[논문]가열과 비가열 상황에서 증발과 끓음에 대한 고등학생과 화학전공 교사들의 인식 조사

조미정; 백성혜

doi:10.5012/jkcs.2004.48.5.527

가열과 비가열 상황에서 증발과 끓음에 대한 고등학생과 화학전공 교사들의 인식 조사
Survey of High School Students' and Chemistry Teachers' Perceptions on Evaporation and Boiling in the Situations of Heating and Non-Heating 원문보기

대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.48 no.5, 2004년, pp.527 - 536

조미정 (한국교원대학교 화학교육과) , 백성혜 (한국교원대학교 화학교육과)

초록
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이 연구에서는 가열 상황과 비가열 상황을 비교하여 증발과 끓음에 대한 고등학교 3학년 122명의 학생들과 화학 전공 97명의 교사들의 인식을 조사하였다. 연구 결과, 교사들은 과학적 개념을 대부분 가지고 있었으며 상황에 따른 변화가 거의 없었으나, 학생들은 가열 상황에서는 증발을 끓음으로, 비가열 상황에서는 끓음을 증발로 인식하는 비율이 높았다. 교과서의 증발과 끓음에 대한 설명 유형을 분석한 결과, 많은 교과서에서 증발은 비가열 상황에서만 제시하고, 끓음은 가열 상황에서 제시하는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study researched 122 high school students?and 97 chemistry majored teachers?perceptions on evaporation and boiling compared heating and no heating situations. From the results, it was found that the teachers?thoughts of evaporation and boiling depend on the situation were stable, but students?thoughts were depend on the situations. The high school students thought evaporation as boiling on the situation of heating and thought boiling as evaporation on the situation of no heating. These phenomena were related to the explanations of science textbooks. In many textbooks, evaporation concept was explained in the situation of no heating and boiling concept was explained in the situation of heating.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

학생들과 교사들을 대상으로 한 연구의 결과들은 서로-527-528 조미정 • 백성혜 간의 관련성을 비교하여 교수와 학습간의 관련성을 파악하는데 중요한 자료가 될 수 있으므로, 이 연구에서는 고등학교 화학 II 교과서를 배우는 학생들과 대학교에서 화학을 전공한 현직 교사들을 대상으로 하여 이들의 증발과 끓음에 대한 개념을 조사하고자 한다. 또한 이들의 개념과 이들이 배우는 교과서와의 상관을 파악 하기 위하여 중학교와 고등학교에서 이에 대해 다루는 내용을 분석하였다. 이는 대부분의 과학 교사들이 수업 시간에 교과서에 의존하며, 학생들도 과학 지식의 대부분을 교과서에 의존하여 학습한다고 밝힌 선행연구"에 근거하여 이루어졌다.
또한 아직까지 학생들과 교사들의 인식을 비교하여 이들 간의 관련성을 알아보는 연구는 거의 없는 편이다. 학생들과 교사들을 대상으로 한 연구의 결과들은 서로-527-528 조미정 • 백성혜 간의 관련성을 비교하여 교수와 학습간의 관련성을 파악하는데 중요한 자료가 될 수 있으므로, 이 연구에서는 고등학교 화학 II 교과서를 배우는 학생들과 대학교에서 화학을 전공한 현직 교사들을 대상으로 하여 이들의 증발과 끓음에 대한 개념을 조사하고자 한다. 또한 이들의 개념과 이들이 배우는 교과서와의 상관을 파악 하기 위하여 중학교와 고등학교에서 이에 대해 다루는 내용을 분석하였다.

제안 방법

가열 상황에서 일어나는 증발의 경우에는 물이 담긴 통을 알코올 램프로 가열하는 모습을 제시하고, 비가열 상황에서와 같이 액체 표면에서만 입자의 출입이 표현되고, 액체 내부에서는 입자의 출입이 없는 모습으로 제시하였다. 이때 나가는 물입자의 수가 들어가는 물입자의 수보다 많게 제시하는 것도 동일하였다.
가열과 비가열 상황에서 증발과 끓음에 대한 고등학생들과 화학전공 교시들의 인식을 알아보기 위한 설문 내용은 교과서 분석과 선행 연구를 토대로 개발하였다. 개발된 검사 문항은 국립 사범대학교 화학교육과에 재학 중인 학생들14명과 대학원에 재학 중인 화학 교사 5인에게 1차 예비 검사를 실시하여 문항을 수정 보완하였다.
가열과 비가열 상황에서 증발과 끓음에 대한 고등학생들과 화학전공 교시들의 인식을 알아보기 위한 설문 내용은 교과서 분석과 선행 연구를 토대로 개발하였다. 개발된 검사 문항은 국립 사범대학교 화학교육과에 재학 중인 학생들14명과 대학원에 재학 중인 화학 교사 5인에게 1차 예비 검사를 실시하여 문항을 수정 보완하였다. 그리고 수정된 문항에 대한 타당도 검사를 화학교육 전공교수 1명과 화학 전공 교사 1명, 그리고 화학 교사 4인에게 의뢰하였다.
이때 나가는 물입자의 수가 들어가는 물입자의 수보다 많게 제시하였다. 그리고 이 상황이 증발인지 끓음인지 응답하고 그 이유를 적도록 하였다. 이 상황을 증발이라는 과학적 응답으로 한 학생은 89.
끓음 상황에 따른 이유 진술의 일관성 분석.
2에 제시하였다. 모든 응답 유형별로 분석하는 것이 매우 복잡하므로 비가열 상황에서 증발과 끓음으로 응답한 응답자 중에 기화 위치, 가열 여부, 기포 발생 여부로 답한 응답자의 일관성만 알아보았다. 비가열상황에서 끓음이라고 생각한 이유로 기화 위치를 생각한 학생 31명은 상황이 바뀌어 가열 상황이 되어도 대부분（28명） 끓음이라는 과학적 응답을 하였다.
증발과 끓음에 대한 내용은 중학교부터 고등학교까지 여러 단원에서 제시되어 있다. 연구 대상인 고등학교 3학년 학생들은 중학교와 고등학교를 거치면서 6차 교육과정과 7차 교육과정의 교과서를 부분 적으로 배운 상태이므로 6차와 7차 교육과정의 중등교과서 내용을 모두 분석하였다.
증발 상황에 따른 이유 진술의 일관성 분석.
이는 대부분의 과학 교사들이 수업 시간에 교과서에 의존하며, 학생들도 과학 지식의 대부분을 교과서에 의존하여 학습한다고 밝힌 선행연구"에 근거하여 이루어졌다. 특히 교과서에서 증발과 끓음을 설명하는 상황이 다르기 때문에 이러한 제시 상황에 따라 학생들과 교사들의 인식에 차이가 있는지 알아보기 위하여 가열 상황과 비가열 상황을 제시하고 인식에 대한 차이를 비교하였다. 연구문제를 보다 구체적으로 제시하면 다음과 같다.

