이 연구는 일반화학실험에 제시된 다니엘 전지에 대한 실험을 분석하고, small-scale chemistry (SSC)와 microcomputer-based laboratory (MBL)를 적용하여 실험을 개선하고자 하는 것이다. 연구를 위하여 일반화학실험서 및 고등학교 화학 실험에 제시된 다니엘 전지에 대한 실험들을 분석하고, 교과서의 실험 방법에 따라 H 대학교 대학원생 16명을 대상으로 실험을 수행하게 한 후 문제점과 개선할 사항들을 추출하였다. 개선할 사항들을 바탕으로 SSC와 MBL를 적용한 실험을 개선하여 H 대학교 대학원생 6명에게 수행하게 한 후 개선점을 보완하였다. 수정, 보완한 실험을 H 대학교 일반화학실험 수강자들을 대상으로 SSC와 MBL을 적용한 실험을 수행하고 장점과 단점을 비교 분석하였다.
연구 결과, 교과서에 제시된 방법대로 실험을 수행하였을 경우 개선할 사항으로 ...
이 연구는 일반화학실험에 제시된 다니엘 전지에 대한 실험을 분석하고, small-scale chemistry (SSC)와 microcomputer-based laboratory (MBL)를 적용하여 실험을 개선하고자 하는 것이다. 연구를 위하여 일반화학실험서 및 고등학교 화학 실험에 제시된 다니엘 전지에 대한 실험들을 분석하고, 교과서의 실험 방법에 따라 H 대학교 대학원생 16명을 대상으로 실험을 수행하게 한 후 문제점과 개선할 사항들을 추출하였다. 개선할 사항들을 바탕으로 SSC와 MBL를 적용한 실험을 개선하여 H 대학교 대학원생 6명에게 수행하게 한 후 개선점을 보완하였다. 수정, 보완한 실험을 H 대학교 일반화학실험 수강자들을 대상으로 SSC와 MBL을 적용한 실험을 수행하고 장점과 단점을 비교 분석하였다.
연구 결과, 교과서에 제시된 방법대로 실험을 수행하였을 경우 개선할 사항으로 염다리 양 끝에 공기층이 생긴다는 점과 시약의 소모약이 많은 점, 전압차가 크지 않은 경우 전압이 측정되지 않는 점, 측정이 번거로운 점 등이 있었다. 이러한 사항들을 바탕으로 SSC와 MBL을 적용하여 실험을 개선하였다. U자관 대신 굽은 스트로우를 사용하였고, 일반 전압계 대신 MBL 전압센서를 이용하여 전압을 측정하고, U자관을 사용한 단일계 전지를 만들어 좀 더 간편하게 수행할 수 있었다. SSC를 적용한 실험은 교과서 실험에 비해서 적은 양의 시약을 사용하여 폐수처리가 용이하고 실험 시간을 단축할 수 있었으며, 재현성 있는 실험 결과를 얻을 수 있는 등의 장점이 있었다. 반면에 전극의 접촉면이 작아 표면이 깨끗하지 않으면 전압 값이 떨어진다는 점과 바이알의 크기가 작아 전극과 염다리가 접촉하게 되는 점 등의 단점이 있었다. 한편 MBL을 적용한 실험의 장점은 측정이 편리하고 정밀한 측정, 데이터의 수집과 정리, 보관이 용이하다는 점 등이 있었다. 단점으로는 초기 전압 값의 영점 조정이 어렵다는 점과 일반 전압계에 비해서 설치가 번거로운 점, 그리고 전압 값이 쉽게 바뀐다는 점 등이 있었다. SSC 실험에 대해 흥미 유발, 실험 설계 및 결과 해석에 유용하여 그 적용에 있어 긍정적인 편이었고, MBL 적용에 대해서는 실험 설계 및 결과 해석에 용이하지만, MBL의 장점을 크게 살릴 수 있는 실험에 적용하는 것이 좋겠다.
이러한 연구 결과로 볼 때, SSC와 MBL을 적용한 개선 실험을 수업에 활용한다면 시약의 소모량을 줄이고 실험장치가 안정적이며 개별 실험이 가능하고 정밀한 데이터를 얻을 수 있어 학생들이 실험 후 과학적 개념을 형성하는데 도움이 될 것이다.
