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고등학교 과학 "산과 염기의 반응" 단원의 탐구영역에 대한 교과서 분석 및 교사와 학생의 인식 조사

Title
고등학교 과학 "산과 염기의 반응" 단원의 탐구영역에 대한 교과서 분석 및 교사와 학생의 인식 조사
Other Titles
A study on the textbook analysis and teacher and student cognition survey to the inquiry in chapter of "Acid and Base reaction" in the high school science
Authors
전혜련
Issue Date
2006
Department/Major
교육대학원 화학교육전공
Publisher
이화여자대학교 교육대학원
Degree
Master
Advisors
박종윤
Abstract
본 연구는 제 7차 교육과정에 따른 교과서에 탐구영역의 수가 증가함에 따라 교육과정을 얼마나 충실히 반영하였는지 알아보기 위하여 고등학교 1학년 과학 교과서의 “산과 염기의 반응” 단원에 제시된 탐구영역을 탐구내용, 탐구과정, 탐구상황에 따라 3차원으로 분석하였다. 그리고 탐구영역 분석결과를 바탕으로 교사들이 탐구영역 수업에서 선호하는 실험형태와 소재, 수업 방식, 실험에 관한 의견 등을 알아보고자 교사 설문을 실시하였다. 또한 학생들이 선호하는 시약과 방법, 실험에 관해 어떤 생각을 가지고 있는지 알아보고자 학생 면담을 실시하였다. 탐구영역을 분석하기 위해 제 7차 교육과정에 따른 고등학교 과학교과서 11종 모두를 대상으로 하였으며, 3가지 분석틀을 사용하였다. 탐구내용을 분석하기 위해 탐구내용분석틀(process content analysis frame)을 사용하였고, 탐구과정을 분석하기 위해 제 7차 교육과정에 나타난 탐구과정요소와 탐구활동을 사용하였으며, 탐구상황을 분석하기 위해 NAEP 과학평가틀의 탐구상황요소를 사용하였다. 탐구내용을 분석한 결과 11종 교과서는 탐구내용 분석틀의 각 항목들을 대체로 포함하고 있었으며, 몇 개의 탐구내용항목을 생략하거나 반복하는 교과서도 있었다. 탐구과정을 분석한 결과 탐구영역에서 통합 탐구과정에 비해 기초 탐구과정을 더 강조하고 있는 것으로 나타났다. 기초 탐구과정에서 가장 많이 사용되는 탐구과정요소는 관찰, 통합 탐구과정에서 가장 많이 사용되는 탐구과정요소는 자료변환으로 나타났다. 탐구활동에서는 실험이 전체 탐구활동의 대부분을 차지하였다. 탐구상황을 분석한 결과, 과학적 상황이 대부분을 차지하고 있었다. 51명의 교사를 대상으로 산과 염기의 반응 단원의 탐구영역에 관한 설문을 실시하였다. 설문내용은 산과 염기의 성질, 산과 염기의 세기, 중화반응에 관한 것이었으며, 교사들은 폐기시약 처리와 시약 제조에 관한 것 등 주로 시약에 관한 문제를 부담스러워했다. 그리고 제 7차 교육과정의 의도와는 달리 교사들은 탐구과정요소와 탐구활동을 교과서에 명시하는 것이 수업구성을 쉽게 하기 때문에 이것을 선호하는 경향을 보였다. 교사들은 산과 염기의 성질을 알아보기 위한 실험소재로는 실생활소재를 선호하였으나, 중화반응을 알아보기 위한 실험소재로는 염산과 수산화나트륨과 같은 실험실 시약을 선호하였다. 이것은 중화반응 실험의 결과가 실생활소재를 쓰는 것보다 실험실 시약을 사용하는 것이 결과가 더 명확하기 때문이었다. 산의 성질 확인방법이나 중화반응 확인방법 모두 교사들은 주로 지시약의 색변화를 사용하고 있었는데, 이것은 눈으로 확인이 쉽고 가장 간단한 방법이기 때문이었다. 고등학교의 1학년 학생 6명을 대상으로 탐구영역에 관한 학생들의 생각을 알아보기 위해 “산과 염기의 반응” 단원의 10개의 실험을 하게 한 다음 학생들을 면담하였다. 학생들은 산과 염기의 성질을 확인하는 실험소재로 실험결과의 명확성 때문에 염산과 수산화나트륨과 같은 실험실시약을 선호하는 것으로 나타났으며, 이것은 교사 설문결과와는 상반된 내용이었다. 그리고 산과 염기의 성질을 확인하는 방법들 중 교사들은 지시약의 색변화를 선호하였는데 반해, 학생들은 염기의 성질을 확인하는 방법은 지시약의 색변화를 선호하였으나, 산의 성질을 확인하는 방법은 금속리본을 이용한 수소기체 발생실험을 더 선호하였다. 그리고 학생들은 이온모형을 이용하여 산의 세기를 공부하는 것을 좋아하였으며, 교사설문 결과 대부분의 교사들도 이온모형을 이용하여 산의 세기를 설명하고 있었다. 학생들은 중화반응 실험에서 중화점을 찾는 것을 가장 어려워하였으며, 중화반응을 확인하기 위한 지시약 중 BTB 지시약을 선호하였다. 이 연구를 통해 고등학교 1학년 과학 교과서에 탐구영역이 어떻게 표현되어 있는지 알 수 있었으며, 현장의 교사들과 학생들이 탐구영역에 대해 가지는 의견들도 확인할 수 있었다. 이 연구결과는 교육과정을 개정하거나 교과서를 수정․보완하는 과정에서, 또는 현장의 교사들이 교수-학습과정을 설계하는 과정에서 많은 도움이 될 것이다. 이것을 바탕으로 교사 연수 프로그램을 계획한다면 현장 교사들에게 좀 더 실질적으로 도움이 되는 연수 프로그램을 만들 수 있을 것이다.;This study has a purpose of deciding how well the new curriculum reflectsthe increased number of inquiry subjects according to the 7th National Curriculum, so the inquiry subject in the unit, "the reaction of acid and base", was analyzed based on three dimensions, inquiry content, process and context. Based on the result of the analysis, a survey was done to find out what form, material and approach of experiments were favored by teachers including their opinion. Addition to this, an interview were conducted for students to find out what chemical reagent and method are favored by them including their opinion. In order to perform an analysis on the inquiry subjects, 11 Science textbooks were studied and 3 analysis frames were utilized. To analyze the inquiry content, the process