• 제목/요약/키워드: physics concepts

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How do Elementary Students Classify the Branches of Science?

  • Kwon, Sung-Gi;Nam, Il-Kyun
    • 한국과학교육학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.329-347
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    • 2009
  • Science curriculums for elementary schools were, traditionally, developed to be balanced in content and contain equal proportions of the four branches of science: physics, chemistry, biology, and earth science. To develop a successful science curriculum, we asked some questions about how elementary students recognize these branches and about what they think of the domains of science in the science curriculum. Our study was designed to investigate how elementary students classify the domains of science in the curriculum. Previous research (Lee et al., 2001) seemed not to be successful, because verbal expressions in that research might be inappropriate for elementary students who were unaccustomed to the technical language of science. For this reason, instead of using only words, we developed image card instruments, made of picture duplicates of the introductory covers of each unit in the 3$^{rd}$, 4$^{th}$, and 5$^{th}$ grades' science textbooks. We asked students to classify these cards into their own categories and record the reasons for classifying them. The ratio and distribution of the units was then analyzed to identify their view of the science domains. 30% of the 4$^{th}$ grade students created the following categories: 'nature,' 'observation,' 'seasons,' 'living things,' 'sounds,' 'separating,' and 'the things necessary for everyday life'. In the case of the 5$^{th}$ grade, over 30% created the categories of 'living things,' 'weight,' and 'water.' Over 30% of the 6$^{th}$ grade created the categories of 'nature,' 'light,' 'water,' 'living things,' 'solution,' 'fire,' 'properties of an object,' and 'experiment.' Upon scrutinizing the above results, we discovered that the science domains selected by students into three types of domains: academic contents and concepts; activities related to a science class; and lessons and experiences in students ' lives. The last category was a new, complex kind of domain. We concluded that students did not utilize the four branches of science when constructing their own domains of science. Instead, they created many alternative domains, which reflected students' thoughts of and their experiences. The educational needs of elementary students suggest that when organizing science curriculum as 25 % allocation of the four science branches, newly-created domains should be considered.

영원철학(The Perennial Philosophy)으로 본 대순사상의 궁극적 실재 (Ultimate Reality in Daesoon Thought as Viewed from Perennial Philosophy)

  • 허훈
    • 대순사상논총
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    • 제32집
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    • pp.137-173
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    • 2019
  • 현대과학자들은 우주라는 복잡계(複雜界)에서 질서의 기본 단위 즉 프랙털(fractal)의 원리를 찾으려고 애쓰고 있다. 프랙털은 수학이나 물리학에서 주로 사용하는 용어이지만, 어떤 궁극적 실재가 다면적 양상을 나타내는 이유를 설명하는 원리로서 적합하다. 프랙털은 이미 과학계에서는 상용화된 원리로서 컴퓨터 그래픽 분야에 널리 응용된다. 본고에서는 프랙털의 원리를 활용하여 대순사상에서 궁극적 실재가 구현되는 양상을 밝힌다. 대순사상에는 도, 상제, 신(신명), 무극, 태극, 천지 등 다양한 궁극적 실재들이 등장하는데, 이들 개념은 서로 회통한다. 즉 궁극적 실재가 프랙털 원리에 의해 구현된다는 사실을 밝힘으로써 궁극적 실재들의 일치ㆍ회통은 현대과학에 의해 뒷받침되고 있음을 밝힌다. 그러나 전(全)세계의 주류 종교들을 인격신교와 비(非)인격신교로 나누었을 때, 대부분의 종교들은 궁극적 실재를 초월적이며 인격적인 존재로 상정하고 있으며, 이들은 신과 인간의 관계를 프랙털[음양 프랙털, 홀론]의 관계로 상정할 수 없다. 또한 궁극적 실재를 내재적이며 비인격적인 존재로 상정하는 종교들도 홀론의 실현 정도-모든 부분과 전체의 되먹힘-에는 다소 차이를 보이고 있는데, 대순사상은 가장 직접적으로 신(신명)과 인간이 음양 프랙털의 관계임을 명시하고 있다. 즉 "신(신명)은 음(陰), 인간은 양(陽)", "인간이 곧 신적(神的) 존재"라는 것이다. 나아가 대순사상에서는 이 궁극적 실재를 다양한 관점에서 여러 가지 개념으로 제시하고 있으며, 이들이 회통할 수 있음을 밝히고 있다. 이렇듯, 우주를 홀론(홀라키)으로 파악하는 관점은 영원철학의 핵심 요지(要旨)이기도 하다. 세계의 위대한 영적 스승들, 사상가들, 철학자들, 과학자들이 채택한 보편적인 종교관 즉 영원철학에 따르면 궁극적 실재는 서로 일치하며, 인간과 신은 서로 다르지 않다. 바꿔 말해 대순사상에 나타난 궁극적 실재론의 진리성은 현대 과학과 영원철학에 의해 뒷받침 된다.