이 연구는 일반화학실험에 제시된 다니엘 전지에 대한 실험을 분석하고, small-scale chemistry (SSC)와 microcomputer-based laboratory (MBL)를 적용하여 실험을 개선하고자 하는 것이다. 연구를 위하여 일반화학실험서 및 고등학교 화학 실험에 제시된 다니엘 전지에 대한 실험들을 분석하고, 교과서의 실험 방법에 따라 H 대학교 대학원생 16명을 대상으로 실험을 수행하게 한 후 문제점과 개선할 사항들을 추출하였다. 개선할 사항들을 바탕으로 SSC와 MBL를 적용한 실험을 개선하여 H 대학교 대학원생 6명에게 수행하게 한 후 개선점을 보완하였다. 수정, 보완한 실험을 H 대학교 일반화학실험 수강자들을 대상으로 SSC와 MBL을 적용한 실험을 수행하고 장점과 단점을 비교 분석하였다.
연구 결과, 교과서에 제시된 방법대로 실험을 수행하였을 경우 개선할 사항으로 염다리 양 끝에 공기층이 생긴다는 점과 시약의 소모약이 많은 점, 전압차가 크지 않은 경우 전압이 측정되지 않는 점, 측정이 번거로운 점 등이 있었다. 이러한 사항들을 바탕으로 SSC와 MBL을 적용하여 실험을 개선하였다. U자관 대신 굽은 스트로우를 사용하였고, 일반 전압계 대신 MBL 전압센서를 이용하여 전압을 측정하고, U자관을 사용한 단일계 전지를 만들어 좀 더 간편하게 수행할 수 있었다. SSC를 적용한 실험은 교과서 실험에 비해서 적은 양의 시약을 사용하여 폐수처리가 용이하고 실험 시간을 단축할 수 있었으며, 재현성 있는 실험 결과를 얻을 수 있는 등의 장점이 있었다. 반면에 전극의 접촉면이 작아 표면이 깨끗하지 않으면 전압 값이 떨어진다는 점과 바이알의 크기가 작아 전극과 염다리가 접촉하게 되는 점 등의 단점이 있었다. 한편 MBL을 적용한 실험의 장점은 측정이 편리하고 정밀한 측정, 데이터의 수집과 정리, 보관이 용이하다는 점 등이 있었다. 단점으로는 초기 전압 값의 영점 조정이 어렵다는 점과 일반 전압계에 비해서 설치가 번거로운 점, 그리고 전압 값이 쉽게 바뀐다는 점 등이 있었다. SSC 실험에 대해 흥미 유발, 실험 설계 및 결과 해석에 유용하여 그 적용에 있어 긍정적인 편이었고, MBL 적용에 대해서는 실험 설계 및 결과 해석에 용이하지만, MBL의 장점을 크게 살릴 수 있는 실험에 적용하는 것이 좋겠다.
이러한 연구 결과로 볼 때, SSC와 MBL을 적용한 개선 실험을 수업에 활용한다면 시약의 소모량을 줄이고 실험장치가 안정적이며 개별 실험이 가능하고 정밀한 데이터를 얻을 수 있어 학생들이 실험 후 과학적 개념을 형성하는데 도움이 될 것이다.
The purpose of this study was to improve and apply the experiment for Daniel cell applying small-scale chemistry (SSC) and microcomputer-based laboratory (MBL). To this study, several experiments on Daniell cell presented the publications related general chemistry experiments and high school textboo...
The purpose of this study was to improve and apply the experiment for Daniel cell applying small-scale chemistry (SSC) and microcomputer-based laboratory (MBL). To this study, several experiments on Daniell cell presented the publications related general chemistry experiments and high school textbooks were analyzed. Furthermore, in accordance with experiment methods in textbooks, 16 graduate school students in H University were selected and performed the experiment, and problems and improvements were extracted. After that, the experiment applied SSC and MBL based on the item needed improvement was upgraded. Also, this experiment was performed by 6 graduate school students in H University and compensated the defect again. The experiments reformed and made up for the weakness by applying SSC and MBL were performed by the students in general chemistry experiment class in H University, and the pros and cons were compared.
