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'과학1' 중학교 교과서의 물질의 상태 변화와 분자 운동 내용이 요구하는 인지 수준 분석(제III보)
Analysis of the Level of Cognitive Demands about Concepts of the Changes of State and Kinetic Theory on 'Science 1' Textbooks in Junior High School (III) 원문보기

대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.57 no.5, 2013년, pp.640 - 655  

박지은 (이화여자대학교 과학교육과) ,  박예슬 (이화여자대학교 과학교육과) ,  강순희 (이화여자대학교 과학교육과)

초록
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우리나라 중학교 '과학1'에 실려 있는 '물질의 상태 변화'와 '분자의 운동'에 대한 서술 내용이 요구하는 인지 요구도를 분석하였다. '분자의 운동'에는 '확산과 증발', '기체의 압력과 부피', '기체의 온도와 부피', 그리고 '상태 변화와 열에너지' 개념이 포함된다. 인지 요구도 분석에 활용한 분석 준거는 영국에서 개발된 과학 교과 내용 분류틀에 있는 3종류 분석틀이다. 분석 대상인 6종 교과서 내용들이 요구하는 인지 수준들은 구체적 조작 수준과 형식적 조각 수준들이 다양하였다. 해당 내용에는 여러 인지 수준들이 있으나 그 중에서도 높은 인지 수준을 요구하는 내용들을 보면 다음과 같다. 첫째, 단원 초기에 물질의 세 가지 상태를 설명할 때에는 그 서술 내용이 요구하는 높은 인지 수준이 6종 모두 후기 구체적 조작 수준이다. 그러나 단원의 초기 이후부터는 이에 대한 설명이 모두 초기 형식적 수준이다. 분자 배열과 분자 모형에 관한 내용이 요구하는 높은 인지 수준은 모든 6종 교과서가 분자 운동으로 서술하고 있기 때문에 초기 형식적 조작 수준이다. 둘째, 확산과 증발 개념에 대한 내용이 요구하는 높은 인지 수준은 6종 교과서 모두 초기 형식적 조작 수준이다. 왜냐하면 상태 변화를 분자 운동론으로 서술하고 있어서 초기 형식적 조작 수준이다. 셋째, 기체의 압력과 부피, 기체의 온도와 부피 개념에 대한 내용이 요구하는 높은 인지 수준은 교과서 6종 모두 초기 형식적 조작 수준이다. 분자 운동을 이용한 형식적 모델을 이해해야 하고 그리고 그래프를 통해 보일 법칙과 샤를 법칙을 이해해야 하기 때문에 학생들은 고차식의 그래프를 해석해야 하며, 두 독립변수 사이의 관계를 발견해야 하므로 초기 형식적 조작 수준이다. 넷째, 상태 변화와 열에너지 개념에 대한 내용이 요구하는 높은 인지 수준은 교과서 6종 모두 초기 형식적 조작 수준이다. 물질의 끓는점과 어는점을 설명하는 고차식 그래프의 해석 능력을 요구하고 있기 때문에 초기 형식적 조작 수준이다. 물질의 상태 변화와 온도의 관계도 분자 운동론을 이용하여 서술하고 있기 때문에 초기 형식적 조작 수준이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to analyze the cognitive demands level of the description about 'changes of state' and 'kinetic theory' on the 'science 1' textbooks by the 2007 revised curriculum. The three types of curriculum analysis taxonomy have been used to analyze the cognitive demands level of t...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 3−16 따라서 본 연구에서도 우리나라 중학교 1학년 학생들이 학습하는 과학1 교과서에 서술되어 있는 화학 개념이 어떠한 인지 수준을 요구하고 있는가를 분석해 보고자 한다.
  • ”라고 서술되어 있는 내용 정도를 이해할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 앞에 소개한 세 가지 분류틀을 사용하여 교과서에 서술되어 있는 내용이 어떠한 인지 요구도 수준인지를 판정할 수 있는 것이다. 이러한 본 연구의 분석 결과들이 부록1, 부록2, 부록3, 부록4, 부록5에 실려있다.
  • 알아내어야 한다. 이어서 이 연구에서 분석해서 얻어지는 인지 요구도 수준들을 사용하여 가르칠 학생들의 인지 수준 분포와 비교하는 것이다. 다시 말하면, 가르치려는 ‘물질의 상태 변화와 분자의 운동’ 내용 중에서도 ‘어떻게 서술되어 있는 어떤 구체적 내용들이’ 형식적 조작 수준을 요구하고 있는지를 알고 있고, 그리고 자신이 가르치는 중학교 1학년 학생들의 인지 수준 분포를 알고 있는 교사는 그렇지 못한 교사들에 비하여 ‘보다 학생 중심의 교수 전략’을 개발할 수가 있을 것이다.