양생(養生)을 위한 향기치료(香氣治療)의 한의학적 적용(適用)과 전망(展望) (Application and Prospective of Aroma Therapy for Preservation of Health(養生))

  • 류영수;고기완
    • 대한한방내과학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.505-523
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    • 1998
  • Aroma therpay in the western classical medicine is compared with the mechanistic paradigm of Newton physics which is the foundation of western modern medicine. It is the therapy whose basic principle is very similar to the basic concepts of oriental medicine lasting thousands of years. We know that parts of their therapies are explained by Yin-Yan and five elements in Oriental Medicine. In the modern western medicine, as preventive medicine is becoming more and more important and moreover, health promotion and self healing care is being emphasized, Maintenanayce which is the oriental preventive medicine, acts in concert with the concept of New Age of Science and provides a way for the Oriental Medicine of the future. The health promotion and self healing care is similar to the thought of Maintenanayce in Oriental Medicine. Oriental Medicine has provided the concept of preventive ehaling care for a long time and built the foundation of the department of Maintenanayce. Among these method of Preservation of Health, We could find that of using fragrance throuth the several references. By comparing the department of Maintenanayce in oriental preventive medicine with the books and papers about aroma therapy, used in the fields of naturalpathy medicine, alternative medicine, and complementary medicine in the west, and by analyzing them, centering around references, to see whether they are reasonable and corresponding, the following conclusions have been reached. 1. We could see that aroma therapy of oriental preventive medicine could be applied to the fields of health promotion and self healing cure, recently appearing in the world of health medicine, as a modern way of Preservation of Health(養生). 2. We could see that western traditional aroma therapy take important position in alternative medicine and complementary medicine, and it could be developed as the transitional field of medical cure for the interchange between western and eastern medicine. 3. We could see that aroma therapy is not totally unknown therapy and there is some points of similarity in the traditional references of oriental medicine. Also, it is considered that the aroma therapy has a possibility of coming the front as an general therapy among various therapies. 4. aroma therapy will be actively applied to many fields such as oriental psychiatry, internal medicine of the respiratory system, pediatrics, oriental nursing, oriental dermatologic beauty, and preventive medicine. Therefore, we have a view that the combination between aroma therapy and oriental medicine will be fairly valuable to study as the general and transtional middle step on which it will prepare the situation of oriental medicine's reimportation from the west and we establish a bridgehead to export the oriental medicine.

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구성주의 이론에 따른 코스웨어의 적용이 중학생의 힘과 운동 개념변화에 미치는 효과 (The Effects of Constrnctivism-Based Courseware on Middle School Students' Conceptual Change about Force and Motion)

  • 정경미;김영민
    • 한국과학교육학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.8-18
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    • 1999
  • 물리 개념에 대한 학생들의 오개념은 과학자적 개념으로 변화시키는 것이 매우 어려운 것으로 보고되어 왔다. 이 논문의 목적은 물리 개념 중에서 힘과 운동에 관한 내용을 구성주의에 따른 코스웨어로 개발하여 중학생들에게 적용했을 때 학생들의 개념 변화를 조사하기 위한 것이었다. 먼저 학생들의 사전 개념을 조사하여 그것을 바탕으로 내용의 순서와 처치방략을 세워 코스웨어를 설계하였으며, 그에 따라 실제 프로그램으로 구현하여 학생들에게 적용하였다. 연구 대상으로 이미 정규 교육과정에서 힘과 운동에 대해 학습한 20명의 학생이 선정되었으며, 학습전 개념을 조사한 후 본 연구자가 개발한 코스웨어를 투입하여 학습하도록 한 다음 사후 검사를 실시하였다. 사전 검사는 연직운동과 수평 운동에 대한 개념 조사 도구를 투입하였으며, 이미 여러 연구에서 사용하여 신뢰도와 타당도가 검증된 도구를 사용하였다. 연직 운동의 경우는 위로 던져 올린 공이 위로 올라가는 동안, 최고점에 정지해 있는 동안, 그리고 떨어지는 동안에 공에 작용하는 힘을 묻는 것이었으며, 수평운동은 물체가 등속도로 운동하고 있을 때, 가속 운동 하고 있을 때, 감속 운동하고 있을 때 물체에 작용하는 힘의 크기와 방향을 묻는 것이었다. 그 결과는 다음과 같다. 연직 운동의 경우는 학습 전에 연구 대상 모든 학생이 오개념을 가진 것으로 나타났으나, 코스웨어 적용 후에는 25%의 학생이 과학자적 개념으로 변화되었다. 수평 운동의 경우 또한 조사 대상 20명의 학생이 학습 전에 오개념을 가진 것으로 조사되었으나 프로그램 투입후에는 45%의 학생이 과학자적 개념으로 변화되었다.

