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문제 정의
- 중학교 2학년 과학 교과서의 물리 영역에서는 전기 단원에서 이미 양성자의 개념이 포함된 현대적인 원자 개념이 제시됨에도 불구하고 화학 영역에서는 이러한 원자 개념을 토대로 한 원소 개념이 전혀 제시되지 못 하였음을 알 수 있다. 그렇다면 현대적 관점의 원자 개 념을 화학교육과정에서 가르치도록 명시된 고등학교의 경우에는 원소의 개념이 달라지는지 확인하여 보았다 (Table 6). 이 때 중학교와 마찬가지로 4차부터 6차 교 육과정까지의 화학 교과서를 분석하여 시대적인 변화 도 살펴보았다
- 따라서 이 연구에서는 화학의 주요 개념 중의 하나인 원소와 원자의 개념을 중심으로 이러한 개념들이 역사 적으로 어떻게 변천되어 왔는지를 조사하고, 중등학교 과학 교과서에서 다루는 원소와 원자 개념이 이러한 변천 과정 중 어떠한 관점에서 진술되었는지를 분석함으 로써 교과서 내용 조직의 문제점을 통해 학생들이 올바 른 과학 개념을 형성하는 데에 있어서 가지는 어려움의 원인을 찾아보고자 하였다. 연구의 내용을 구체적으로 진술하면 다음과 같다
- 현대적 관점의 원자는 양성자, 중성자, 전자 등 더 기본적인 입자들로 구성된 입자이며, 따라서 전자의 이동으로 인해 이온으로 변할 수도 있고 핵변환을 통해 다른 원자로 변화될 수도 있 기 때문이다. 오늘날 소립자의 발견을 통해 양성자, 중 성자, 전자도 더 이상 기본적인 입자가 아님이 밝혀졌지 만, 중, 고등학교 화학이나 일반화학 수준에서는 이러한 소립자 개념이 보편적으로 다루어지지 않기 때문에 이 논문에서는 양성자, 중성자, 전자 이하의 기본 입자의 개 념을 포함한 원자의 개념은 논의하지 않고자 한다.
- 과학사적으로 원소와 원자의 정 의가 어떻게 변천되어 왔는지를 알아보기 위해서, 이 연구에서 사용할 원소와 원자에 대한 정의는 사전이나 교과서 혹은 대학 교재의 정의를 참고하지 않고 관련 과학사 교재 내용에서 인용하여 분석하였다. 원소와 원 자의 정의는 과학사적인 개념 발달 순서에 따라 분류하 였고, 제4차 교육과정에서부터 제6차 교육과정까지의 중등학교 과학 교과서와 그리고 최근의 대학교 일반화학 교재에 제시된 정의들은 이러한 분류 기준에 근거하 여 분석하였다.
- 이러한 개념 정의에 있어서의 시대적 모순이 과거 교 육과정의 과학 교과서에서부터 계속되어 왔는지 확인 하여 보았다(Table 5). 분석 결과, 중학교 4차, 5차 교육 과정의 중학교 2학년 과학 교과서에도 원소의 개념이 6차 교육과정의 과학 교과서의 분석 내용들과 유사하게 제시되어 있음을 확인할 수 있었다
가설 설정
- 첫째, 고대 그리스 시 대의 정의로, 물질이 아닌 성질이나 성분의 개념이다43 둘째, 보일과 라부아지에 시대의 정의로 “현재까지의 어떤 방법으로도 분해할 수 없는 기본 물질”의 개념이 다. 셋째, '동일한 원자들로 이루어진 물질”이라는 돌 턴의 정의이다. 마지막으로, 양성자를 포함한 현대적 원 자 구조가 밝혀진 후의 개념, 즉 “동일한 양성자 수를 갖는 입자로 이루어진 물질”이라는 정의이다.
- 돌턴은 라부아지에의 질량 보존의 법칙, 프루스 트(Proust, 1754〜1826阕 게이 뤼삭(Gay-Lussac, 1778 〜1850问 일정성분비의 법칙을 설명하기 위하여 원자 설을 제창하였다. 여기서 그는 '각 원소는 각각 일정한 성질과 질량을 가진 원자라고 하는 작은 입자로 이루어 졌으며, 화합물은 서로 다른 종류의 원자가 결합한 입 자，라고 가정하였다.37 여기서 참고로 돌턴이 제시한 화 학 기호를 나타낸 Fig.
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