• 대한화학회지
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• 제66권6호
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• pp.493-508
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• 2022

화학은 물질의 성질, 변화, 구조에 대해 다루는 교과로, 관찰 가능한 성질과 변화를 미시적인 수준으로 설명하고, 이를 이론과 법칙 등으로 설명하는 체계를 갖는다. 국가수준 교육과정에서는 물질의 성질과 변화에 대해 초등학교부터 고등학교에 이르기까지 연속적으로 다루면서, 학생들이 물질에 대한 이해를 심화시킬 수 있도록 내용을 구성하고 있다. 즉, 물질의 성질과 변화에 대한 이해는 화학의 관점에서 우리 주변을 설명하기 위한 기반이 되며, 이 둘은 2015 개정 과학과 교육과정에서 화학 교과의 영역으로 분류된다. 본 연구에서는 국가수준 학업성취도 평가의 결과를 분석하여 중학생들의 물질의 성질과 물질의 변화 영역에 대한 이해를 확인하고자 하였다. 이러한 목적에서 본 연구에서는 2015년부터 2019년까지 출제된 물질의 성질에 대한 12개 문항, 물질의 변화에 대한 19개 문항을 분석하였다. 핵심 개념에 따라 문항들을 분류하여 분석한 결과에 따르면, 두 영역에 대한 이해는 보통학력과 기초학력에 해당하는 학생들에게서 큰 폭으로 변화하고 있었다. 입자의 관점을 사용하고 과학 개념과 모형을 연관시켜 현상을 설명하거나, 이 두 영역에서 다루는 탐구에 대해 이해하는 것이 성취수준에 따라 차이가 있었다. 이러한 분석을 토대로 물질의 성질과 물질의 변화 영역에 대해 교수학습 과정에서 개선이 필요한 사항들을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권7호
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• pp.805-812
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• 2006

본 연구에서는 끓는점 오름에 대한 고등학교 화학 교과서의 기술 양식과 고등학생, 예비교사, 고등학교 화학교사의 이해에 대하여 조사하였다. 6차와 7차 교육과정에 근거하여 개발된 고등학교 화학 II 교과서를 분석하였고 고등학생과 예비교사, 화학교사의 개념은 설문지를 통해 얻었다. 끓는점 오름의 원인에 대한 교과서의 설명 유형은 '표면의 용매 입자수의 감소', '용매-용질간의 인력', 그리고 '표면 입자수의 감소와 용매-용질간의 인력'등의 세 가지 유형으로 분석되었다. 개념조사 결과 '용매-용질간의 인력'을 끓는점 오름의 원인으로 인식하는 학생과 예비교사, 화학교사의 비율이 높았다. 대상자들은 끓는점 오름을 설명하기 위하여 엔트로피 개념보다 엔탈피 개념을 선호하는 경향이 있었고, 그 원인을 분석하기 위하여 사후 인터뷰를 실시하였다.

• 대한화학회지
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• 제67권4호
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• pp.241-252
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• 2023

이 연구는 학생들이 어려워하는 화학의 여러 개념 중 하나인 동적 평형에 대한 학생의 이해를 높이는 것을 목적으로 한다. 동적 평형은 입자들의 끊임없는 움직임과 상호 작용을 미시적으로 이해하고, 이를 통해 발현되는 거시적인 특성을 이해할 수 있도록 실제와 표상이 겹친 준미시적 수준으로 다루어야 한다. 하지만 9종의 화학 I 교과서를 분석한 결과 평형에 대한 표현 방식은 다소 한계가 있었다. 준미시적 표상 접근을 통해 평형을 이해할 수 있는 전략으로 스크래치를 활용한 수업을 4차시로 구안 하였고, 56명 학생을 대상으로 실행하였다. 4차시 수업은 6단계로 구성이 되며, 단계적으로 평형을 이해하도록 설계하였다. 사전 검사와 사후 검사를 비교한 결과, 학생들이 화학 평형에 대해 미시적 설명과 거시적 설명을 모두 옳게 하는 학생이 크게 증가하였다. 이를 통해 준미시적 표상의 접근 방식으로 스크래치를 활용한 수업의 적용 가능성을 엿볼 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제25권2호
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• pp.79-87
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• 2005

