Analyses on the Degree of Learning Achievement by Students and on Differences of Explaining in High School Chemistry-II Textbooks for the Atomic Models and Electron Configurations

A questionnaire on "atomic models and electron configuration" was performed on 34 of 11th grade and 38 of 12th grade students who took the Chemistry-II course in order to examine the degree of learning achievement. Also eight Chemistry-II textbooks published in the 6th curriculum were analyzed for the similarities and differences in dealing with this topic and possible improvements were discussed in conjunction with the questionnaire. The results of this questionnaire showed that the degree of learning achievement on the topics between two different classes were not much different in general, although a little difference was found. This indicates that the topics have been taught in early 11th grade but subsequent supplemental teaching has not been performed. To study on the topics of "atomic models and electron configuration" effectively and systematically, knowledge on the basic spectroscopy and quantum mechanics should be preceeded. However this could be practically difficult under the current high school curriculum. Therefore It would be necessary to describe the basic concepts for the quantum mechanics and spectroscopy schematically in the "Reference Materials" section of the textbook, even if it is not very long. On the other hand, the Chemistry-II textbooks analyzed in this work reveal, in general, to have the similar organization and explanation modes. However it has been analyzed that a connection between the Bohr and electron-cloud atomic models might be insufficient or position of electrons might be possible to be misunderstood by students in some textbooks.

원자모형과 전자배치 단원에 대한 고등학교 학생들의 학습 성취도 및 화학 II 교과서의 설명방식의 차이점에 대한 분석

본 연구에서는 고등학교 이과계열 학생들 중 화학II의 교과 과목을 선택한 2학년 34명과 3학년 38명의 학생들을 대상으로 "원자 모형과 전자배치"단원의 개념들에 대한 학습 성취도를 알아보기 위하여 설문지를 사용하여 조사하였다. 또한 제 6차 교육과정에 의하여 편찬된 8종의 고등학교 화학 II 교과서에 기술된 이들 개념에 대한 설명 방식을 분석하고 개념설문지 조사 결과와 연계하여 그 개선점에 대하여 논의하였다. 개념설문지의 조사결과 조사대상 학생들의 학습 성취도는 2학년과 3학년 학생들 사이에서 문항별로 부분적인 차이를 보이기는 하지만 전체적으로는 그다지 큰 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 고등학교의 교과과정상 "원자구조와 전자배치" 대한 교과 과정이 2학년 1학기 초반에 다루어지고 있으며 이후에는 이러한 부분과 연계되는 개념들의 보충적인 학습이 지속적으로 이루어지지 않고 있음을 의미하는 것이라 할 수 있다. "원자모형과 전자배치" 단원의 효과적이고 체계적인 학습을 위해서는 기초적인 분광학과 양자역학 개념들에 대한 학습이 필수적으로 선행되어야 하나 현행 고등학교의 교과 구성상 이러한 개념들을 모두 소개하기는 어렵다. 그러므로 교과서의 "참고자료" 등의 부분에 양자역학과 분광학의 기본적인 사항들을 간략하게라도 기술하는 것이 학생들의 이해를 돕는 한가지의 보완 방법이 될 것이라 할 수 있을 것이다. 한편, 본 연구에서 분석한 화학II 교과서들은 전반적으로 유사한 형태 및 설명방식들을 가지고 있는 것으로 나타났다. 그러나 몇 가지의 교과서들에서 Bohr의 원자 모형과 전자구름 모형을 설명하는 과정에서의 연계성이 부족하거나, 전자의 위치에 대한 오개념을 가질 수 있는 여지가 있는 것으로 분석되었다.