가설 설정

  • 즉, GALT 척도에 의하여 분류된 구체적 조작 수준은 본 연구에 사용한 Genevan 척도로는 초기 구체적 조작 수준(2A; early concrete operation)을 의미한다(Table 1). 따라서 본 연구 대상인 중학교 1학년 학생들 중에서 구체적 조작 수준 학생들은 Genevan 척도로 분석된 후기 구체적2B, 초기 형식적3A, 후기 형식적3B 과학 내용을 이해하는데 어려움을 갖게 된다는 가정이다.
  • 왜냐하면 학생들은 여러 인지 요구도 수준 내용들 중에서도 ‘높은 인지 수준을 요구하는 서술 내용’을 어려워 할 것이라고 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
'분자의 운동'에 포함된 개념들의 종류는? 우리나라 중학교 '과학1'에 실려 있는 '물질의 상태 변화'와 '분자의 운동'에 대한 서술 내용이 요구하는 인지 요구도를 분석하였다. '분자의 운동'에는 '확산과 증발', '기체의 압력과 부피', '기체의 온도와 부피', 그리고 '상태 변화와 열에너지' 개념이 포함된다. 인지 요구도 분석에 활용한 분석 준거는 영국에서 개발된 과학 교과 내용 분류틀에 있는 3종류 분석틀이다.
인지 발달 심리학이란 무엇입니까? 그에 의하면 형식적 조작 인지 수준은 사고력 발달에서 가장 높은 인지 수준이며, 이 수준의 청소년들은 눈 앞에서 보거나 만질 수 있는 현상들은 물론이고 그리고 더 나아가서 만지거나 볼 수 없는 여러 이론들까지 이해한다고 하였다. 이처럼 학습자들의 나이 또는 성장이 학습에 영향을 미친다는 인지 발달 심리학은 이러한 요인들을 인정하지 않으면서 학습의 경험과 학습자가 이미 가지고 있는 개념틀을 매우 중요하게 여기는 심리 철학으로서의 구성주의에2 의하여 비판도 받는다. 그러나 이 두 측면의 과학 학습 이론들은 당면한 현장 과학 교육의 여러 가지 문제점들을 진단하는 연구에서 빈번히 활용되고 있고 그리고 다양한 과학 교수·학습 전략들을 개발하는 경우에도, 때로는 각각 독자적 이론으로, 때로는 두 측면의 이론들을 함께 협력하여 함께 활용되기도 한다.
과학 개념 자체가 요구하는 최고의 인지 요구도가 각각 존재할 경우 이에 대한 대비책은? 엄밀히 말하면 과학 개념들은 개념 자체가 요구하는 최고의 인지 요구도가 각각 존재 한다. 이러한 문제를 해결하는 방법 중 하나로 어려운 학습 내용 수준을 보다 낮게 보여 줄 수 있는 여러 실례들을 많이 경험하게 하면 학생들은 이해의 물꼬가 트인다는 가정이다.
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참고문헌 (35)

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  30. Lee, K.; et al. Junior High School Science 1; Jungang Kyoyuk Jinhung Yeonguso Press: Seoul, Korea, 2010. 

  31. Bok, Y.; et al. Junior High School Science 1; Jihaksa Press: Seoul, Korea. 2010. 

  32. Rhu, J.; et al. Junior High School Science 1; Chunjae Kyoyuk Press: Seoul, Korea, 2010. 

  33. Kim, S.; et al. Junior High School Science 1; Korean Foundation for the Advanced of Science & Creativity: Seoul, Korea, 2010. 

  34. Ministry of Education, Science and Technology, 2007-79, Science Curriculum; Daehan Textbook Publishing: Seoul, Korea, 2007. 

  35. Ministry of Education, Science and Technology, 2007-79, Junior High School Curriculum Commentary; Daehan Textbook Publishing: Seoul, Korea, 2007. 

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