• 한국과학교육학회지
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• 제27권4호
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• pp.318-327
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• 2007

본 연구의 목적은 고등학교 화학II 교과에서 Small Scale Chemistry(SSC)를 적용한 수업이 학생들의 과학 탐구 능력과 과학관련 태도에 미치는 효과를 알아보는데 있다. 연구 대상은 인문계 고등학교 3학년 학생 112명이며, 실험 집단과 비교 집단으로 나누었다. 화학II 교과서의 기존 실험을 대치할 수 있는 SSC 실험을 7개 선정하여 이를 실험 집단에 적용하고, 비교 집단에는 교과서에 제시된 기존 실험을 적용하였다. 연구 결과 두 집단 간에 과학 탐구 능력의 향상에는 유의미한 차이가 있었으나, 과학관련 태도의 향상에는 유의미한 차이가 없었다. 세부 분석 결과 과학 탐구 능력의 차이는 기초 탐구 능력의 차이에 의한 것으로 나타났다. 실험 집단 학생들은 SSC 실험이 기존 실험에 비해 많은 장점(예를 들면, 개별 실험, 실험과 이론의 동시 학습, 짧은 실험 시간, 안전성, 친환경성 등)이 있음을 인식하고 있었다. 이러한 결과는 고등학교 화학 과목에 SSC 실험을 적용할 가치가 있음을 나타내며 현 교과서의 기존 실험을 대치할 수 있는 다양한 SSC 실험을 개발하여 보급할 필요가 있음을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권4호
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• pp.563-571
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• 2019

본 연구의 목적은 2015 개정 과학과 교육과정에 의해 개발된 고등학교 과학에 해당되는 10개 과목의 교과서에 제시된 안전 관련 내용을 분석하는 것이다. 이를 위하여 통합과학, 과학탐구실험과 물리학 I, II, 화학 I, II, 생명과학 I, II, 지구과학 I, II의 63종 교과서의 탐구 활동 중에서 교육과정에 제시된 탐구 활동과 부록에서 안전과 관련된 내용을 추출하여, 이를 안전교육 7대 표준안을 근거로 한 6개의 안전요소로 분석하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육과정 탐구 활동 176개 중 안전 관련 내용이 최소한 1개 이상의 교과서에서 제시된 탐구 활동은 81개(46.0%)였고, 화학 교과서에서 많이 제시되었고, 과학탐구실험에 적게 제시되었다. 둘째, 안전내용은 '실험실 안전수칙'에 대한 내용이 가장 많았으며, 그 다음으로 안전기호, 보호장구 사용 등의 순이었다. 셋째, 부록에 제시된 안전내용은 주로 실험실 안전수칙과 사고대처요령을 중심으로 기술되어 있었다. 연구 결과를 바탕으로, 교과서 별로 안전 관련 내용의 기술에 차이가 큰 문제점, 안전 관련 내용이 구체적이지 않아 교육 효과가 떨어진다는 문제점, 안전 기호의 표준화가 되어 있지 않다는 문제점을 제시하였고, 이를 바탕으로 교과서 안전 관련 내용의 개선 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권4호
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• pp.683-695
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• 2002

이 연구에서는 고등학교와 대학교 화학과 생물 교과서에 제시된 삼투 개념에 대한 설명 유형 및 그림 표현 유형을 분석하였다. 그리고 고등학교 화학 II 교과서와 생물 II 교과서의 단원을 분석하였다. 분석 결과, 삼투현상에 대해서는 용매의 확산으로 설명하는 유형, 충돌로 설명하는 유형, 수화로 설명하는 유형, 농도의 평형으로 설명하는 유형 그리고 구멍을 막는 것으로 설명하는 유형 등 다섯 가지 유형으로 설명하고 있었다. 그리고 삼투 개념에 대한 설명 유형과 교과서에 제시된 그림 표현 유형 사이에 일치하지 않는 경우도 분석되었다.

