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문제 정의
- 주제어: 입자, 물질의 성질, 물리변화, 화학변화, 과학사적 관점, 과학교육교정, 과학교과서 ABSTRACT. This study aimed to analyze the historical evolution ofgeneral ideas concerning the particles that represent matter properties and matter changes divided into physical change and chemical change. In the science historical viewpoint, the general ideas ofthe base that represent matter properties has been variously revised the 5types.
- 분석 방법 및 절차. 과학사적으로 물질의 성질을 가 지는 기본 입자 중에서 원소와 원자의 개념 변천 과정 을 선행연구5에서 분석하였으므로, 이 연구에서는 물질 의 성질을 가지는 기본 입자로 19세기에 나타난 기본 입자 중 하나인 분자와 물질변화의 정의가 어떻게 변천 되어 왔는지를 알아보고자 하였다. 이를 위하여 과학사 교재1,6-1에 제시된 여러 가지 역사적 사실들로부터 분 자와 물질변화에 대한 정의의 특성들을 분석하고, 과학 사적인 개념 발달 순서를 근거로 하여 유목화하였다.
- 과학의 개념을 쉽게 이해하 고 흥미를 유발하기 위해서는 과학 교육과정에 과학사 를 도입하자는 주장1"과 과학사를 과학 수업에 이용하 여 오개념을 치료할 수 있다는 연구들3,4은 있으나 과학 사적 관점에서 교과서의 내용 조직을 분석한 연구5는 거의 없다. 따라서 이 연구에서는 화학의 기본 개념 중에서 물질 의 성질을 나타내는 기본 입자의 개념과 물리변화와 화 학변화로 대변되는 물질변화의 개념을 중심으로 역사 적 변천과정을 조사하고, 중등학교 과학교과서에 제시 된 개념의 유형을 분석하고자 한다. 이러한 분석 결과 를 통해 학생들이 올바른 과학 개념을 형성하는 데에 있어서 가지는 어려움의 원인을 찾아보고자 한다.
- 연구에서 분류한 과학의 주요 관점들 은 그 당시 과학자들의 원 논문이 아닌, 이들의 업적을 재분석하여 기술한 과학사 교재로부터 추출한 것이다. 따라서 타당도를 위해 많은 노력을 기울여 재해석의 오 류를 방지하기 위하여 가능한 한 여러 관련 과학사 문 헌을 분석하여 보편적이고 객관적인 관점을 취하고자 노력하였고, 연구자 사이에 해석의 차이가 있을 경우 Journal ofthe Korean Chemical Society 교과서에 제시된 물질의 성질을 나타내는 기본 단위에 대한 개념과 물질변화에 대한 개념 분석 55 이를 반복하여 조정하는 과정을 거쳤지만, 그 당시의 관점을 정확히 반영한 것인지에 대해서는 이견이 있을 수 있다. 이 연구에서는 교육과정 변천에 따른 개념의 변화가 있었는지 확인하기 위한 목적纟로 교육과정간의 비교 를 하고자 하였다.
- 따라서 타당도를 위해 많은 노력을 기울여 재해석의 오 류를 방지하기 위하여 가능한 한 여러 관련 과학사 문 헌을 분석하여 보편적이고 객관적인 관점을 취하고자 노력하였고, 연구자 사이에 해석의 차이가 있을 경우 Journal ofthe Korean Chemical Society 교과서에 제시된 물질의 성질을 나타내는 기본 단위에 대한 개념과 물질변화에 대한 개념 분석 55 이를 반복하여 조정하는 과정을 거쳤지만, 그 당시의 관점을 정확히 반영한 것인지에 대해서는 이견이 있을 수 있다. 이 연구에서는 교육과정 변천에 따른 개념의 변화가 있었는지 확인하기 위한 목적纟로 교육과정간의 비교 를 하고자 하였다. 그러나 1차부터 모든 교육과정의 내 용을 분석하려면 그 자료가 광범위하였기 때문에 제 4 차부터 7차 교육과정까지 연구의 범위를 제한하여 분 석하였다.
- 따라서 이 연구에서는 화학의 기본 개념 중에서 물질 의 성질을 나타내는 기본 입자의 개념과 물리변화와 화 학변화로 대변되는 물질변화의 개념을 중심으로 역사 적 변천과정을 조사하고, 중등학교 과학교과서에 제시 된 개념의 유형을 분석하고자 한다. 이러한 분석 결과 를 통해 학생들이 올바른 과학 개념을 형성하는 데에 있어서 가지는 어려움의 원인을 찾아보고자 한다. 이 연구의 내용을 구체적으로 진술하면 다음과 같다.
- 과학사 교재에는 보 편적으로 현대 이전까지의 내용은 자세히 수록되어 있 으나, 현대에 해당하는 부분의 내용은 상세하지 않은 경우가 많았기 때문이다. 이러한 자료들을 토대로 연구자들은 여러 가지 방법 으로 개념들을 유목화하고자 협의하였으며, 도출된 유 목들이 분석하고자 하는 과학 교과서의 진술 내용을 분 석하기에 적합한 것인지 검증하여 보았다. 이러한 과정 을 여러 차례 거쳐서 결정한 유목화는 연구 결과에 제 시하였다.
- 11 한편 그 당시 물질의 변화에 대한 질량의 규칙성을 해결할 수 있었던 돌턴의 원자설로도 부피의 규칙성은 설명할 수는 없었다. 이탈리아의 과학자 아보가드로 (Avogadro, 1776〜1856泛 두 개 이상의 같은 종류의 원 자가 결합하였다는 새로운 개념을 도입하여 이 문제를 해결하고자 하였다. 아보가드로가 생각한 이 새로운 분 자의 개념은 돌턴이 생각한 원소의 개념과 상치되는 것 이다.
가설 설정
- "일정한 수의 원자들이 결합하면 새로운 입자인 분자가 된다.... 비활성 기체는 1원자 분자이다.” 일원자 분자라는 의미 속에는 원자도 분자에 포함된 다.
- 그러나 이러한 결합 비율은 원자 량을 알아야 구할 수 있다. 돌턴은 이러한 딜레마를 해 결하기 위하여 원자는 가장 간단한 정수비로 결합한다 는 가정을 하였다. 그 당시 대부분의 학자들은 원자량의 개념을 받아들 이지 않고, 화학반응의 실험값을 토대로 형성된 최소 물질량2로서의 당량 개념을 선호하였다.
- 이때 원소는 오늘날 현대적 관점의 원소, 즉 '동일한 양 성자 수를 가진 입자들의 집합’5의 의미가 아니다. 둘째, 1啊기 초 돌턴이 제안한 물리적 실체로서의 원자이다. 이 실체는 원자량이라는 단위로 측정되었다.
- 1과 같이 수소 원소와 산소 원소가 한 종류의 원 자로 구성되어 있는 물질이라고 생각하였다. 즉, 물질 의 성질을 발현하는 기본 입자인 원자를 가정하였다. 그리고 두 종류의 이상의 원자가 결합한 것을 화합물이 라고 보았다.
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