The research result showed like this: If the experiment was performed as procedures presented textbooks, improvements revealed that air-layer was formed at both ends of salt bridge, and the amount of consumed chemical reagent were too much, and voltage figures could not be measured under the circumstances in low voltage, and measure methods were too complex. In accordance with these related facts, the experiment was improved by applying SSC and MBL. Instead of U cylinder, curved straw was used, and MBL voltage sensor was used in measuring voltage instead of ordinary voltmeter, unified battery used U cylinder was produced and made the experiment convenient. Moreover, the experiment applied SSC helped shorten whole experiment time, and it needed smaller amount of reagent, so the process of wastewater treatment was easy to do in comparison to the experiment presented textbooks. Another advantage was to acquire experiment result which had reproducibility. On the other hand, voltage could decline if surface of electrode would be small in extent so was contaminated, and electrode and salt bridge became wet because of small vial.
Meanwhile, the merit of the experiment applied MBL was convenient process of measuring, precise results, easy collecting and storing data. The flaw was difficulty of adjusting the initial voltage 0 point, inconvenience of installing voltmeter for other general voltmeter, and voltmeter figures changed easily. The responses about SSC experiment were positive because it was useful for generating excitements and analyzing results on experiment. As MBL experiment, it was useful for designing experiment and interpreting results, so it would be better to apply the experiment revealed the strong point of MBL. According to these research results, the improvement experiments applied SSC and MBL can be helpful for students’formation about scientific concepts after experiment because it is quite practicable individual experiment and provides precise data and also, the experimental apparatus is safe, and consumed amount of reagent will be decreased.
The purpose of this study was to improve and apply the experiment for Daniel cell applying small-scale chemistry (SSC) and microcomputer-based laboratory (MBL). To this study, several experiments on Daniell cell presented the publications related general chemistry experiments and high school textbooks were analyzed. Furthermore, in accordance with experiment methods in textbooks, 16 graduate school students in H University were selected and performed the experiment, and problems and improvements were extracted. After that, the experiment applied SSC and MBL based on the item needed improvement was upgraded. Also, this experiment was performed by 6 graduate school students in H University and compensated the defect again. The experiments reformed and made up for the weakness by applying SSC and MBL were performed by the students in general chemistry experiment class in H University, and the pros and cons were compared.
The research result showed like this: If the experiment was performed as procedures presented textbooks, improvements revealed that air-layer was formed at both ends of salt bridge, and the amount of consumed chemical reagent were too much, and voltage figures could not be measured under the circumstances in low voltage, and measure methods were too complex. In accordance with these related facts, the experiment was improved by applying SSC and MBL. Instead of U cylinder, curved straw was used, and MBL voltage sensor was used in measuring voltage instead of ordinary voltmeter, unified battery used U cylinder was produced and made the experiment convenient. Moreover, the experiment applied SSC helped shorten whole experiment time, and it needed smaller amount of reagent, so the process of wastewater treatment was easy to do in comparison to the experiment presented textbooks. Another advantage was to acquire experiment result which had reproducibility. On the other hand, voltage could decline if surface of electrode would be small in extent so was contaminated, and electrode and salt bridge became wet because of small vial.
Meanwhile, the merit of the experiment applied MBL was convenient process of measuring, precise results, easy collecting and storing data. The flaw was difficulty of adjusting the initial voltage 0 point, inconvenience of installing voltmeter for other general voltmeter, and voltmeter figures changed easily. The responses about SSC experiment were positive because it was useful for generating excitements and analyzing results on experiment. As MBL experiment, it was useful for designing experiment and interpreting results, so it would be better to apply the experiment revealed the strong point of MBL. According to these research results, the improvement experiments applied SSC and MBL can be helpful for students’formation about scientific concepts after experiment because it is quite practicable individual experiment and provides precise data and also, the experimental apparatus is safe, and consumed amount of reagent will be decreased.
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