본 연구에서는 세 가지 유형의 문제(수리 문제, 그림 문제, 문장 문제)를 이용하여 화학 수리 문제 해결력(수리 문제)과 개념 이해도(그림 문제, 문장 문제)를 비교하고 문제 유형에 대한 친숙도와 자신의 답에 대한 자신감 및 선호하는 문제 유형을 조사하였다. 경기도에 위치한 두개의 비평준화 고등학교 3학년 학생들 중 대학수학능력시험의 선택 과목으로 화학을 선택한 학생들(N=228)을 선별하여 화학 문제 해결력 검사와 문제 유형에 대한 친숙도, 자신감, 선호도 검사를 실시하였다. 연구 결과, 학생들의 수리 문제 성공률이 개념 문제(그림 문제, 문장 문제) 보다 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 또한, 학생들은 그림 문제나 문장 문제보다 수리 문제에 더 친숙하다고 응답했다. 자신감에서는 학생들이 문장 문제보다 수리 문제와 그림 문제에 대해 더 자신 있어 하는 것으로 나타났으며, 선호도에서는 그림 문제보다 수리 문제와 문장 문제를 더 선호하는 것으로 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제51권2호
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• pp.213-222
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• 2007

이 연구에서는 학생들의 입자론적 물질관과 과학의 본성에 대한 이해도를 높이기 위해 과학사 프로그램을 개발하였다. 이를 중학교 과학 교과서의 ‘물질의 구성' 단원 수업에 적용하고 그 효과를 알아보았다. 개발된 과학사 프로그램은 기원론적 접근법에 근거하고 있으며 고대 그리스 자연철학자들로부터 아보가드로까지의 내용을 담고 있다. 처치 전 과학의 본성에 대한 이해도 검사를 실시하고, 이전 학년의 과학 성적을 조사하였다. 이 연구는 서울 소재 중학교의 2개 학급(실험 집단 1학급, 비교 집단 1학급)에서 총 24차시에 걸쳐 실시되었다. 실험 집단은 과학사 프로그램을 이용한 수업을 받았고 비교 집단은 교과서를 이용한 전통적 수업을 받았다. 처치 후 과학 개념 검사, 과학의 본성에 대한 이해도 검사가 실시되었다. 이 연구의 결과 실험 집단의 과학 개념 점수가 비교 집단에 비해 유의미하게 높았다( p<.01). 이는 실험 집단의 학생들이 비교 집단에 비해 입자적 물질관을 더 많이 갖고 있으며 오개념은 더 적게 갖고 있음을 의미한다. 그러나 과학의 본성에 대한 이해도 점수에서는 두 집단 간의 유의미한 차이는 나타나지 않았다.

• 대한화학회지
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• 제44권3호
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• pp.258-265
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• 2000

본 연구에서는 컴퓨터 인터페이스와 센서를 이용하는 화학 탐구 실험 교사연수를 실시한 후 연수 프로그램을 평가하였다. 이 프로그램의 목적은 교사들의 컴퓨터와 프로그램의 사용 능력 개발뿐아니라, 화학 탐구 학습 능력을 배양하고 화학 개념의 이해를 중진시키??위한 것이다. 먼저, 컴퓨터 인터페이스와 여러 가지 센서를 이용하는 10개 실험으로 구성된 연수 프로그램을 9명의 교사를 대상으로 사전 실험을 실시하여 문제점을 보완하였다. 그 다음 27명의 교사를 대상으로 하루에 3시간씩 5일간 연수를 실시하였다.연수 후 프로그램을 평가하기 위한 설문조사를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다:(1) 교사들은 내적인 동기를 가지고 자발적으로 참여하였다.(2) 연수의 내용 수준이 적절하였고, 강의의 전문성 및 연수환경 등이 충측되었다.(3) 컴퓨터 활용능력, 화학 개념 이해 및 탐구기능 습득, 탐구 지도 능력의 함양에 대해 모두 긍정적이었다.(4) 대부분의 교사들이 현장에서 컴퓨터와 인터페이스를 이용한 탐구실험의 활용에 긍정적이었다.

