알킬 할라이드의 반응성에 대한 대학생들의 문제해결 유형연구

Abstract

본 연구에서는 알킬할라이드의 반응성에 대한 대학생들의 문제 해결 과정을 알아보고자 했다. 연구 대상은 본교 대학생 3학년 성적 우수자 2명과 비우수자 2명의 총 4명으로 하였으며 발성 사고법을 사용하여 학생들의 문제 해결과정을 알아보는 동시에 문제 해결 과정 중간에 몇단계의 도움말과 분자모델을 제시하여 이들이 문제 해결에 미치는 효과를 알아보고자 했다. 학생들의 문제 해결 과정 프로토콜을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 학생들은 유기 화학 문제를 풀 때에 이해, 계획, 수행, 검증 순서로 문제해결 단계를 거치며, 반응 메카니즘을 전개하기 전에 계획 단계로서 '주어진 조건 및 성격, 상황을 생각하기' 단계를 많이 반복하였다. 2. 문제 해결 단계별 소요시간 비율을 보면 학생들은 계획과 수행에 대부분의 시간을 소요하며 검증에는 거의 시간을 들이지 않았다. 3. 문제 해결시 화합물의 입체 구조가 익숙하거나 bulky 하지 않을 때에는 분자모델을 사용하지 않았으며, 구조적으로 견고한 bicyclic compound와 bridged cyclic compound에 대한 문제를 풀 때에는 분자 모델을 사용하였다. 4. 성적 우수자는 성적 비우수자보다 문제 해결을 위하여 분자 모델을 적극적으로 사용하였고, 비우수자의 경우에는 분자모델로 분자구조를 파악하는 정도로밖에 활용하지 못했다. 5. 화합물이 bulky 할수록, 학생들은 초기부터 분자 모델을 사용하였으나, 구조적으로 더 세부적인 원인을 알아보려하지 않고 steric hindrance의 이유로만 반응을 설명하려 하였다. 6. 학생이 문제를 성공적으로 풀지 못할 경우, 문제 해결 과정에서 주어진 단계별 도움말로 인해 학생들은 문제를 성공적으로 해결하였고, 특히 비우수자의 경우 도움말을 통해 새로운 정보나 지식을 얻으면서 문제에 접근함을 알 수 있었다. 이상의 연구 결과를 통해서 학생들의 문제 해결을 돕기위한 유기화학 교수 및 학습 방법에 대한 제안은 다음과 같다. 1. 학생들이 유기화학 분야에서 문제 해결을 더 잘 할 수 있도록 하기 위해서는 단계별로 학생들의 논리적 생각을 도와주는 도움말을 제시하는 교수 방법을 연구하는 것이 필요하다. 2. 학생들은 유기 화학을 학습할 때에 분자모델을 사용하여 분자 구조 및 관련 반응을 입체적으로 이해해야 하며, 이를 위한 교육환경의 배려, 즉 분자 모델을 가지고 유기화학을 학습해야 한다는 필요성을 알게 해야 한다.;This study has been carried out to find out the patterns of the problem-solving process about alkyl halide reaction for undergraduate students. Two of upper level students and two of lower level students in previous organic chemistry course were selected for the study. Thinking aloud method for the problem solving process had been used for qualitative analysis. The effect of several aids and molecular models during the problem solving about alkyl halide reaction has been studied. The analysed results of students' problem-solving process protocol appeared as follows. 1. Each student solved problems in the sequence of understanding, planning, carryng out the plan, and evaluation steps. 2. All of students had spent most of time for the planning and carrying out step rather than the evaluating step. 3. Students used the molecular models very often for the problems about the bulky cyclic compound and the bridged cyclic compound. 4. The upper levels of students used molecular models very often for the problem solving in alkyl halide reation compared with the lower levels ones. 5. All of students tried to explain the reactivity of bulky alkyl halide with bulky base by the steric hindrance rather than by the rule about the anti elimination of β-proton. 6. When proper aids were given at each step, students solved the problems which they could not solve successfully at the first time.