[논문]물질의 성질 및 물질의 변화 영역에서 중학생들의 학업성취 특성 분석 : 2009 개정 교육과정 시기 국가수준 학업성취도 평가 결과를 중심으로

백종호; 최원호

doi:10.5012/jkcs.2022.66.6.493

물질의 성질 및 물질의 변화 영역에서 중학생들의 학업성취 특성 분석 : 2009 개정 교육과정 시기 국가수준 학업성취도 평가 결과를 중심으로
Analysis on the Characteristics of Academic Achievement About 'properties of matter' and 'change of matter': Focusing on the Results of the National Assessment of Educational Achievement (NAEA) in the 2009 Revised Curriculum 원문보기

대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.66 no.6, 2022년, pp.493 - 508

초록
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화학은 물질의 성질, 변화, 구조에 대해 다루는 교과로, 관찰 가능한 성질과 변화를 미시적인 수준으로 설명하고, 이를 이론과 법칙 등으로 설명하는 체계를 갖는다. 국가수준 교육과정에서는 물질의 성질과 변화에 대해 초등학교부터 고등학교에 이르기까지 연속적으로 다루면서, 학생들이 물질에 대한 이해를 심화시킬 수 있도록 내용을 구성하고 있다. 즉, 물질의 성질과 변화에 대한 이해는 화학의 관점에서 우리 주변을 설명하기 위한 기반이 되며, 이 둘은 2015 개정 과학과 교육과정에서 화학 교과의 영역으로 분류된다. 본 연구에서는 국가수준 학업성취도 평가의 결과를 분석하여 중학생들의 물질의 성질과 물질의 변화 영역에 대한 이해를 확인하고자 하였다. 이러한 목적에서 본 연구에서는 2015년부터 2019년까지 출제된 물질의 성질에 대한 12개 문항, 물질의 변화에 대한 19개 문항을 분석하였다. 핵심 개념에 따라 문항들을 분류하여 분석한 결과에 따르면, 두 영역에 대한 이해는 보통학력과 기초학력에 해당하는 학생들에게서 큰 폭으로 변화하고 있었다. 입자의 관점을 사용하고 과학 개념과 모형을 연관시켜 현상을 설명하거나, 이 두 영역에서 다루는 탐구에 대해 이해하는 것이 성취수준에 따라 차이가 있었다. 이러한 분석을 토대로 물질의 성질과 물질의 변화 영역에 대해 교수학습 과정에서 개선이 필요한 사항들을 논의하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Chemistry is the subject which includes properties, change, and composition of matter. Chemistry has the system which explains observable properties and change with microscopic level, it explains them using scientific theory and laws. In the national-level curriculum, the properties and changes of matter are continuously dealt with from elementary school to high school, and the curriculum are organized so that students could strengthen their understanding about matter. In other words, understanding of the properties and changes of matter is the base to explain everyday life with the view of chemistry, and these two are classified as domains of chemistry in the 2015 revised science curriculum. In this study, we confirmed students' understanding about properties of matter and change of matter, through the analysis about results of the National Assessment of Educational Achievement (NAEA). For that purpose, this study analyzed the 12 items about properties of matter, and 19 items about change of matter, which were used in the NAEA from 2015 to 2019. According to the results of classifying and analyzing questions according to the core concept, the understanding about the two domains significantly changed between the proficient achievement-level students and basic achievement-level students. Depending on the achievement-level, there was a difference in explaining the phenomenon by using the perspective of particles, and by associating scientific concepts and models, or there was a difference in understanding the inquiry related to these two domains. Based on this analysis, this study discussed some implications to be improved on teaching-learning for 'properties of matter', and 'change of matter'.

주제어

표/그림 (8)

표 Table 1. Achievement Criteria of ‘properties of mater’ in 2009 and 2015 revised national curriculum
표 Table 2. Achievement Criteria of ‘change of mater’ in 2009 and 2015 revised national curriculum
표 Table 3. The number of items analyzed
표 Table 4. The information of analyzed items about 'physical properties and chemical properties'
표 Table 5. The information of analyzed items about 'state of matter'
표 Table 6. The information of analyzed items about 'phase change of matter'
표 Table 7. The information of analyzed items about 'chemical reaction'
표 Table 7. (continued)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 2009 교육과정 시기의 국가수준 학업성취도 평가의 결과를 바탕으로 2015 개정 교육과정에서 구분하는 ‘물질의 성질’과 ‘물질의 변화’ 영역에 대한 학생들의 이해를 성취수준별로 구분하여 살펴보고자 하였다
앞선 논의를 바탕으로 본 연구에서는 국가수준 학업성취도 평가 결과를 토대로‘물질의 성질’, ‘물질의 변화’ 영역에 대한 학생들의 성취 특성을 탐색하고자 하였다
이 문항들을 2015 개정 교육과정에서의 영역과 핵심 개념을 중심으로 재분류하고, 각 개념별로 보이는 학생들의 이해 수준을 파악하는 것에 본 연구의 주안점을 두었다. 이러한 분석을 토대로 물질의 성질, 물질의 변화에 대한 학생들의 이해를 높이기 위한 교수학습에 대한 개선 방안을 논의하였고, 교육과정 개편에 대한 시사점을 도출하고자 하였다.