• 대한화학회지
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• 제61권6호
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• pp.359-368
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• 2017

본 연구에서는 중등 과학 교사가 화학 탐구 맥락의 결과를 해석하여 제시하는 주장과 증거의 수준이 어떠한지 알아보고자 하였다. 본 연구에 참여한 53명의 과학 교사가 화학 탐구의 결과를 해석하여 제시한 주장과 증거를 분석한 결과 3가지 문항 중에서 여러 개념이 통합된 화학 주제의 경우 1-2수준의 주장과 증거가 상당수 있었고, 화학 교과서에 명시적으로 제시된 화학 개념과 직접 관련된 내용의 경우 3-4수준의 주장과 증거가 많았다. 본 연구의 결과는 과학 탐구의 핵심인 논증, 즉 주장과 증거 제시에 대하여 과학 교사가 적절한 지식과 이해를 함양할 수 있도록 현장 과학 교사 교육이 필요함을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권1호
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• pp.15-23
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• 2008

이 연구에서는 화학전지에 대한 예비화학교사들의 학년별 사고 유형을 분석하고, 예비교사 양성교육이 이러한 사고 유형에 어떤 영향을 주었는지 알아보았다. 연구 결과, 화학전지의 전극과 전해질의 종류를 바꾸어줄 때 전류의 흐름에 대한 과학적 개념을 형성하는 데 예비교사 양성교육이 효율적이지 못함을 밝혔다. 예비교사들 중에는 대학교육이 화학전지 관련 내용을 이해하는 데 거의 영향을 끼치지 않았다고 인식하였으며 이들은 대부분 과학적 개념이 부족하였고, 많은 영향을 받았다고 인식한 학생들도 잘못된 개념을 가지고 있는 학생들이 절반 이상을 차지했다. 3학년을 제외한 예비교사의 반수 이상의 학생들이 갖고 있는 사고 유형은 고등학교 교과서에 서술된 진술 방식의 수준을 넘어서지 못하였다. 3학년에서는 다른 학년과 다르게 과학적 개념을 갖는 학생 비율이 높게 나타났는데 이는 과학교재론 수업 시간에 고등학교 화학 관련 교재들에 대해 조별 토론하면서 형성된 것으로 나타났다. 따라서 교원양성대학에서는 중등교육과정에서 다루는 과학내용지식을 가르치는 과정에서 관련된 교수 지식을 함께 다루어야 할 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권3호
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• pp.266-276
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• 2007

본 연구는 암석, 지각, 판구조론 그리고 지구 내부에 대하여 학생들이 어떠한 대안 개념을 가지고 있으며 이해 수준을 보이고 있는지 분석한 것이다. 이를 위하여 설문과 드로잉 과제를 이용하였으며, 아울러 다양한 질문안을 통하여 면담을 병행하여 실시하였다. 연구는 고등학교 1학년 158명의 학생들을 대상으로 진행되었다. 결과에서 학생들은 연구 영역에 대하여 많은 대안 개념을 지니고 있는 것으로 확인되었다. 주요 대안 개념들은 암석의 정의와 생성 과정에 대한 이해, 대륙 지각과 해양 지각의 지형적 성분상의 구분, 해양 지각의 생성과 소멸과정에 대한 이해, 판과 대륙의 이동 여부와 원인, 화산 지진 활동의 발생 원인과 장소 등에 관련된 내용들에서 나타났다. 그리고 드로잉에서 분석된 대안 개념은 핵과 맨틀의 상태를 포함한 지구 내부의 물리·화학적 특성의 구분에서 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권1호
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• pp.128-136
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• 1999

본 연구에서는 입자수준의 애니메이션과 활동지를 이용한 CAl를 개발 적용하여 학습자의 학업 성취도, 개념 이해도, 학습동기에 미치는 효과를 분석하였다. 본 연구는 서울 시내 여자 고등학교 2학년 2개 학급을 대상으로 '용해' 단원에 대하여 3차시 동안 실시되었다. 수업 처치 전에 사전 학습동기 검사를 실시하고 중간고사 화학 성적을 조사하였다. 중간고사 화학 성적은 구획 변인으로 사용하였으며, 사전 학습동기 검사 점수는 공변인으로 사용하였다. 수업 처치 후, 학업 성취도 검사, 개념 검사, 사후 학습동기 검사를 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, CAl 집단 학생의 학업 성취도 및 개념 이해도 검사 점수가 통제 집단에 비하여 유의미하게 높았다. 또한, 학습동기에서는 관련성 범주를 제외한 모든 하위 범주에서 CAl 집단 학생들의 점수가 높았다.