[논문]다니엘 전지를 구성하는 염다리의 역할에 대한 고등학생, 화학교사, 그리고 예비 과학 교사들의 개념 유형 분석

박진희; 김동욱; 백성혜

다니엘 전지를 구성하는 염다리의 역할에 대한 고등학생, 화학교사, 그리고 예비 과학 교사들의 개념 유형 분석
An Analysis of Conception Types of High School Students, Chemistry Teachers, and Pre-service Science Teachers about Salt Bridge of Daniel Electronic Cell 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.24 no.3, 2004년, pp.544 - 555

박진희 (구암고등학교) , 김동욱 (대구교육대학교) , 백성혜 (한국교원대학교)

초록
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이 연구에서는 고등학교 학생들, 화학교사들, 그리고 예비 교사들을 대상으로 하여 다니엘 전지에서의 염다리 역할에 대한 개념 유형을 설문과 면담을 통하여 알아보았다. 또한 교사와 학생들이 가지는 개념의 어려움에 대한 원인을 알아보기 위하여 고등학교 화학 II 교과서의 서술내용에 대한 분석도 병행하였다. 예비 교사들의 생각은 교사교육 프로그램의 문제점을 점검하기 위하여 조사되었다. 연구 결과, 교사들은 염다리를 통한 이온의 이동에 관한 관점은 가지고 있었으나,염다리가 닫힌 회로를 완성하는 역할을 한다는 사실에 대한 관점을 가지고 있지 않은 것으로 나타났다. 이러한 경향은 학생들과 예비교사의 경우에도 유사한 것으로 나타났다. 교사들과 학생들이 염다리에 대한 정확한 개념을 형성하는데 어려움을 겪는 원인은 교과서의 불충분하고 다양한 설명 때문일 가능성이 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study examined the conception types of high school students, chemistry teachers, and pre-service teachers about the salt bridge in Daniel cell by a questionnaire and follow-up interviews. High school chemistry II textbooks were analyzed for finding the cause of the understanding difficulties of the teachers and students. Pre-service teachers' thoughts examined for the problems of pre-service teacher programs. From the analysis, it was found that teachers only thought that the role of salt bridge is for ion movement of two solutions involving electrodes. But they didn't have the conception that salt bridge has a roll of connection a circuit. This result was similar to students' and pre-service teachers' results. It was possible that insufficient and different explanations of the textbooks were attributed the teachers' and students' conceptual difficulties.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이와 함께 교사들과 학생들의 개념에 관련된 어려움의 유사성도 같이 분석하였다. 또한 교사들과 학생들이 사응하는 교과서를 분석하여 그 어려움의 원인 올 찾아보고자 하였다. 그리고 Par바ian과 BanoQOOD가지적한 바와 같이, 교사의 대안개념은 교사 자신의 학습경험과 관련 있다는 주장을 고려하여, 예비 교사에 대한 조사도 병행하였다.
또한 설문지에 웅한 연구 대상자들의 생각을 보다 구체적으로 알아보기 위하여 학생과 교사집단에서 대상을 선발하여 면담을 실시하였다. 면담은 설문을 통해 수집한 자료를 보강하는데 목적 올 두었다. 설문자료를 토대로 이루어진 면담은, 비교적 자유롭게 대화하는 비구조화 면담이었다.
이 연구에서는 학생, 예비교사 현직교사를 대상으로 하여 염다리의 역할에 대한 이해를 알아보았다. 연구를 통하여 대다수의 응답자들이 이온의 이동에 의해 용액의 전기적 중성을 유지한다는 관점은 명확하게 가지고 있음이 밝혀졌다.
그리고 교사들과 학생들이염다리에 대한 역할을 이해하는데 어려움올 겪는 원인에 대하여 구체적으로 알아본 연구도 부족한 실정이다. 이 연구에서는 화학교사, 예비교사, 고둥학교 학생들올 대상으로 염다리에 관련된 개념의 유형과 이들이 이를 이해하는 과정에서 겪는 어려움을 설문과 면담을 통하여 자세하게 알아보았다. 이와 함께 교사들과 학생들의 개념에 관련된 어려움의 유사성도 같이 분석하였다.

가설 설정

현직교사2: 염다리가 없다면 처음에는 호르다가 나중에는 점점 즐어든다..

