오개념을 고려한 수업 전략이 고등학교 학생들의 원자량 관련 개념 이해에 미치는 효과

Abstract

본 연구의 목적은 원자량 관련 개념에 대하여 여러 선행 연구에서 나타난 오개념들을 고려하여 고등학교 학생들을 대상으로 한 수업 전략을 개발하고, 이를 적용하여 그 효과를 알아보는데 있다. 연구 대상은 서울 소재 인문계 여자 고등학교 2학년 인문계열 2개반을 선정하여 실험반(48명)과 비교반(48명)으로 나누었다. 수업 전 학생들이 가지고 있는 선개념을 파악하기 위하여 두 집단에 사전 개념 검사를 실시하고 5차시 동안 실험반에는 본 연구에서 개발한 수업 전략을, 비교반에는 교과서 중심의 수업 전략을 투입한 후 사후 개념 검사를 실시하여 두 집단의 수업 효과를 비교하였다. 사전·사후 개념 검사 결과를 분석하여 얻은 결론은 다음과 같다. 1. 사전·사후 개념 검사의 분석 결과 본 연구의 대상 학생들은 원자량 관련 개념에 대하여 다음과 같은 오개념을 가지고 있는 것으로 나타났다. (1) 개별 동위 원소의 원자량과 자연 존재비를 고려한 그 원소의 평균 원자량을 변별하지 못한다. (2) 상대 질량인 원자량과 절대 질량인 원자의 질량을 변별하지 못한다. (3) 원자량은 질량수와 동일하다고 생각한다. (4) 질량수를 '질량'의 의미로 생각한다. (5) 질량수와 원자의 질량이 모두 원자량과 동일한 개념이라고 생각한다. (6) 몰과 몰의 질량을 같은 개념으로 생각한다. (7) 원자 1몰의 질량과 원자 1개의 질량이 동일하다고 생각한다. 2. 실험반과 비교반 학생들의 응답을 분석한 결과 다음의 개념들에 대하여 실험반의 개념 이해 정도가 비교반보다 더 높은 것으로 나타났다. (1) 상대 질량과 절대 질량에 대한 개념의 변별 (2) 개별 동위 원소의 원자량과 자연 존재비를 고려한 그 원소의 평균 원자량에 대한 개념의 변별 (3) 원자량과 원자의 질량에 대한 개념의 변별 (4) 질량수와 원자량, 질량수와 원자의 질량에 대한 개념의 변별 3. 사전 검사 점수를 공변인으로 하여 사후 검사 점수에 대한 공변량 분석(ANCOVA)을 실시한 결과 실험반의 수업 처치 효과가 통계적으로 유의미한 차이(p<.01)가 있는 것으로 나타나 오개념을 고려하여 개발한 실험반의 수업 전략이 교과서 중심의 비교반 수업 전략에 비해 원자량 관련 개념에 대한 학생들의 이해에 보다 효과적이었음을 알 수 있었다. 4. 원자량 관련 개념에 대한 학생들의 사후 검사 점수와 중간 및 기말고사의 과학 점수는 실험반과 비교반 모두 유의미한 상관관계가 있는 것으로 나타났고(p<.01), 사후 검사 점수와 논리적 사고력 검사(GALT) 점수는 비교반에서만 유의미한 상관이 있는 것으로 나타났다(p<.01).;The purpose of this study is to develope the teaching strategy based on misconceptions about the relative atomic mass and related concepts and to examine students ' conceptual understanding before and after the class. The subjects are two groups of ninety-six high school students and they were divided between the treatment and the control group. The treatment group has been treated by newly developed teaching strategy and the control group has been treated by the teaching strategy based on the textbook. Each group was treated for five class hours. The results from the analysis of pre-test and post-test indicate that students have the following misconceptions ; (1) failing to distinguish between the relative atomic mass of each isotope and the average relative atomic mass of element in nature (2) failing to distinguish between the relative atomic mass and the absolute atomic mass (3) thinking that the relative atomic mass is equal to the mass number (4) thinking that the mass number is equal to the absolute atomic mass (5) thinking the mass number as the mass (6) defining the mole as a mass (7) thinking that the mass of 1 mole of atoms is equal to the mass of an atom The statistical analysis of pre-test and post-test scores by ANCOVA showed that the achievements of treatment group are significantly higher than those of the control group(p<.0l). It reveals that the treatment group's teaching strategy is more effective than the control group's teaching strategy for students' conceptual understanding about relative atomic mass and the related concepts.