• 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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• 제62권3호
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• pp.214-225
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• 2018

본 연구에서는 우리나라 과학과 교과서에서 열과 열에너지 용어를 어떻게 정의하고 어떤 의미로 사용하고 있는지, 그리고 과학의 영역별로 이 용어들의 사용 의미에 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 2009 개정 교육과정에 의한 초 중 고 과학과 교과서 52권의 내용을 분석하였다. 열 용어의 정의는 중학교 과학(1)과 고등학교 물리 I, II 교과서에서 제시되는데, 대부분의 교과서가 열을 "온도 차이에 의해 이동하는 에너지(유형 I)"로 정의하였고 물리 I 교과서 1종에서만 "온도 차이에 의한 에너지의 이동(유형 II)"으로 정의하였다. 열에너지 용어의 정의는 대체로 중학교 과학(2)와 고등학교 물리 I 교과서에 제시되는데, 물리 I 교과서는 "분자 운동 에너지(유형 III)"로 정의하였지만 과학(2) 교과서에서는 유형 I 또는 "물체의 상태나 온도를 변화시키는 에너지(유형 IV)"로 정의하였다. 교과서 본문 서술에서 열 용어는 주로 유형 I 또는 유형 III의 의미로 사용되었고, 열에너지 용어는 주로 유형 III의 의미로 사용되었으나 고등학교 물리와 화학 교과서에서는 유형 I의 의미로 사용되기도 하여 열과 열에너지 용어를 혼용하고 있었다. 과학의 영역별로 보면 열과 열에너지 용어를 물리와 화학에서는 주로 유형 I과 유형 III의 의미로 사용하였고, 생명과학과 지구과학에서는 주로 유형 III의 의미로 사용하여 영역별로 차이가 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.427-435
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• 2010

교과서에 쓰인 과학 용어 네트워크를 구축하여, 네트워크의 구조, 관련 정보 및 연관 관계를 분석하기 위하여 핵심용어를 도출하였다. 본 연구에서는 과학, 생물1 및 생물2 교과서 각 과목별로 출판사 세 곳을 선정하고 각각의 교과서에서 추출한 용어들을 노드로, 한 문장 안에 있는 과학 용어를 링크로 연결하여 네트워크를 구축하였다. 모든 교과서의 과학 용어 네트워크는 척도 없는(scale-free) 네트워크의 특성을 보여주었다. 복잡한 (complex) 네트워크에서 가중치가 낮은 것부터 제거하는 방법인 k-core 알고리즘을 적용하여 핵심 (core) 네트워크를 구축하였는데, 몇 개의 모듈이 연결되는 형태를 보여주었다. 과학교과서의 경우에는 물리, 화학, 생물, 지구과학 분야별로 크게 네 개의 모듈을 형성하였고, 생물1과 생물2 교과서는 각단원별로 용어들이 모여 있는 특성을 지닌 네트워크를 나타냈다. 본 연구에서 복잡한 네트워크에서 핵심네트워크를 구축하여 유용한 정보를 도출할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제25권2호
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• pp.88-97
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• 2005

이 연구에서는 어는점 내림에 대한 과학교과서의 설명 방식과 과학 교사들의 개념을 조사하였다. 분석한 교과서는 7차 교육과정에 근거하여 개발된 중학교 2학년 과학교과서 7종과 고등학교 화학 II 교과서 5종이었다. 교사들의 개념은 설문지를 통해 얻었으며, 연구 대상 교사의 수는 146명이었다. 교과서의 설명 유형은 '현상을 묘사' 하는 것과 '증기압 내림으로 설명' 하는 유형으로 구분하였다. 대부분의 중학교 교과서와 고등학교 교과서에서는 현상을 묘사하는 수준으로 어는점 내림을 설명하였으며, 이러한 현상이 일어나는 이유에 대한 설명은 없었다. 또한 어는점 내림을 설명하는 그래프의 내용도 교과서마다 달랐다. 교사들 역시 어는점 내림에 대해 제대로 이해하지 못하는 것으로 나타났다. 용질의 방해로 어는점 내림 현상을 이해하는 교사들도 많았다. 그러나 끓는점 오름 현상을 설명할 때 도입되는 이러한 개념이 어는점 내림에서는 어떻게 관련되는지 명확하게 설명하지 못하였다. 이 연구에서는 어는점 내림 현상을 설명하기 위하여 엔트로피의 개념을 도입할 필요성에 대해 주장하였다.

• 대한화학회지
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• 제50권2호
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• pp.141-152
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• 2006