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제7차 과학과 교육과정 지구과학 내용의 적정성 분석 및 평가 (Analysis and Evaluation of the Earth Science Content Relevance in the 7th National Science Curriculum)

  • 이양락;곽영순;김동영
    • 한국지구과학회지
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    • 제26권8호
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    • pp.759-770
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    • 2005
  • 본 연구의 목적은 제7차 교육과정 지구과학 내용의 적정성을 평가하는 것이다. 이를 위해 교육과정 분석(우리나라, 미국 캘리포리아주, 영국, 일본), 우리나라와 일본 교과서의 지구과학 내용 분석과 초 중등학생, 교사, 교수, 교과서 저자에 대한 광범위한 설문조사를 실시하였다 제7차 교육과정의 지구과학 내용은 과학과 4개 영역의 균등 분배, 단원의 세분화로 인한 내용구성과 연계성 부족, 그리고 나선형 교육과정의 과도한 적용, 지나친 탐구활동 중심의 교과서 내용구성으로 인한 학습량 증가와 체계적 개념 지도의 어려움 등으로 인해 적정하게 구성되어 있지 않다고 평가할 수 있다. 이를 해결하고 지구과학 영역 내용 적정성을 확보하기 위한 방안으로는 첫째, 내용 구성 및 연계 측면에서 볼 때, 각 학년에서 다루게 되는 내용을 과학 4개 영역으로 균등하게 분배하지 말고, 단원의 크기를 다양화해야 한다. 둘째, 학습량 측면에서는 나선형 교육과정의 구성 방식을 탈피하여 학년 수준에 맞는 내용은 해당 학년에서 종료되도록 하여 학년간에 중복이 되지 않도록 해야 하고, 필수 탐구활동의 수를 줄이고 질을 높여야 한다. 셋째, 내용의 수준과 흥미 측면에서, 학생들의 지구과학에 대한 흥미를 제고할 수 있도록 자연재해, 안전, 우주 관련 분야, 자원 등을 강조해야 한다. 아울러 교육 내용 적정성의 평가 준거 중의 하나가 실현 가능성임을 고려할 때, 교육과정이 추구하는 목표가 학교 현장에서 실현될 수 있도록 주변 여건에 대한 지원이 선행되어야 할 것이다.

국민학교 "자연" 교과서 개발체제 분석 및 평가 연구 (The Analysis of Development System and Evaluation of Elementary Science Textbooks)

  • 우종옥;정완호;권재술;최병순;정진우;허명
    • 한국과학교육학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.109-128
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    • 1992
  • Elementary science textbooks are the major instructional materials which contain sceientific objectives to be acquired by students. The purpose of this study is to analyze the development system, to evaluate the inquiry activity in current elementary science testbooks, and to make suggestions for the improvement of them. The questionnaires were administered to 116 subjects that participated in development of the 5th elementary science textbooks, and 86 of the subjects responded. Based on the data gathered and analyzed in this study, the major findings are as follows. First, regarding the analysis and evaluation of elementary science textbooks. 1. The instructional objectives in elementary science textbooks are analyzed. The proportions of comprehension objectives is 38%, scientific inquiry process objectives 21%, experimental skills objectives 7%, scientific attitudes and interests objectives 4%. 2. The science concepts in elementary science textbooks of the 3rd grade required the preconcrete operational level(82%) and of the 6rd grade required the postconcrete operational level (73%) by J. Piaget 3. The inquiry activities in elementary science textbooks are emphasizing gathering and organizing results and evaluation, and hypothesizing and designing an experiment Inquiry index of the elementary science textbooks is 76. This is significantly higher than 35${\sim}$50 of America and U.K.. 4. The number of questions per class hour is mostly three, and most of them require the students to explain phenomena in nature or in experiment Second, regarding the development system of elementary science textbooks. 1. The budget for and the period of the development of elementary science textbook should be expanded. 2. For the improvement of elementary science textbooks, more abundant resources and time should be used for the basic study and the field trial of textbooks. 3. The elementary science textbook must include the affective objectives as well as the scientific knowledges and scientific inquiry skills. 4. It is not desirable to assign equal number of pages to the content of physics, chemistry, biology, and earth science. 5. Closer cooperation system is needed among the ministry of education, development research center and the field trial schools.

