과학과 교과서에 나타난 열과 열에너지 용어의 정의 및 사용 의미 분석 An Analysis of the Definition and the Meaning Used for the Terms of Heat and Thermal Energy in the Science Textbooks원문보기
본 연구에서는 우리나라 과학과 교과서에서 열과 열에너지 용어를 어떻게 정의하고 어떤 의미로 사용하고 있는지, 그리고 과학의 영역별로 이 용어들의 사용 의미에 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 2009 개정 교육과정에 의한 초 중 고 과학과 교과서 52권의 내용을 분석하였다. 열 용어의 정의는 중학교 과학(1)과 고등학교 물리 I, II 교과서에서 제시되는데, 대부분의 교과서가 열을 "온도 차이에 의해 이동하는 에너지(유형 I)"로 정의하였고 물리 I 교과서 1종에서만 "온도 차이에 의한 에너지의 이동(유형 II)"으로 정의하였다. 열에너지 용어의 정의는 대체로 중학교 과학(2)와 고등학교 물리 I 교과서에 제시되는데, 물리 I 교과서는 "분자 운동 에너지(유형 III)"로 정의하였지만 과학(2) 교과서에서는 유형 I 또는 "물체의 상태나 온도를 변화시키는 에너지(유형 IV)"로 정의하였다. 교과서 본문 서술에서 열 용어는 주로 유형 I 또는 유형 III의 의미로 사용되었고, 열에너지 용어는 주로 유형 III의 의미로 사용되었으나 고등학교 물리와 화학 교과서에서는 유형 I의 의미로 사용되기도 하여 열과 열에너지 용어를 혼용하고 있었다. 과학의 영역별로 보면 열과 열에너지 용어를 물리와 화학에서는 주로 유형 I과 유형 III의 의미로 사용하였고, 생명과학과 지구과학에서는 주로 유형 III의 의미로 사용하여 영역별로 차이가 있었다.
본 연구에서는 우리나라 과학과 교과서에서 열과 열에너지 용어를 어떻게 정의하고 어떤 의미로 사용하고 있는지, 그리고 과학의 영역별로 이 용어들의 사용 의미에 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 2009 개정 교육과정에 의한 초 중 고 과학과 교과서 52권의 내용을 분석하였다. 열 용어의 정의는 중학교 과학(1)과 고등학교 물리 I, II 교과서에서 제시되는데, 대부분의 교과서가 열을 "온도 차이에 의해 이동하는 에너지(유형 I)"로 정의하였고 물리 I 교과서 1종에서만 "온도 차이에 의한 에너지의 이동(유형 II)"으로 정의하였다. 열에너지 용어의 정의는 대체로 중학교 과학(2)와 고등학교 물리 I 교과서에 제시되는데, 물리 I 교과서는 "분자 운동 에너지(유형 III)"로 정의하였지만 과학(2) 교과서에서는 유형 I 또는 "물체의 상태나 온도를 변화시키는 에너지(유형 IV)"로 정의하였다. 교과서 본문 서술에서 열 용어는 주로 유형 I 또는 유형 III의 의미로 사용되었고, 열에너지 용어는 주로 유형 III의 의미로 사용되었으나 고등학교 물리와 화학 교과서에서는 유형 I의 의미로 사용되기도 하여 열과 열에너지 용어를 혼용하고 있었다. 과학의 영역별로 보면 열과 열에너지 용어를 물리와 화학에서는 주로 유형 I과 유형 III의 의미로 사용하였고, 생명과학과 지구과학에서는 주로 유형 III의 의미로 사용하여 영역별로 차이가 있었다.
In this study, we tried to find out how heat and thermal energy terms are defined and used in Korean science textbooks, and to see if there are any differences in the meaning of these terms used in different areas of science. For this purpose, the contents of 52 science textbooks of elementary, midd...
