Analysis of High School Students' Understanding of Acid-Base Related Concepts Using Three Different Neutralization Titration Technologies

The purpose of this study was to investigate high school students' understanding of acid-base related concepts using three different titration technologies. The test population was composed of 209 students from three classes in the 10th grade. The different titration experiments using indicator, or pH-meter or MBL were performed in each class unit, respectively. The analyses of the effect on the understanding of different titration technologies were carried out by comparing the mean scores of the concept test taken before and after the titration for the three groups. The results of the acid-base related concept test indicated that statistically significant effects on the understanding of the concepts were shown by all groups. Comparing the effect on the comprehension of the three groups, the MBL group showed the most significant effect, while the pH-meter group showed the least significant. It was also attempted to analyze the effect on comprehension of the concepts by the cognitive and the motivational levels of students. This study revealed that the students in the formal operation stage showed higher understanding of the acidbase related concepts, while those in the concrete operation stage showed lower comprehension. It was also shown that the students at the active motivational level scored higher in comprehension than those who had a low score. The results of this study implied that each group showed differently enhanced comprehension of concepts by titration technologies. Therefore, teachers need to promote an appropriate experiment technology for the cognitive and motivational levels of students as well as try to help students express freely their own perspectives.

세 가지 다른 중화적정 실험 방법에 따른 고등학생들의 산.염기 관련 개념의 이해 분석

이 연구에서는 고등학교 1학년 학생을 대상으로 중 세 가지 다른 중화적정 실험 방법에 따른 고등학생들의 산 염기 관련 개념의 이해 분석 873 화적정 방법에 따른 산 염기 및 중화반응 개념의 이해도를 알아보고자 하였다. 세 개의 집단은 각각 지시 약, pH미터, MBL을 이용하여 중화적정 실험을 하도록 하였다. 각 집단별로 중화적정 실험 수업을 하기 전과 후에 산 염기 및 중화반응 개념 검사를 하여 그 향상 정도를 알아본 후 고등학생들이 산 염기 및 중화반응에 대한 과학적인 개념을 형성하는데 효과적인 실험 방법이 무엇인지 알아보았다. 세 집단 모두 중화적정 실험 수업을 마친 후 사후검사에서 개념 이해에 유의미한 향상이 있었지만 그 중에서도 MBL을 이용한 집단의 향상도가 가장 높았고 pH미터를 이용한 집단의 향상도가 가장 낮았다. 적극적인 동기 유형을 가진 학생들이 소극적인 학생들보다 사전검사 및 사후 검사 점수는 높았지만 평균 점수 차이를 볼 때 소극적인 학생들의 개념 이해의 향상 정도가 더 높은 것으로 나타났다. 적극적인 학습 동기를 갖는 학생들은 개념 이해에 있어서 실험 방법에 의존하지 않지만 소극적인 학생들은 그 차이가 크게 나타났으며 MBL을 사용할 때 가장 높게 나타났다. 인지수준에 따른 개념 이해 정도에서는 인지수준이 높을수록 산 염기 관련 개념 이해 정도가 높았다. 그리고 중화적정 실험 수업을 하기 전과 후의 개념 이해 향상 정도는 과도기를 포함한 구체적 조작기 학생들이 가장 큰 폭으로 상향변화 하였다. 각 집단별 인지수준과 학습동기에 따른 개념 이해를 비교해보면 적정 방법에 따라 향상 정도에 차이가 있었으므로 학습자의 인지수준과 동기 유형에 따라 적절한 실험 방법을 선택해 줌으로써 학생들의 개념 이해의 어려움을 최소화하도록 해야 한다.