content analysis frame was utilized. For the inquiry process and the inquiry context, the elements and activities of the inquiry process according to the 7th National Curriculum and the elements of the inquiry situation of the NAEP science assessment frame were utilized respectively. According to the analysis of the inquiry contents, the 11 textbooks of the first grade of high school included most of the items of content analysis frame and there were a few textbooks which omitted or repeated some of the items of it. The analysis of the inquiry process showed that the percentage of the basic inquiry process was higher than the integrated inquiry process. The result of the inquiry context analysis indicated that most of the inquiry context was scientific. A survey was conducted for 51 teachers on the inquiry subject. The survey was about the nature, strength and neutralization of acid and base. The teachers found it difficult to deal with the problems such as the disposal reagent and reagent making. Contrary to the intention of the 7th National Curriculum, the teachers leaned toward the tendency where the inquiry process elements and inquiry activities were clearly explained in the textbooks, which made it easier for them to plan on the classess. The teachers favored the real life materials for the experiment to find out about the characteristics of acid and base, yet they favored the laboratory reagents such as HCl and NaOH to find out about neutralization reaction. It was because the result from using the laboratory reagent was more precise than the one from using the real life materials. Most teachers were using the change in color of indicator to identify the characteristics of acid and neutralization reaction, which was mainly due to fact that it was the easiest and the simplest way to identify it. An interview was conducted for 6 first grade high school students after they have performed 10 experiments regarding the unit, "the reaction of acid and base." The interview shows that students prefered laboratory reagent such as HCl, NaOH as a experiment material identifying the nature of acid and base, due to the clearance of the result in experiment. This is contrary to the interview to the teachers. Among the ways of identifying the nature of acid and base, teachers prefered the change in color of indicator, while students showed the similar tendency in base, but they prefered the generation experiment of hydrogen gas by using metal ribon in acid. Students tended to study the acid's strength by using ion-model and most teachers answered they explained its concept by using the same model. Students had most difficulty in searching for neutralization point in neutralization reaction and they prefer BTB indicator for identifying neutralization reaction. In this study, we found how inquiry subjects of the science textbook of the first grade of high school and confirmed the opinions of teachers and students. This result could be helpful in the process of the change of a course of study or revision, supplementation of textbook or planning teaching-learning process for teachers. In conclusion, if we plan teacher training program by using this study, it could make the training program authentic and useful.
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