The purpose of this study was to find some suggestions for reorganization of contents about particle concept of matter in Korean science curriculum. For the purpose of this study, authors analyzed features of Korean science curriculum and compared science curricula of Korea, USA, UK, Japan and Finland. From the result of this study, authors find some features and important suggestions about reorganization of contents about particle in science curriculum. First, the sequence of contents about particle concepts in 2009 Revised National Curriculum was similar to that in the 6th National Science Curriculum. And the feature of 2009 Revised National Curriculum showed the articulation of contents about particle concept. If contents about particle concept is increased in elementary science curriculum, the total articulation would be increased. Second, the presenting sequence of atomic structure-first and laws about atom-later should be changed to laws about atomic-first and atomic structure-later. This presenting sequence is grounded by science curricula of other countries, history of science and developmental psychology. And science curriculum of Korea was required specific extended concept statement like science curricula of USA or UK. Also, Korean science curriculum could benchmark Finnish science curriculum if we want to develop some integrated learning activities such as those in STS or STEAM program.
The purpose of this study is to compare the elementary science curriculum and textbooks of Korea, the United States, Japan, and Singapore to know how the contents on particulate concept of matter is introduced and expressed. In Korea, particulate concept of matter was adopted as a term for 'molecules' in the 3rd through 6th curriculum, and the term for 'particles' was adopted in the 2009 revised curriculum. In the United States, NGSS adopted the term 'particle' in fifth grade. Japan presented the concept of 'particle' as a core concept of matter in the commentary, and the expressions 'particles' were being introduced in the textbooks. But it did not cover particulate nature of matter at the elementary school level in Singapore. An analysis of elementary textbooks in Korea, the United States and Japan except Singapore showed particulate expressions in 'dissolution', 'state change of water', 'gas pressure and volume', 'combustion and extinguishment' units. Korean textbook was only being introduced in 'dissolution' and 'gas pressure and volume', but in the textbooks of Japan and the United States, water was expressed as particles in 'state change of water' unit. Discussion and implication on the introduction of particulate concept to elementary science curriculum and textbooks were suggested based on the results.
본 연구에서는 우리나라 7차 과학과 교육과정(화학 영역)에서 물질의 의미, 입자 개념, 물질의 상태등의 내용을 살펴보았다. 교육과정에서 ‘물질'이라는 용어를 명확하게 정의하지 않은 채 material, matter, substance 등 서로 다른 의미로 혼용하고 있어 학생들이 순물질 개념을 이해하는 데 어려움을 주고 있다. 물질의 입자성에 대해서는 9학년에서 원자 개념, 10학년에서 이온 개념을 도입하기 이전에, 7학년에서 물질의 기본 단위로 분자 개념을 도입한다. 학생들이 물질의 구조에 대해 통합적으로 일관성 있게 이해할 수 있도록 각 입자 개념의 제시 순서를 재고할 필요가 있다. 상태 변화에서는 물질 보존이나 가역성 등 주요 개념들을 교육 과정에서 명시하지 않고 있으며, 다양한 입자적 관점에서의 설명을 충분히 제공하지 못한 경향이 있었다. 물질 개념은 화학에서 기본이 되므로, 이를 명확히 가르칠 것을 유념해야 할 것이다. 교육과정 개선에 대한 시사점을 논의하였다.
초등학교 자연 교과서와 중학교 8종 과학 교과서에서 다루어지는 '전류'와 '전지'에 관련된 내용을 분석한 결과, 교과서 진술이나 교육과정 구성에서 현재까지 이루어진 학습자의 오개념 연구 결과와 관련지을 수 있는 문제점이 많이 발견되었다. 이 단원의 내용은 물리학과 화학 분야에서 모두 다루고 있는데, 특히 물리학 분야에서는 입자 관점의 부족으로 인해, 그리고 화학 영역에서는 에너지 관점의 부족으로 인해 전체적인 개념 획득이 어렵도록 내용이 구성되어 있었다. 물리와 화학에서 제시하는 개념의 시각 차이뿐 아니라, 같은 학문 안에서도 단원에 따라 다른 시각을 제시하는 경우가 많았다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 현대적 입자와 에너지 관점으로 통합하여 전류와 전지 단원의 교육과정과 교과서의 진술 방식을 재구성할 필요가 있다. 이를 통해 학문간의 괴리를 줄이고 조화를 이루기 위한 노력이 매우 필요하다.
Summers, Christopher J.;King, Jeffrey;Park, Woun-Jhang
한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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한국정보디스플레이학회 2002년도 International Meeting on Information Display
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pp.243-252
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2002
We propose a new concept: that of photonic crystal phosphors (PCPs) for display and phosphor related applications. It is well known that microcavities with dimensions comparable to the emitting wavelength strongly enhance light-matter interactions, resulting in a significant increase in spontaneous emission rate, which can be directly translated into enhancement in phosphor efficiency. In recent simulations we have demonstrated that when a microcavity is formed in a nano-phosphor structure, the luminescence band is modified, and can be made spectrally sharp and tunable by engineering the geometry/material properties of the cavity and the surrounding photonic crystal lattice. New phosphor material structures based on photonic crystals are proposed. Applications to thin film EL phosphors and particle phosphors are discussed. Additionally, economic methods of synthesizing and incorporating PCPs into current display applications are proposed.
