 위해서는 공유결합과 루이스 구조의 개념, 최외각 전자와 팔전자계의 개념이 필요하다.
둘째, 7차 교육과정에서는 화학Ⅰ에서 공유결합과 수소결합을 필요한 부분만 제시 하도록 권장하고 화학결합 개념은 화학Ⅱ에서 다루었다. 이때, 교과서 마다 제시하는 경향이 유형별로 다르고 교사에 따라 학생들에게 전달되는 수준이 다르기 때문에 현장에서 효율적인 수업이 힘들고, 화학결합개념 등 기본 개념이 제시되지 않은 상황에서 화학Ⅰ에서 주로 다루는 주변의 물질이나 현상을 설명하기 힘들다.
따라서 적절한 수준의 화학결합 개념을 화학Ⅰ에 제시하여 개념의 위계성에 맞고, 효율적으로 STS적인 과학적 소양을 습득할 수 있도록 교육과정의 개선이 필요했다.
두 번째 과제를 해결하기 위해서 화학Ⅰ에서 다루는 지식의 구조와 기본개념의 필요성을 뒷받침하기 위한 화학Ⅱ과목과 일반화학(대학교재)에서 다루는 화학결합과 루이스 구조 부분의 연계성에 대한 분석을 하였다.
이를 통해 브루너의 나선형 교육과정에 근거하여 화학Ⅱ에서 일반화학으로 넘어가면서 이루어지는 화학결합과 루이스 구조의 개념 확장을 개념도를 통해 제시하였고, 이를 근거로 화학Ⅰ에서 제시되어야 하는 적절한 수준의 기본적인 화학결합 개념수준을 제시하였다. 물의 특성을 설명하기 위한 최외각 전자와 옥텟 규칙의 개념과 루이스 구조의 개념, 공유결합 개념을 포함하는 수준이 되도록 하였다.
세 번째 연구 과제를 해결하기 위해 미국과 일본의 과학교육과정 국제비교분석을 하였는데 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 미국 캘리포니아 주의 교육과정에서는 우리나라 화학교육과정에 비해 개념 중심적으로 교육내용을 편성하였고 화학결합과 루이스 구조 개념은 교육과정 중 먼저 습득해야 하는 기본개념으로 선별하고 있다.
둘째, 일본의 교육과정은 우리나라의 교육과정과 과목명이나 단원구성이 크게 다르지 않았지만 현상이나 주변의 물질을 화학Ⅱ에서 다루고 화학Ⅰ에서는 주로 화학개념을 다루는 점이 달랐다. 화학결합 개념은 STS적 요소로 구성된 단원 이전에 제시된다.
이를 종합하면 미국과 일본의 교육과정에서 화학결합 개념이 다른 화학개념을 다루거나 현상을 설명하는데 필요한 개념이기 때문에 먼저 다루도록 하고 있었다. 현상을 먼저 다루어서 과학적 소양을 함양할 수 있도록 하고 개념은 화학Ⅱ에서 다루도록 하는 우리나라 7차 교육과정과는 비교적 다른 내용체계를 가지고 있다고 결론지을 수 있다.
위의 세 가지 연구방법을 통하여, 본 연구를 통해 제언할 점은 다음과 같다.
- 주변의 물질과 현상을 주제별로 다루어서 모든 학생이 과학적 소양을 키울 수 있는 현재의 교육과정을 유지하되 이러한 현상을 설명하는데 필요한 기본개념이 부족 하므로 화학결합과 루이스 구조, 최외각 전자와 옥텟 규칙 개념을 화학Ⅰ에 제시하여 주변의 물질과 현상을 설명하는데 기본개념이 될 수 있도록 개선이 필요함을 제언한다.
- 본 연구에서 제시한 적절한 수준의 화학결합과 루이스 구조, 최외각 전자와 옥텟 규칙 개념을 화학Ⅰ에 제시함으로써 얻을 수 있는 이점은 다음과 같다.