이 연구에서는 고등학교 화학II 교과서의 ‘용액' 단원에 대한 내용을 입자 수준으로 표현한 컴퓨터 보조 수업자료를 개발하고 그 효과를 고등학교 1학년과 2학년 학생들에게 적용하여 그 효과를 알아보았다. 개발된 내용은 교과서에서 제시한 ‘용액' 단원의 주요 내용으로 용해, 증기압, 끓는점과 어는점의 변화, 삼투현상 등으로 구성되었다. 이 연구에서는 애니메이션과 시뮬레이션을 이용하여 자료를 개발하였다. 이 자료에서는 특히 용액에서 일어나는 현상에 대한 주요 개념을 입자 관점에서 이해할 수 있도록 중점을 두었 다. 용액의 여러 현상들을 용액의 총괄성으로 단순화하지 않고, 용매와 용질 사이의 인력 개념으로 설명하였다. 용액과 관련된 자료의 제작은 플래시 5.0과 플래시 6.0의 Action Script를 이용하였다. 개발한 자료를 고등학교 학생들에게 투입한 결과, 통계적으로 유의미하게 개념 향상을 나타내었으며 특히 고등학교 1학년은 과도기와 형식적 조작기 학생들에게, 그리고 고등학교 2학년의 경우에는 형식적 조작기 학생들과 자연계열 학생들에게서 그 효과가 크게 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제52권1호
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• pp.73-83
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• 2008

이 연구의 목적은 고등학생들의 용해·확산과 관련된 혼합현상에 대한 개념 유형을 알아보고자 하는 것이다. 연구대상은 화학 I 과목을 수강하는 고등학교 2학년 학생 108명과 화학 II 과목을 수강하는 고등학교 3학년 학생 29명이다. 연구 결과, 많은 학생들이 분필이 무극성 물질이기 때문에 물에 섞이지 않는다는 대안 적 개념을 가지고 있었다. 사염화탄소가 물에 섞이지 않는 현상에 대해서 대부분의 학생들이 인력의 개념으로 이해하였으나, 밀도 차이와 같은 물질의 특성의 차이로 이해하는 유형 또한 많았다. 물과 에탄올이 한없이 섞 이는 현상은 많은 학생들이 인력 개념으로 이해하였다. 대부분 학생들은 수성 잉크와 물이 섞이는 현상을 섞 이는 이유에 대해서는 알지 못한 채 단지 퍼져나가는 현상 자체로만 받아들이고 있었다. 요오드가 사염화탄소 에 섞이는 현상은 구멍이론이나 인력 개념으로 이해하였다. 이러한 용해·확산과 관련된 혼합현상에 대한 다 양한 대안적 개념은 엔트로피 개념의 부족으로 인한 것이다. 따라서 학생들이 이러한 현상을 제대로 이해하도 록 과학 교과서의 서술 방식이 바뀔 필요가 있다.

• 대한화학회지
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• 제48권6호
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• pp.645-653
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• 2004

이 연구의 목적은 고등학교 2학년 학생들의 인지수준과 제7차 교육과정에 의한 화학I 교과서 내용이 요구하는 인지수준을 비교 분석하는 것이었다. 연구를 위하여 고등학교 2학년 학생 456명을 대상으로 GALT 축소본을 이용하여 인지수준을 조사하였으며, 제7차 교육과정에 의한 화학I 교과서의 물과 공기 두 개 단원에서 15개의 과학 개념을 추출하고, CAT 분석틀을 이용하여 화학I 교과서 내용이 요구하는 인지수준을 분석하였다. 연구 결과에 의하면 고등학교 2학년 학생들의 52.5%가 형식적 조작기 수준에 도달했으며, 28.3%의 학생들은 과도기 수준에, 나머지 19.5%의 학생들은 구체적 조작기 수준에 있었다. 인문계 고등학교 학생의 68.9%, 공업계 고등학교 학생의 6.6%가 형식적 조작기 수준에 도달하였고, 논리 유형별 형성정도도 계열별 차이가 매우 컸다. 제7차 교육과정에 의한 화학I 교과서의 내용을 이해하는데 필요한 인지수준을 분석한 결과, 일부 탐구 활동의 경우를 제외하고는 교육과정의 변화에도 과학 개념의 인지요구도는 크게 변화하지 않았다. 제7차 교육과정에 의한 화학I 교과서에 제시된 과학 개념의 인지수준은 고등학교 2학년 학생들의 인지수준에 비해 높은 편이었으나, 탐구 활동의 인지수준은 고등학교 2학년 학생들의 인지수준과 비슷한 편이었다. 현직 화학 교사들은 제7차 교육과정에 의한 화학I 교과서가 제6차 교육과정의 화학I 교과서에 비해서 내용 축소와 실생활 소재를 많이 반영하고 있는 것을 바람직하다고 생각하였으나, 과학 개념이 너무 축소되어 화학I 교과서와 화학II 교과서 사이의 내용 수준에 차이가 많이 나는 것을 문제점으로 지적하였다. 제7차 교육과정에 의한 화학I 교과서 내용이 형식적 조작기 수준을 많이 요구하고 있으므로, 고등학생들의 인지수준에 맞는 다양한 교수-학습 방법과 교재가 개발되어야 한다고 생각한다.