The conventional model did not take momentum conservation into consideration when the electron absorbs and emits the photons. II-ray provides momentum conservations on any directions of the entering photons, and also the electrons have radial momentum conservations and fully elastic bouncing between two atoms, in the new atom model. Conventional atom model must be criticized on the following four points. (1) Natural motions between positive and negative entities are not circular motions but linear going and returning ones, for examples sexual motion, tidal motion, day and night etc. Because the radius of hydrogen atom's electron orbit is the order of 10$^{-11}$ m and the radia of the nucleons in the nucleus are the order of 10$^{-14}$ m and then the converging $\pi$-gamma rays to the nucleus have so great circular momentum, the electron can not have a circular motion. We can say without doubt that any elementary mass particle can have only linear motion, because of the $\pi$-rays'hindrances, nearthenucleus. (2) Potential energy generation was neglected when electron changes its orbit from outer one to inner one. The h v is the kinetic energy of the photo-electron. The total energy difference between orbits comprises kinetic and potential energies. (3) The structure of the space must be taken into consideration because the properties of the electron do not change during the transition from outer orbit to inner one even though it produces photon. (4) Total energy conservation law applies to the energy flow between mind and matter because we daily experiences a interconnection between mind and body. Conventional Concept of Electric Field must be extended in the case of the direct and alternating current. Conventional concept is based on coulomb's force while the electric potential in the direct and alternating current is from Gibb's free energy. And also conventional concept has not any consciousness with human being but the latters has a conscious sensibility. The cell emf is from the kinetic energy of the open $\pi$-rays flow through the conducting wire. The electric potential in alternating current is from that the trans-orbital moving of the induced change of magnetic field in the wire produces flows of open $\pi$-rays, which push the rotating electrons on the orbital and then make the current flow. Human consciousness can induce a resonance with the sensibility of the open $\pi$-rays in the electric measuring equipment. Specially treated acupunctures with Nasucon is for sending an acupunctural effect from one place to another via space by someone's will power.
점착성 유사는 작은 1차 입자가 단독으로 거동하는 것이 아니라 크기와 밀도를 변화시키는 응집현상을 통해 서로 뭉쳐진 플럭의 형태로 이동하게 된다. 유사의 거동에 매우 중요한 영향을 주는 침강속도는 유사의 크기와 밀도에 의해 결정되므로 응집현상이 점착성 유사에 주는 영향은 매우 크다고 할 수 있다. 플럭의 밀도는 직접 측정이 어려우므로 프랙탈 이론을 적용하여 추정하는 것이 현재까지 일반적인 모형화의 과정이다. 하지만 프랙탈 이론은 플럭이 자기유사성을 가진다는 가정 하에 적용되는 것이므로 이에 대한 검토가 필요하다. 본 연구는 우리나라 하천 중 점착성 유사가 우세할 것으로 예상되는 금강 및 영산강 유역에서 시료를 채취하고 상업용 카메라를 이용한 침강실험을 통해 프랙탈 이론의 적용 가능성, 플럭의 특성 등을 검토하는 목적으로 수행되었다. 연구의 결과, 금강 유역의 점착성 유사는 프랙탈 이론의 적용이 가능할 것으로 판단되지만 영산강 유역의 유사에서는 크기와 프랙탈 차원의 명확한 상관성을 확인하기 어려웠다. 영산강 유역의 유사는 유기물이 높은 함량으로 포함되어있다. 따라서 1차 입자 하나하나가 응집되며 자기유사성을 가진다는 프랙탈 이론의 기본 가정과는 거리가 있는 것으로 생각된다.
이 연구는 학교과학교육과정에서 밀도에 관한 개념학습을 모두 마친 대도시지역 11학년 학생들의 고체와 액체의 밀도에 관한 개념이해의 정도를 알아보기 위한 것이었다. 이를 위하여 순물질 고체와 액체, 혼합물 상태의 고체와 액체에 관한 밀도개념이 어떻게 형성되었는지 알아보기 위한 탐구적 개념검사 도구를 개발하여 사용하였으며 120명의 인문계 고등학생들을 대상으로 이 검사도구에서 제시하는 문제 상황에 대한 시범실험을 보여주고 지필검사를 실시하였다. 학생들의 응답결과를 문항별로 분석하여 과학적 개념의 형성비율을 알아보았으며 대체적 개념과 잠재 이론의 종류와 양상을 밝혔다. 연구대상자의 절반 정도는 전형적으로 질량-부피-밀도 관계의 미분화로 인하여 밀도개념이 확립되지 않은 경우가 많았으며, 밀도를 물질의 속성으로 파악하는 경향이 있었다. 문제풀이에서 고려할 변인의 수가 증가할수록 이러한 관련 개념과 밀도개념과의 미분화경향이 증가하였으며 학생들은 더욱 많은 수의 다른 개념과 이러한 혼동된 미분화개념들을 혼합 사용함으로 인하여 개념의 미분화는 더욱 심층적으로 되고, 오인의 범위와 개념들 간의 관계에서의 복잡성도 심화되었다. 학생들은 자신의 예측과 맞지 않는 관찰 상황이 주어졌을 때 입자의 크기, 분자간 거리, 표면장력, 용매의 극성 등 문제풀이와 직접적인 관련 없는 개념들로 인지적 갈등을 해결하려는 노력을 하였으며 이에 대한 학교과학교육에의 함의에 관하여 논의하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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