고등학교 학생들의 화학에 대한 질문 조사와 전해질 개념에 대한 고등학교 교과서 분석

Abstract

본 연구에서는 고등학교 학생들의 질문 비율이 높은 전해질 개념에 대해 과학 교과서에서 어떻게 서술하고 있는지를 분석함으로써, 학생들이 올바른 과학 개념을 형성하는 데 있어서 가지는 어려움의 원인을 조사해 보고자 한다. 수집된 질문들을 6개의 화학의 내용 영역 별로 분류한 결과, 물질 단원과 관련된 질문이 76개(37.8%)로 가장 많았고, 이를 다시 4개의 중단원 별로 분류한 결과, 전해질과 이온과 관련된 질문이 58개(76.3%)로 가장 많았으며, 이를 다시 7개의 학습 요소 별로 분류한 결과, 전해질의 이온화와 관련된 질문이 19개(32.8%)로 가장 많았다. 중학교 및 고등학교의 화학과 관련된 내용에서 물질을 구성하고 있는 입자와 관련된 개념들의 관계를 나타낸 개념도를 바탕으로 하여, 전해질과 관련된 개념들의 관계를 의미망으로 구성한 결과, 『전해질은 약한 전해질과 강한 전해질로 분류된다.』, 『전해질이 물에 녹으면 양이온과 음이온이 생성된다.』, 『전해질의 예로는 NaCl, HCl, CH₃COOH, H₂CO₃(이온성 물질과 분자성 물질)이 있다.』, 『전해질 수용액에 전류를 통해 주면 전기 분해가 일어난다.』, 『전해질은 이온 결합 물질이나 극성 공유 결합 물질로 구성된다.』, 『전해질 수용액에 전류가 통하는 것은 산화, 환원 반응에 의한 것이다.』의 6개 개념간 관계들을 생각해 볼 수 있었다. 6개의 개념간 관계들에 대해 교과서에서 서술된 내용을 분석한 후 평가 기준에 의해 평가하였다. 전해질의 이온화와 관련하여 고등학교 과학 11종 교과서에서 서술된 내용을 분석한 결과, 대부분의 교과서에서 이온성 물질과 분자성 물질 모두를 전해질의 예로 들면서도, 전해질의 구성 입자로서 이온성 물질의 관점에서만 주로 서술하고 있는 것으로 나타났다. 또한, 고등학교 과학 11종 교과서를 6개 항목의 평가 기준에 의해 평가한 결과, 전해질의 이온화와 관련된 서술 내용에 있어서 교과서 B가 가장 우수한 것으로 나타났다.;In this research, the contents of electrolytes in high school science textbooks are analyzed and related problems are identified. First of all, we collected on line 201 questions about chemistry from high school students, and classified of the questions into 6 groups according to subjects. The results demonstrated that question regarding the "material" subject were most with 37.8% of 201 questions. This shows that the questions related with "electrolytes and ions" are most, 76.3% among the questions regarding "materials". As a result, the question about "ionization of electrolytes" are most with 32.8% among the questions regarding "electrolytes and ions" In the contents of high school science textbooks related with chemistry we made "SemNet" out of the relation between the concepts related with electrolytes on the base of the concept map of the particle composed of materials. We could find 6 relations between concepts. 『electrolyte is classified with weak electrolyte and strong electrolyte.』, 『If electrolyte were dissolved in water, it makes cation and anion.』, 『Example of electrolyte is NaCl, HCl, CH₃COOH, H₂CO₃(ionic compound and molecular compound).』, 『If the electric current flew in the electrolytic aqueous solution, electrolysis happens.』, 『electrolyte is consist of ionic bond or polar covalent bond material.』, 『The electric current flow in the electrolytic aqueous solution is due to oxidation and reduction reaction.』. For 6 relations between concepts, the content of textbooks were analyzed and evaluated. In relation with ionization of electrolytes, we analyzed 11 different kinds of high school science textbooks. In most textbooks the "electrolyte" was described only in terms of a constituent particle of ionic compound instead of being described in both terms of ionic compound and molecular compound. Also, we graded 11 different kinds of textbooks by the standard of 6 items. As a result, "B" textbook's description is the most superior regarding ionization of electrolytes.