제안 방법

개발하였다. 개발한 설문지는 예비 검사를 통해 일차 수정을 한 후, 과학교육전문가와 화학교사 3인의 검토를 통해 최종 수정, 보완하였다. 또한 설문지에 웅한 연구 대상자들의 생각을 보다 구체적으로 알아보기 위하여 학생과 교사집단에서 대상을 선발하여 면담을 실시하였다.
높았다. 그 원인을 알아보기 위하여 면담을 실시하였다. 그 결과, 2 명은 학회지 자료와 연수를 통해서 새로운 개념올 받아들이게 되었음을 확인할 수 있었다
또한 교사들과 학생들이 사응하는 교과서를 분석하여 그 어려움의 원인 올 찾아보고자 하였다. 그리고 Par바ian과 BanoQOOD가지적한 바와 같이, 교사의 대안개념은 교사 자신의 학습경험과 관련 있다는 주장을 고려하여, 예비 교사에 대한 조사도 병행하였다.
학생집단은 그룹 면담을 실시하였는데, 이 경우 대화는 매우 활발하게 진행되었으나 연구대상자들끼리 서로 영향을 미치는 단점이 있었다. 따라서 교사들의 경우는 개별면담을 실시하였다. 면담에 소요된 시간은 30-40 분 정도씩이었다.
개발한 설문지는 예비 검사를 통해 일차 수정을 한 후, 과학교육전문가와 화학교사 3인의 검토를 통해 최종 수정, 보완하였다. 또한 설문지에 웅한 연구 대상자들의 생각을 보다 구체적으로 알아보기 위하여 학생과 교사집단에서 대상을 선발하여 면담을 실시하였다. 면담은 설문을 통해 수집한 자료를 보강하는데 목적 올 두었다.
그러나 학생을 교사와 마찬가지로 개별 면담으로 진행하는 방식을 취하면 학생들은 매우 소극적인 웅답을 하는 경향이 나타났기 때문에 면담을 통해 학생의 생각을 도출하기가 어려웠다. 반면, 교사의 경우에는 개별 면담을 실시한 경우에도 자신의 생각을 드러내는 데에 학생과 같은 어려움은 없었다 이러한 문제 때문에 면담 방식의 차이를 그대로 두고 연구를 진행하였다.
선행 연구를 토대로 염다리에 관련된 오인과 개념의 어려음을 분석한 후, 현행 고동학교 교육과정에 맞추어 설문지를 개발하였다. 개발한 설문지는 예비 검사를 통해 일차 수정을 한 후, 과학교육전문가와 화학교사 3인의 검토를 통해 최종 수정, 보완하였다.
면담은 설문을 통해 수집한 자료를 보강하는데 목적 올 두었다. 설문자료를 토대로 이루어진 면담은, 비교적 자유롭게 대화하는 비구조화 면담이었다. 질문의 절차와 반응은 강요나 제한이 없는 개방적 형식이었다.
염다리를 통해 이온이 이동하여 용액의 전기적 중성을 유지한다는 관점과 회로롤 연결하여 완성한다는 관점을 가지고 있는지 알아보기 위하여 4 문항을 구성하였다. 설문의 구체적의 내용은 Table 1과 같다.
그러나 이 연구에서는 예비 교사들이 염다리 속의 전해질 이온들만 이동한다는 관점을 매우 강하게 가지고 있었다. 왜 이러한 생각을 하게 되었는지 알아보기 위하여 6명의 예비 교사들과 면담을 실시하였다.
이들의 생각을 보다 구체적으로 알아보기 위하여 면담 올 실시하였다. 그 결과 학생들은 대부분 깊이 생각하지 않고 답을 한 사실을 확인할 수 있었다
있었다. 이들의 생각을 알아보기 위하여 면담을 실시하였다.

대상 데이터

예비교사들은 남 3명, 여 14명으로 구성되어 있으며, 17명 모두 대학에서 일반화학과 분석화학 과목을 통하여 전기화학을 배운 집단이었다. 고둥학생의 경우에는 3학년에서 전기화학을 배우는데 이들을 연구대상으로 선정하기가 현실적으로 어려워, 그 대신 고둥학교에서 전기화학을 배우고 대학에 갓 입학한 대학교 1학년 신입생을 대상으로 3월 초에 연구를 실시하였다. 구성원은 남자 6명, 여자 12명이며 이들 모두 화학 II를 배운 학생들이었다.
고둥학생의 경우에는 3학년에서 전기화학을 배우는데 이들을 연구대상으로 선정하기가 현실적으로 어려워, 그 대신 고둥학교에서 전기화학을 배우고 대학에 갓 입학한 대학교 1학년 신입생을 대상으로 3월 초에 연구를 실시하였다. 구성원은 남자 6명, 여자 12명이며 이들 모두 화학 II를 배운 학생들이었다.
대학원에 재학 중인 고둥학교 화학교사 17명, 화학교육과 4학년에 재학 중인 예비교사 17명, 그리고 대학에 갓 입학한 화학교육과 1학년 학생 18명을 대상으로 하였다. 교사들은 남자 9명, 여자 8명으로 구성되었으며, 구성원의 경력은 5년 미만이 1명, 5년 이상 10년 미만이 11명, 10 년 이상 15년 미만이 3명, 15년 이상 20년 미만이 1명, 20년 이상이 1명이었다.
면담에 소요된 시간은 30-40 분 정도씩이었다. 분석대상 교과서는 고등학교 화학 II 교과서 12종(김시중 둥, 2000; 박원기와 윤석진, 1999; 박택규 등, 2000; 소현수 등, 2000: 송호봉과 정용순, 2000; 여수동 등, 2000; 오제직 등, 1997; 우규환 등, 1997; 이운 주 등, 2000; 이원식 등, 2000; 정구조 둥, 2000; 최병순 등, 1998)이다.

