Analysis on the Characteristics of Academic Achievement of Middle School Students About 'composition of matter': Focusing on the Results of the National Assessment of Educational Achievement (NAEA)

Chemistry focuses on explaining macroscopic phenomena at the microscopic level with particles, such as atoms or molecules. Explanation using particles are bound to be considered as abstract by students, because it was dealing with invisible objects. For that reason, the science national curriculum presented to middle school students the explanation of the units related to the composition of matter. Therefore, understanding about the composition of matter in middle school students becomes an important basis for learning of chemistry, and it is necessary to investigate their understanding about composition of matter. In this study, students' understanding about 'composition of matter' region, which is first presented to middle school students, was confirmed at an overall level. In this line, this study analyzed the results of the items in the composition of matter region, and analyzed items were used in the National Assessment of Educational Achievement (NAEA) from 2015 to 2019. We analyzed the 9 items presented in the NAEA according to the response rate of options and response rate distribution curve, and explained the characteristics of understanding derived by each achievement level were examined. According to the analyzed results by dividing the conceptions about elements, atoms, and ions, students above the proficient achievement-level had scientific conceptions overall, but students below the basic achievement-level had inconsistent or naive conceptions. Based on the results for each item, this study discussed some implications to be considered or to be improved on teaching-learning for 'composition of matter'.

중학생들의 '물질의 구성' 영역 학업성취 특성 분석 : 국가수준 학업성취도 평가 결과를 중심으로

화학은 거시적인 현상에 대해 원자, 또는 분자와 같은 입자의 수준에서 설명하는 것을 중점에 둔다. 입자를 기반으로 한 설명은 눈에 보이지 않는 대상을 다룬다는 점에서 학생들에게 추상적으로 여겨질 수밖에 없다. 국가수준 교육과정에서는 이러한 이유로 물질을 구성하는 단위에 대한 설명을 중학생에게 처음 제시하고 있다. 따라서 중학생들이 갖는 물질의 구성에 대한 이해는 향후 화학 학습을 위한 중요한 기초가 되며, 학생들의 이해를 면밀하게 살필 필요가 있다. 본 연구에서는 중학교에서 처음 제시되는 '물질의 구성' 영역에 대한 학생들의 이해를 전반적인 수준에서 확인하였다. 이를 위해 국가수준 학업성취도 평가의 문항 중, 물질의 구성 영역에서 2015년부터 2019년까지 출제된 문항들의 결과를 분석하였다. 국가수준 학업성취도 평가에서 출제된 9개 문항의 답지 반응률과 성취도 점수에 따른 답지 반응률 분포 곡선을 중심으로 분석하고, 성취수준별로 보이는 이해의 특성을 살펴보았다. 원소와 원자 개념, 이온 개념에 대해 구분하여 살펴본 결과에 따르면, 보통수준 이상의 학생들은 전반적으로 과학적인 개념을 가지고 있었으나, 기초수준 이하 학생들은 일관적이지 않거나, 과학적이지 않은 개념을 가지고 있었다. 문항별 분석 결과를 토대로 '물질의 구성' 영역의 교수학습에서 고려해야 하거나 개선이 필요한 사항들에 대해 논의하였다.