ⅰ. 화학Ⅰ에서 주로 다루는 주변의 물질과 현상을 설명하는데 큰 도움이 된다.
ⅱ. 현재의 화학Ⅰ교과서에서 각 교과서 마다 다른 유형으로 공유결합 개념이 제시되는 문제점을 해소하고 명확한 교육내용 수준으로 통합하여 제시 할 수 있다.
ⅲ. 화학결합 개념을 화학Ⅰ에서 미리 습득함으로써 화학Ⅱ와 일반화학으로의 개념 간 적절한 연계성을 가질 수 있다.
ⅳ. 화학Ⅱ에서 새로 제시하는 개념이 많기 때문에 생기는 학생들의 어려움과 수업일수 부족 등 학습량이 많은 것을 다소 해소할 수 있다.
7th curriculum - chemistryⅠcourse focuses on cultivating ‘scientific literacy' and STS (science, technology, and society) education. Therefore, educational objectives are based on the nature of substances and the description of scientific phenomena rather than the learning of basic chemical concepts...
7th curriculum - chemistryⅠcourse focuses on cultivating ‘scientific literacy' and STS (science, technology, and society) education. Therefore, educational objectives are based on the nature of substances and the description of scientific phenomena rather than the learning of basic chemical concepts.
Chemistry instructors depend on the chemical bonding theory (Lewis structure, covalent bond, ionic bond, and coordination bond) to explain the nature of substances, reactions and applications. But the 7th curriculum does not seem to pay much attention to this theory. Accordingly, students study a selected specific textbook at instructor's discretion without any knowledge about the chemical bonding theory and find a difficulty in explaining the nature of chemical substances or phenomena.
This research suggests that the chemical bonding theory is a basic concept and it should be included in chemistry Ⅰ course.
This suggestion is evident from the following analysis:
Ⅰ. Is it enough to explain the properties of water using chemical bonding theory in the chemistry Ⅰ course?
- I analyzed several types of chemical bonding theory in order to describe characteristics of water in the chemistry Ⅰ course.
Ⅱ. This study presents appropriate levels of chemical bonding theory in chemistry Ⅰ course is necessary.
- It is evident from the fact that the relevance of the concept of chemical bonds between the high school chemistry Ⅱ and the general chemistry of the university is high.
Ⅲ. This study presents chemical bonding theory in curriculum of California in U.S.A and Japan. It gives us a hint for the question: "What are the suggestions?" for 7th curriculum.
7th curriculum - chemistryⅠcourse focuses on cultivating ‘scientific literacy' and STS (science, technology, and society) education. Therefore, educational objectives are based on the nature of substances and the description of scientific phenomena rather than the learning of basic chemical concepts.
Chemistry instructors depend on the chemical bonding theory (Lewis structure, covalent bond, ionic bond, and coordination bond) to explain the nature of substances, reactions and applications. But the 7th curriculum does not seem to pay much attention to this theory. Accordingly, students study a selected specific textbook at instructor's discretion without any knowledge about the chemical bonding theory and find a difficulty in explaining the nature of chemical substances or phenomena.
This research suggests that the chemical bonding theory is a basic concept and it should be included in chemistry Ⅰ course.
This suggestion is evident from the following analysis:
Ⅰ. Is it enough to explain the properties of water using chemical bonding theory in the chemistry Ⅰ course?
- I analyzed several types of chemical bonding theory in order to describe characteristics of water in the chemistry Ⅰ course.
Ⅱ. This study presents appropriate levels of chemical bonding theory in chemistry Ⅰ course is necessary.
- It is evident from the fact that the relevance of the concept of chemical bonds between the high school chemistry Ⅱ and the general chemistry of the university is high.
Ⅲ. This study presents chemical bonding theory in curriculum of California in U.S.A and Japan. It gives us a hint for the question: "What are the suggestions?" for 7th curriculum.
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