제안 방법

본 연구는 2009 교육과정 시기의 국가수준 학업성취도 평가의 결과를 바탕으로 2015 개정 교육과정에서 구분하는 ‘물질의 성질’과 ‘물질의 변화’ 영역에 대한 학생들의 이해를 성취수준별로 구분하여 살펴보고자 하였다. 2015년 부터 2019년까지 총 5년간 시행된 국가수준 학업성취도 평가 결과 중, 이 영역에 해당하는 문항들에 대한 학생들의 응답 결과를 분석하였고, 2015 개정 교육과정에서의 핵심 개념을 중심으로 구분하여 논의하였다. 물질의 성질 영역은 물리적 성질과 화학적 성질, 물질의 상태를 핵심 개념으로 포함하고 있으며, 물질의 변화 영역은 물질의 상태 변화, 화학 반응을 핵심 개념으로 포함하고 있다.
2015 개정 과학과 교육과정의 물질 영역은 크게 물질의 구조, 물질의 성질, 물질의 변화로 구성되는데, 본 연구는 물질의 성질, 물질의 변화 영역에서 출제된 문항을 분석 대상으로 하였다. 본 연구에 대한 이해를 돕기 위해 각 영역의 핵심 개념별로 2009, 2015 개정 과학과 교육과정 성취기준을 비교하여 제시하였다(Table 1, 2). 먼저 물질의 성질 영역에서 핵심 개념 ‘물리적 성질과 화학적 성질’에 해당하는 성취기준의 경우 2009, 2015 개정 교육과정 모두 순물질과 혼합물, 물질의 특성을 거의 유사하게 다루고 있으며, 핵심 개념 ‘물질의 상태’에 해당하는 성취기준의 경우도 물질을 구성하는 입자의 운동, 기체의 압력과 부피와 관계, 기체의 온도와 부피의 관계를 거의 유사하게 다루고 있다.
핵심 개념 ‘물리적 성질과 화학적 성질’과 관련하여 본 연구의 분석 대상 문항에서는 끓는점, 녹는점, 용해도가 물질의 특성임을 이해하는지, 물질의 특성을 이용하여 혼합물을 분리하는 현상을 이해하는지 평가하였다

대상 데이터

2015 개정 과학과 교육과정의 물질 영역은 크게 물질의 구조, 물질의 성질, 물질의 변화로 구성되는데, 본 연구는 물질의 성질, 물질의 변화 영역에서 출제된 문항을 분석 대상으로 하였다. 본 연구에 대한 이해를 돕기 위해 각 영역의 핵심 개념별로 2009, 2015 개정 과학과 교육과정 성취기준을 비교하여 제시하였다(Table 1, 2).
앞선 논의를 바탕으로 본 연구에서는 국가수준 학업성취도 평가 결과를 토대로‘물질의 성질’, ‘물질의 변화’ 영역에 대한 학생들의 성취 특성을 탐색하고자 하였다. 동일한 교육과정이 운영된 기간의 학업성취도 평가 결과를 분석하기 위해 2009 교육과정이 적용된 2015년부터 2019년까지 5년에 걸쳐 출제한 문항들의 결과를 분석하였다. 이 문항들을 2015 개정 교육과정에서의 영역과 핵심 개념을 중심으로 재분류하고, 각 개념별로 보이는 학생들의 이해 수준을 파악하는 것에 본 연구의 주안점을 두었다.

성능/효과

이러한 결과로부터 우수학력 학생들은 핵심 개념 ‘물질의 상태 변화’에서 요구하는 물질의 상태 변화를 입자 모형을 이용한 분포와 연관하여 이해하고 있으며, 상태 변화 시의 온도 변화와 열에너지의 출입 관계를 생활 속의 사례와 관련지어 이해함을 확인할 수 있었다

후속연구

그리고 과학적 상황에서 비례와 같은 간단한 수학적 상황을 연결지어 이해하는 능력이 부족하기 때문에 학습하는 개념을 다른 상황에 적용해보는 기회를 증가시키는 것이 필요한데, 특히 실험 등의 탐구 상황에서 학습한 개념을 적용해볼 수 있도록 통합 탐구의 기회를 제공하거나 화학적 상황과 수학적 상황을 연계지어 이해할 수 있도록 융합적 상황에 학생들을 노출시킬 필요가 있다. 또한 액체 혼합물의 분리 실험에서도 물질의 특성과 혼합물 분리 방법을 기계적으로 연결하기보다 두 액체 혼합물의 다양한 특징을 조사하고, 혼합물을 분리할 때 이용하기 가장 적당한 특징이 무엇인지를 선택하여 그 이유를 논의하는 기회를 제공할 필요가 있다.

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상세보기
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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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