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유사생물학적 대상 함수를 이용한 IMRT 최적화 알고리즘 가능성에 관한 연구 (A Feasibility Study of the IMRT Optimization with Pseudo-Biologic Objective Function)

  • 이병용;조삼주;안승도;김종훈;최은경;장혜숙;권수일
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제26권4호
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    • pp.417-424
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    • 2001
  • 세기 조절 방사선 치료 최적화 대상 함수로 이용하기 위하여 유사 생물학적 대상 함수를 고안하여, 그 가능성을 살펴보았다. 치료 계획 장치는 본 연구진이 개발한 RTP Tool Box(RTB)를 사용하였다. 수학적으로 생물학적 대상 함수와 비슷하나, 사용하는 상수들은 물리적인 인자를 사용한 유사 생물학적(Pseudo-biologic) 대상 함수를 도입하였다. 치료하고자 하는 표적에 대하여는 표적 포함인자(TCI, Target Coverage Index) 개념을 도입하였고, 정상 장기에 대해서는 조직성적 인자(OSI, Organ Score Index) 개념을 도입하였다. 또한 TCI와 OSI 개념을 사용하여 대상함수 S를 정의하였다. 어떤 종류의 대상 함수를 사용하든 표적 선량의 분포는 비슷한 추세를 보였으나, 유사 생물학적 대상 함수를 사용한 경우 정상 조직의 선량 분포가 물리적인 대상 함수를 사용한 치료 계획보다 낮게 나와 세기조절 방사선 치료의 대상 함수로 사용할 수 있음을 보였다.

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물리치료학에서의 PBL 학습교재 개발 및 적용 (The Development and Implementation of Problem-Based Learning Package in Physical Therapy)

  • 황현숙;정진우;임종수
    • 대한물리치료과학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.83-94
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    • 2002
  • Within physical therapy education, there has been increased attention to curricula and course that emphasize problem solving, clinical reasoning, and synthesis of information across traditional discipline-specific boundaries. This article describes the development implementation, and outcomes of a problem-based learning course in Physical therapy. The course was designed to help students to integrate the various elements of a physical therapy curriculum and to enhance their abilities to respond to an ever-changing health care environment. An evaluation of the course by the first 50 students who completed it revealed both strengths and weaknesses. Students responded that the course enhanced their professional behavior, including interpersonal communication skills, team work, and follow-through with professional responsibilities. The learning package was developed by the authors and implemented to a college students during three weeks of the first semester of 2001. Most studies which conducted PBL module development were short period or temporary PBL package application and evaluation rather than a whole semester's. While, this study carried on partial integrated PBL curriculum development and application with recomposing content of the two subjects to one subject Physical therapy which includes four PBL packages. This package was developed from a simple concept to complex and partial integrated PBL curriculum application systematically variable learning methods such as discussion, practice, lecture, video. There are 2 classes, each class has 25 students, in the college. Each class has 5 small groups consisting 5 students. Two tutors proceeded discussion charging each class also, they used multiple methods and materials like tutorials, self-directed learning, lecture, and video. The package is 5 grades and 5 hours per week and the rate of discussion, lecture is 4, 1 respectively. One of the most change is the increase of interaction between students and tutors. Whenever students need information and suggestion, they can visit tutors who provide reading materials and guide for the direction of self learning. Therefore, this study describes the PBL package development process and application during one semester recomposing contents of two subjects to Physical therapy concepts. Besides, it will contribute to active application of existing each subject to tutors who intend to convert as PBL methods. The study has significant meaning to show potentiality of partially integrated PBL application, using systematic PBL package development from two subjects contents. However, when students' need of yearning is over the extent of Introduction of Physical therapy and Rehabilitation medicine, tutors should set learning extent. So, there is limitation to attain completely integrated PBL education within one subject, therefore, it is high lighted to proceed development of integrated curriculum to maximize learning effects of PBL. It is exected that partial integrated PBL package development and application will distribute to prosper excellent physiotherapist in practice.

