• 대한화학회지
• /
• 제68권5호
• /
• pp.259-273
• /
• 2024

이 연구는 화학 교사들을 대상으로 산화 환원 모델과 물의 전기분해 실험에 관련된 교사 교육프로그램을 통한 메타모델링 인식의 변화를 알아보고자 하였다. 이를 위하여 8명의 화학교사들을 대상으로 과학 모델 교육프로그램을 개발하였고 10차시에 걸쳐 총 40시간동안 수업을 진행하였다. 그리고 비맥락적 상황과 맥락적 상황에서 교사의 메타모델링 인식을 알아보는 설문을 사전과 사후에 투입하였다. 연구 결과, 과학 모델 교육 프로그램을 통해 교사들은 비맥락적 상황과 맥락적 상황 모두에서 교육적 효과가 나타났다. 비맥락적 상황의 경우에는 질문의 종류에 따라 화학 교사들의 과학 메타모델링 지식 발달 단계가 다르게 나왔다. 예를 들어, 모델의 본성이나 목적, 모델링 과정이나 모델의 평가와 개선은 낮은 단계에서 높은 단계로 향상되었으나, 모델의 변화성과 다양성에 대한 인식은 이미 사전에 높은 단계였기 때문에 큰 변화가 없었다. 맥락적 상황의 경우에서는 산화 환원 모델 이론 수업과 물의 전기분해 모델 실험 수업 모두에서 과학 메타모델링 지식 발달 단계가 객관성에서 주관성으로 향상 되었다. 따라서 5E 순환학습모형 기반 교육프로그램을 통해 화학교사들의 메타모델링 인식은 뚜렷하게 향상되었다. 그러나 물의 전기분해 모델 실험 수업에서 나타난 교사들의 모델링 활동은 메타모델링 인식 변화와 다르게 나타났다. 교사들이 모델링을 위해 추가 실험으로 선택한 유형은 2가지로 분석되었다. 첫째 유형은 추가 실험을 통해 수소와 산소 기체의 비율이 2:1에 가깝게 나오는 이상적인 조건을 찾으려는 데 관심을 가진 경우이다. 두 번째 유형은 실험 결과가 왜 그렇게 나오는지에 관심을 가지고 추가 실험을 설계한 경우이다. 두 번째 유형이 모델링을 할 때 필요한 실험이라고 분석하였다. 또한, 모델링 활동은 2가지 유형으로 분석되었다. 첫째는 두 전극에서 물 분자가 직접 분해되어 수소와 산소 기체가 발생하는 유형이었다. 이 유형은 실험 결과와 상관없이 교과서 모델로 회귀한 경우이며, 8명 중에서 6명의 화학교사들이 이 유형으로 분석되었다. 둘째는 (+)극에서 물이 반응하여 다른 물질이 발생하고 (-)극에서 수소 이온이 반응하여 수소 기체가 발생하는 유형이었다. 이러한 모델링 활동을 한 교사들은 추가 실험에서 두 번째 유형에 해당하였으며, 8명 중에서 2명의 화학교사들이 이에 해당하였다. 따라서 메타모델링 지식의 발달과 다르게 모델링 역량을 기르기 위하여 실험을 통해 직접 모델링하는 경험을 제공하는 교육프로그램을 통해 추가 실험 및 모델링의 두 번째 유형에 해당하는 활동의 체험을 제공할 필요가 있다.