[논문]물리변화와 화학변화에 대한 중등학교 과학 교과서의 개념 분석

백성혜; 김선경

doi:10.5012/jkcs.2003.47.2.155

물리변화와 화학변화에 대한 중등학교 과학 교과서의 개념 분석
An Analysis of Concepts related to Physical and Chemical Change on Middle and High School Science Textbooks 원문보기

대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.47 no.2, 2003년, pp.155 - 164

초록
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이 연구에서는 물리변화와 화학변화에 대한 중${\cdot}$고등학교 과학교사들의 인식을 조사한 선행연구 결과를 바탕으로 과학교과서에서는 두 변화에 대해 어떻게 정의하고 있는지 살펴보았다. 이 연구를 위해 중학교 2학년 과학교과서부터 고등학교 화학교과서에 이르기까지 총 44종의 교과서를 분석하였다. 과학교과서 분석 결과, 물리변화와 화학변화에 대한 개념이 제시되어 있지 않거나, 제시되어 있다 할지라도 성질유형의 설명에 치우쳐 있었다. 또한 물리변화와 화학변화가 관련되어 설명이 이루어지지 않았고, 제시된 물리변화의 예들이 화학변화의 예들과 혼동되었다. 이러한 서술내용은 물리변화와 화학변화를 배우는 학생들과 가르치는 과학교사들에게 혼란을 유발시킬 가능성이 있다. 따라서 물리변화와 화학변화에 대한 과학교과서의 진술방식을 정확하고 일관성 있는 설명체계로 재구성할 필요가 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study examined the types of explanations related to physical change and chemical change in the science textbooks of middle and high school based on the prior study of science teachers' understanding. For this research, the researchers analyzed 44 textbooks of middle school science and high school chemistry. As a result, there were no explanation or property type explanation represented in most of the textbooks related to physical and chemical change concepts. Also, there are few relationship represented between physical change and chemical change, and the examples related to physical change and chemical change were confused. These representations of textbooks can give rise to confusion of understanding of teachers and learners. So, it needs to re-design the explanation types correctly and constantly in science textbooks related to physical change and chemical change.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

염화수소 수용액에서의 산·염기를 생각해보자.
이 연구는 김선경²⁶의 물리변화와 화학변화에 대한 과학교사 80명의 인식 조사 결과를 바탕으로 과학교과서의 개념을 분석하였다. 개념의 구분기준 유형을 간단히 소개하면 다음과 같다.
또한 과학교사들이 갖는 물리변화와 화학변화에 대한 개념의 근거로 대부분 가르치고 있는 과학교과서를 들고 있어 과학교사들이 가지는 잘못된 인식과 혼란성의 원인을 어느 정도는 중·고등학교 과학교과서의 잘못된 서술내용에서 찾아 볼 수 있을 것이라고 밝힌다. 이에 이 연구에서는 물리변화와 화학변화에 대한 과학교사들의 인식을 조사한 김선경²⁶의 연구 결과를 바탕으로 과학교사들의 잘못된 인식과 혼란성에 영향을 미칠 수 있는 중·고등학교 과학교과서 분석을 통해 궁극적으로는 물리변화와 화학변화에 대한 학생들의 올바른 개념정립에 도움을 주고자 한다.

제안 방법

) 설명하고 있으나 산성물질의 수용액상에서 이온화 현상을 설명할 때에는 중학교 3학년 수준을 벗어나지 못하고 있었다. 다음은 한 화학 I 교과서⁵⁸에 제시된 옥소늄 이온(H₃O⁺)에 대한 설명과 산성과 염기성 단원에서의 서술내용을 비교한 것이다.
중학교 1학년 과학교과서에서는 겉보기 성질과 함께 물질의 특성이 제시되어 있다. 여기서 배우는 물질의 특성은 물리적 성질이라고 말하는 밀도, 끓는점, 용해도 등이며 이를 이용하여 혼합물을 분리하는 실험을 통해 혼합물은 혼합되기 전의 물질로 분리될 수 있음을 실험을 통해 배우게 된다. 즉, 이러한 실험들은 혼합물이 쉽 게 각각의 성분물질로 분리할 수 있는 가역반응임을 뜻한다.

대상 데이터

과학교과서에서 물리변화와 화학변화에 대해 어떻게 정의하고 있는가를 알아보기 위해 중학교 2학년 과학교과서 8종, 고등학교 공통과학, 화학 I, 화학 II 교과서 각 12종으로 총 44종의 교과서를 분석하였다. 중학교 2학년 과학교과서와 고등학교 공통과학, 화학 I, II교과서에 제시된 물리변화와 화학변화의 정의를 구분기준 유형에 따라 분류한 분석 결과는 Table 1과 같다.
물리변화와 화학변화의 예들은 그 정의가 제시되어 있지는 않지만 초등학교 자연교과서에서부터 광범위하게 사용되고 있다. 이 연구에서는 제 6차 교육과정에 따라 개발되어 현재 사용되고 있는 중학교 2학년 과학교과서 8종(MS1〜MS8)^29-36과 고등학교 공통과학(IS1〜IS12)^37-48, 화학 I(HCI 1〜HC I12)49-60, 화학 II(HCII 1〜HCII12)^61-72 각 12종을 분석대상으로 하였다.

성능/효과

⁷³ 따라서 학생들이 물리변화나 화학변화를 이해하려면 그에 대한 구체적인 사례와 함께 비사례도 알아야 한다. 그러나 분석한 44종의 교과서 중 단 6종만이 비사례의 내용을 다루고 있었다. 중학교 河년 교과서에 제시된 전형적인 물리변화의 내용을 살펴보면 다음과 같다.
그리고 가역 비가역 유형이나 열출입 유형으로 설명하는 교과서는 없는 것으로 나타났다. 따라서 선행연구들과 과학교사들의 생각으로부터 분류된 유형 중 이 두 유형은 과학교과서 이외에서 그 원인을 찾아야 할 것이다.

후속연구

물리변화와 화학변화 개념을 다루는 학년이 현재는 중학교 2학년이지만, 어느 학년에서 가장 정확하게 과학적 개념이 도입될 수 있는가에 대한 연구가 뒤따라야 이러한 논의가 가능할 것이다.
그리고 이 연구에서는 그 원인 중 일부가 과학교과서의 서술에서 찾을 수 있음을 보였다. 앞으로는 물리변화와 화학변화 뿐 아니라 다른 화학의 기초개념들에 대해서도 이러한 고찰이 이루어질 필요가 있다고 본다.

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