In this study, we tried to find out how heat and thermal energy terms are defined and used in Korean science textbooks, and to see if there are any differences in the meaning of these terms used in different areas of science. For this purpose, the contents of 52 science textbooks of elementary, middle and high school published by the 2009 revised curriculum were analyzed. The definition of the term heat is given in the middle school Science(1) and the high school Physics I and II textbooks. Most textbooks define heat as "energy transferred due to a temperature difference (Type I)". Only one textbook of Physics I defines heat as "transfer of energy due to a temperature difference (Type II)". The definition of thermal energy is mostly presented in the middle school Science (2) and the high school Physics I textbooks. Physics I textbooks define the thermal energy as "molecular kinetic energy (Type III)", while Science(2) textbooks define it as Type I or "energy causes temperature change or phase transition of matter (Type IV)". In the texts of textbooks, heat is mainly used as the meaning of Type I or Type III. Thermal energy is mainly used as Type III, but it is also used as Type I in the high school Physics and Chemistry textbooks. The meanings of heat and thermal energy terms used are differed by the area of science. They are mainly used as type I or type III in Physics and Chemistry textbooks, and used as type III in Life Science and Earth Science textbooks.
In this study, we tried to find out how heat and thermal energy terms are defined and used in Korean science textbooks, and to see if there are any differences in the meaning of these terms used in different areas of science. For this purpose, the contents of 52 science textbooks of elementary, middle and high school published by the 2009 revised curriculum were analyzed. The definition of the term heat is given in the middle school Science(1) and the high school Physics I and II textbooks. Most textbooks define heat as "energy transferred due to a temperature difference (Type I)". Only one textbook of Physics I defines heat as "transfer of energy due to a temperature difference (Type II)". The definition of thermal energy is mostly presented in the middle school Science (2) and the high school Physics I textbooks. Physics I textbooks define the thermal energy as "molecular kinetic energy (Type III)", while Science(2) textbooks define it as Type I or "energy causes temperature change or phase transition of matter (Type IV)". In the texts of textbooks, heat is mainly used as the meaning of Type I or Type III. Thermal energy is mainly used as Type III, but it is also used as Type I in the high school Physics and Chemistry textbooks. The meanings of heat and thermal energy terms used are differed by the area of science. They are mainly used as type I or type III in Physics and Chemistry textbooks, and used as type III in Life Science and Earth Science textbooks.
과학 용어는 과학 지식 또는 개념을 한 단어로 압축하여 나타낸 표지(label)이며, 과학자들 사이에서 효율적인 의사소통을 위해 사용되고, 과학 교수-학습도 이러한 용어를 사용하여 이루어진다. 1 따라서 과학 용어의 정의를 정확하게 파악하고 그 의미대로 용어를 사용해야 정확한 의사소통을 할 수 있다.
Fang이 말하는 학생들이 과학 학습에 어려움을 느끼는 가장 큰 이유는?
그러나 과학 용어는 전문적인 어휘로서 그 의미가 일상적으로 사용하는 의미와 다른 경우가 많아 학생들이 이를 파악하지 못하면 학습에 어려움을 느낄 수밖에 없다. 4-6 Fang은 학생들이 과학 학습에 어려움을 느끼는 가장 큰 이유로 과학 언어의 문제를 지적하였다. 과학 학습에서 과학 언어를 이해하는 것이 핵심적이며, 과학 언어를 배우는 것과 과학 내용을 배우는 것은 같은 일이라고 하였다.
많은 대학생들이 열을 내부 에너지와 동일한 개념으로 생각하고 구분하지 못하는 이유는?
11,12 많은 대학생들이 열을 내부 에너지와 동일한 개념으로 생각하고, 경로 의존 함수와 상태 함수를 구분하지 못한다는 것이다. 그 원인 중의 하나는 열과 에너지가 모두 에너지 단위 joule을 사용하기 때문이라고 하였다. 또한 열 용어는 일상생활에서도 다양하게 사용되고 있는데, 그 의미가 과학에서 사용하는 의미와 일치하지 않기 때문에 학생들에게는 혼란을 초래할 수 있다. 13,14 그러므로 과학에서 사용하는 열의 의미를 명확하게 정의하고, 일상용어와의 차이를 분명하게 설명해 줄 필요가 있다.
참고문헌 (20)
Yun, E.; Park, Y. J. Korean Assoc. Sci. Educ. 2013, 33, 1343.
Ministry of Education, Science and Technology. National Curriculum of Science Education 2011-361; Ministry of Education, Science and Technology: Seoul, 2011.
Loverude, M. E.; Kautz, C. H.; Heron, P. R. L. Amer. J. Phys. 2002, 70, 137.
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