성능/효과

화학]! 교과서에 제시된 그림 유형을 분석한 결과, 12 종 중 4종의 교과서에서만 입자의 이동이 표현되어 있었다. 그러나 이들 4종의 교과서에서도, 염다리 속의 이온 만이 동 하는 것, 염다리와 전해질의 이온이 모두 이동하는 것, 전해질의 양이온만 이동하는 것 둥이 다양하게 표현되어 있었다.
그 원인을 알아보기 위하여 면담을 실시하였다. 그 결과, 2 명은 학회지 자료와 연수를 통해서 새로운 개념올 받아들이게 되었음을 확인할 수 있었다
그러나 염다리 대신 구리선을 연결한 상황이나 염다리를 제거한 상황에 대한 웅답을 통하여 염다리가 전기 회로를 완성시키는 역할도 한다는 관점은 매우 부족함을 확인하였다. 이는 학생들이 대부분 염다리를 전자의 통로로 본다고 지적한 외국의 여러 선행연구(Garnett & Treagust, 1992a; 1992b; Ogude & Bradly, 1994; 1996; Sanger & Greenbowe, 1997a; 1997b; Hud리e, et al.
면담을 통하여 학생들의 생각을 보다 구체적으로 알아본 결과, 이온의 이동 통로 라고 답한 학생들도 대부분 이온의 이동에 의해 용액의 전하균형이 유지된다는 사실 올 알고 있는 것으로 나타났다. 다음은 학생들과 면담한 내용의 일부이다.
가진 경우가 50%로 가장 많았다. 반면 예비교사들과 교사들은 염다리 속의 양이온과 음이온이 이동한다는 관점을 가진 경우가 각각 88%, 35%로 가장 높았다. 또한 교사들 중에는 염다리 속의 이온과 전해질의 이온이 모두 이동한다는 관점을 가진 경우도 30% 정도 되었다.
연구 결과, 학생들과는 달리 예비 교사들과 현직 교사들은 염다리 속의 전해질 이온들만 이동한다는 관점을 매우 강하게 가지고 있었다. 이는 대학교에서 배우는 내용과 관련이 깊을 것이라고 생각한다.
연구 대상자들의 생각을 보다 정확하게 알아보기 위하여 실시한 면담에서, 전해질 용액 내 음이온이 이동한다고 생각하는 학생들은 용액의 전하 균형을 맞추어 주기 위한 염다리의 역할에 대한 생각에 바탕울 두고 있음을 알 수 있었다.
특히 이 연구를 통해 교과서에 설명이 제시된 경우보다 교과서에 설명이 모호하거나 제시되지 않은 경우에 학생들이나 예비 교사들, 그리고 현직 교사들이 더욱 다양한 사고를 형성하는 것을 알 수 있었다. 이는 교과서 설명이 매우 중요함을 의미하는 것이라고 할 수 있다.
학생들과 예비 교사들과는 달리, 현직 교사들 중에는 염다리를 제거하였을 때 회로의 연결이 끊어지므로 전류가 흐르지 않는다는 과학적 개념을 가지고 있는 비율이 매우 높았다. 그 원인을 알아보기 위하여 면담을 실시하였다.

후속연구

물론 대학교 이상의 교육에서는 중, 고등학교에서는 다루기 어려운 보다 심화된 내용올 다를 수 있으나, 기본적인 관점은동일하여야 가르치는 교사들이 자신이 배운 내용과 가르치는 내용 사이의 괴리를 느끼지 않게 될 것이다. 따라서 예비 교사들올 위한 대학교육과정의 내용과 고둥학교 화학 교과서의 내용 사이의 연계성에 대한 연구도 앞으로 필요하다고 본다.

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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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