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자생적 온라인 교사 공동체의 질문분석을 통한 초등교사의 과학 교수 관련 어려움 탐색 -인디스쿨의 물리 관련 질문 게시글을 중심으로- (Exploring Elementary Teachers' Difficulties on Teaching Science by Analyzing Questions in an Autonomous Online Teacher Community : Focusing on Physics Questions in Indischool)

  • 김윤화;유준희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.73-88
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    • 2019
  • 본 연구에서는 자생적 온라인 교사 공동체 인디스쿨에 축적되어 온 과학 교수 관련 질문 게시글을 분석함으로써, 초등교사가 겪는 과학 교수 관련 어려움을 파악했다. 이를 위해, 3~6학년 물리 영역 및 과학 전반에 해당하는 질문 게시글 409개를 초등교사의 탐구 기반 과학 교수 역량을 다룬 Alake-Tuenter et al.(2013)의 틀을 수정 보완한 질문 분석틀로 분석하였고, 과학-SMK와 과학-PCK의 구성요소별 어려움을 탐색하였다. 분석 결과, 과학-SMK 질문이 과학-PCK 질문 보다 더 많이 나타났으며, 연도별로는 교육과정이 변화하는 시기였던 2014년과 2015년도에, 단원별로는 렌즈 단원에 대한 질문이 가장 많았다. 과학-SMK 측면에서 4년 이상 지속적으로 나타난 어려움은 렌즈와 전기 단원에 대한 것이다. 렌즈 단원에서는 투명한 물컵 모양의 물체가 렌즈로 작동하는 원리와 볼록렌즈에서 상의 생성 과정 등 과학적 사실과 개념의 적용 등이, 전기 단원에서는 '전류의 흐름 변화에 따른 나침반의 움직임 변화'와 '전구의 직렬연결'에서 예상치 못한 탐구 결과 오류 등이 초등교사가 오랜 기간 겪어온 과학-SMK 측면의 어려움으로 나타났다. 과학-PCK 측면에서 4년 이상 지속적으로 나타난 어려움은 과학수업 운영 전반에 대한 것으로, 수업자료 및 학기말 활동구성 아이디어의 요청과 교육과정 운영 지침의 이해 등이 있다. 자생적으로 생성 및 운영되고 있는 인디스쿨의 과학 교수 관련 질문 게시글에서 오랫동안 해결되지 못한 채 반복되고 있는 초등교사들의 실제적인 어려움을 파악해 이를 해결하고 도움을 줄 수 있는 과학 교수 지원 체제를 구축하는 것이 필요할 것이다.

TIMSS 2019의 8학년 화학 영역과 우리나라 과학 교육과정의 비교 분석 (The Relationship Analysis of the Korean Science Curriculum with the Chemistry Domains of the 8th Grade TIMSS 2019)

  • 김현경
    • 대한화학회지
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    • 제64권6호
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    • pp.371-378
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    • 2020
  • 본 연구의 목적은 TIMSS 2019 중학교 화학 영역의 8개 주제를 우리나라 2009 개정 과학과 교육과정 및 2015 개정 과학과 교육과정에서 다루고 있는지 연계성을 분석하는 것이다. 이를 위해 초등학교 교사 4명과 중학교 교사 4명은 각각 물리, 화학, 생물, 지구과학 전공별로 참여하여 총 8명의 현장교사와 과학교육 전문가 2명이 참여해 우리나라 과학과 교육과정 중 TIMSS 2019 과학 평가틀의 화학 내용이 어느 학년에서 다루고 있는지를 분석하였다. 또한 본 연구는 TIMSS 2019 평가에서 8학년 대상의 246개 문항과 우리나라 과학과 교육과정 내용이 일치하는지 분석하여 8개 주제가 어느 학년에서 다루고 있는지도 분석에 반영하였다. 본 연구의 결과 및 논의는 다음과 같다. 첫째, TIMSS 2019 평가 주제 중에서 우리나라 중학교 교육과정에서 전혀 다루고 있지 않는 주제는 주기율표, 화학 반응에서 물질과 에너지, 화학결합에서 전자의 역할이었다. 따라서, '원소를 규칙에 따라 배열하는 주기율표'에 대한 주제는 우리나라 중학교 교육과정에 조기 도입할 필요가 있다. 둘째, '주변의 발열 반응이나 흡열 반응', 그리고 '반응 속도에 영향을 미치는 요인' 등에 관한 주제도 국제적인 흐름을 고려하여 우리나라 중학교 교육과정에 조기 도입하거나, 수준을 고려하면서 내용 등을 재구성하는 논의가 필요하다. 셋째, 차기 과학과 교육과정에서는 화학 내용과 범위, 특히 초·중학교 및 고등학교 과학과 교육과정에 포함될 개념의 범위와 순서가 연속적으로 연결되는 것 등과 관련된 시사점을 제공하였다.