대상 데이터

고등학생의 경우에는 화학 II를 선택한 대도시에 위치한 한 학교 2개 학급과 중소도시에 위치한 2개 학교에서 각각 한 학급씩, 총 3개 학교 4개 학급의총 122명을 대상으로 하였다. 이 학생들은 설문지 투입 당시 이미 화학 II의 증발과 끓음에 대한 내용을 학습한 상태였으며, 생각할 시간을 충분히 주기 위하여 설문에 대한 시간제한을 두지 않았다.
이 학생들은 설문지 투입 당시 이미 화학 II의 증발과 끓음에 대한 내용을 학습한 상태였으며, 생각할 시간을 충분히 주기 위하여 설문에 대한 시간제한을 두지 않았다. 교사는 교육대학원 화학교육과에 재학 중인 현직 교사들과 방학 중 연수에 참여한 교사들 총 9薦을 대상으로 하였다. 대상 교사는 모두 화학을 전공한 교사로 근무하는 학교는 서울, 경기를 포함하여 고르게 전국적으로 분포하였다.
끓음의 이유를 기포 발생으로 응답한 학생 9명은 모두 가열 상황이 되어도 역시 같은 유형의 응답을 하였다. 그러나 비가열 상황에서 끓음을 증발로 응답한 학생중 25명은 그 이유로 가열 여부를 응답하였다. 이 학생들 중 대다수인 24명은 가열 상황에서 끓음으로 응답 하였다.
50이었다. 수정된 문항의 신뢰도를 검사하기 위하여 같은 사범대학의 화학교육과 재학생 14명을 대상으로 검사-재검사 신뢰도를 조사하였으며, 설문 문항의 평균 신뢰도 지수는 0.82였다. 설문 문항은 총 4개로, 비가열 상황에서의 증발에 대한 이해를 알아본 문항, 가열 상황에서의 증발에 대한 이해를 알아본 문항,
학습 전후의 개념 유형을 알아보는 연구가 많이 이루어졌다. 중학생을 대상으로 한 연구로 전정수21가 중학교 1, 2, 3학년 학생들의 증발과 끓음에 대한 개념을 설문지로 조사하였다. 유 • 초 • 중학생을 대상으로 넓은 연령에 걸친 연구3,또 이루어졌다.

성능/효과

연구문제를 보다 구체적으로 제시하면 다음과 같다. 첫째, 비가열 상황에서 고등학교 학생들과 화학 전공 교사들은 증발 현상을 어떻게 인식하고 있는가? 둘째, 가열 상황에서 고등학교 학생들과 화학 전공 교사들은 증발 현상을 어떻게 인식하고 있는가? 셋째, 고등학교 학생들의 증발 현상에 대한 인식은 상황에 따라 일관성을 가지는가? 넷째, 비가열 상황에서 고등학교 학생들과 화학 전공 교사들은 끓음 현상을 어떻게 인식하고 있는가? 다섯째, 가열 상황에서 고등학교 학생들과 화학 전공 교사들은 끓음 현상을 어떻게 인식하고 있는가? 여섯째, 고등학교 학생들의 끓음에 대한 인식은 상황에 따라 일관성을 가지는가?
이 연구의 결과 교사들의 경우에는 큰 혼란이 발견되지 않았으나, 학생들의 경우에는 가열 여부에 따라 증발과 끓음을 구분하는 경향이 커서 비가열 상황에서는 끓음을 증발로, 가열 상황에서는 증발을 끓음으로 잘못 생각하는 비율이 높았다. 이러한 경향은 교과서의 설명 유형과도 긴밀한 관련을 가지는 것으로 나타났다.
기화 위치는 표면에서 일어나고 있는 변화，라는 의미의 모든 응답을 포함시켰다. 증발의 이유를 기화 위치로 설명하는 비율이 학생과 교사 모두 가장 높았다. 비가열이라는 이유에는，가열하지 않았기 때문에', '그대로 두었으므로',，자연스러운 상태이므로，등 가열하지 않았다는 의미의 응답을 모두 포함시켰다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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