원소와 원자 개념에 대한 과학 교과서 진술의 문제점 분석. 과학 개념의 역사적 변천을 중심으로

백성혜,류오현,김동욱,박국태,Paik, Seoung Hey,Ryu, Oh Hyeon,Kim, Dong Uk,Park, Kuk Tae 대한화학회 2001 대한화학회지 Vol.45 No.4

이 연구의 목적은 원소와 원자에 관련된 개념의 과학사적 변천과정을 분석하는 것이다. 과학적 관점에서 볼 때, 고대 그리스 시대부터 보일과 라부아지에 시대, 돌턴 시대, 그리고 현대까지 원소의 개념은 다양한 변화를 겪었다. 원자의 정의는 고대 그리스시대부터 라부아지에 시대에 이르기까지 원소의 개념과 혼동되어 왔다. 또한 이 정의는 돌턴과 러더퍼드에 의해서도 변화되었다. 원소와 원의의 정의에 대한 중등학교 과학 교과서와 대학교 일반화학 교재의 정의는 다른 교과서의 정의와 상반되는 것으로도 분석되었다. 이러한 경항성은 4차 과학교육과정부터 6차 과학교육과정까지 지속되었다. 따라서 우리는 원소와 원자의 개념을 보다 명확하게 정의하여 학생들이 과학적 개념을 더 잘 습득할 수 있도록 도울 필요가 있다고 본다. This study aimed to analyze the evolution of general ideas concerning the element and the atom. In the scientific viewpoint, the modern idea of the element has been variously revised by the ancient Greeks, Boyle-Lavoisier, and Dalton. The definition of the atom was confused with that of the element from the ancient Greecian era to Lavoisier's era. The definition was also changed by Dalton and Rutherford. An analysis of the definitions of element and atom as presented in science textbooks for secondary school students and in general chemistry textbooks revealed that these definitions from diverse eras are confusing and inadequately explicated. The definition presented in one textbook was contradictory to the definitions in other textbooks. This tendency has been sustained in the textbooks from the 4th to 6th science curriculum. Therefore, we need to clarify the definitions of element and atom in order to help the students gain a better understanding of these scientific concepts.

가열과 비가열 상황에서 증발과 끓음 개념에 대한 초등교사들의 분류 기준에 대한 생각

백성혜,김양아,Paik, Seoung-Hey,Kim, Yang Ah 대한화학회 2015 대한화학회지 Vol.59 No.4

이 연구의 목적은 가열과 비가열 상황에서 증발과 끓음 개념을 분류하는 기준에 대한 초등학교 교사들의 생각을 알아보는 것이다. 이를 위하여 초등학교 교사 37명을 대상으로 설문 및 면담을 실시하였다. 가열 상황을 제시하였을 때, 많은 교사들은 증발 현상을 끓음으로 생각하였으며, 그 반대 상황에서는 끓음 현상을 증발로 생각하였다. 이것은 교사들이 가열 상황과 끓음을 연결하고 사고하고, 비가열상황도 증발현상을 연결하여 사고함을 의미한다. 또한 가열과 비가열 상황에 따라 교사들이 증발과 끓음을 구분하는 분류 기준이 달랐다. 이 연구에서는 증발과 끓음 개념에 대한 생각의 혼란을 방지하기 위하여 전형적인 사례를 벗어난 다양한 사례를 교과서과 교수방식에 제시할 필요성을 제안하였다. The purpose of this study was to survey the elementary school teachers' thoughts of the classification criteria for evaporation and boiling concept in the heating and non-heating conditions. For this purpose, we conducted a survey and interviews with 37 elementary school teachers. When the heating conditions were presented, many teachers thought evaporation phenomena as boiling. In opposite condition, many teachers thought boiling phenomena as evaporation. This means that teachers‘ thought of boiling phenomena was connected with heating conditions and evaporation phenomena with non-heating conditions. In addition, the classification criteria to distinguish evaporation and boiling phenomena depending on the heating and non-heating conditions were not coherent. In this study, we suggested that a various cases beyond the typical case must be presented in the textbooks and teaching in order to avoid confusion of thoughts related to evaporation and boiling concepts.

화학 교수의 효과적인 방법

백성혜 韓國敎員大學校 敎育硏究院 1999 敎員敎育 Vol.15 No.1

화학 교육에 컴퓨터를 도입하기 위한 교육 환경

백성혜 韓國敎員大學校 敎育硏究院 1999 敎員敎育 Vol.15 No.1

중학교 3학년 요오드화납 생성반응 실험의 수업 방식 차이와 학생들의 이해에 관한 연구

백성혜,정선자,Baek, Seong-Hye,Jeong, Seon-Ja 대한화학회 2006 대한화학회지 Vol.50 No.5

연구에서는 일정성분비의 법칙을 확인하기 위하여 도입한 요오드화납 생성반응 실험을 과학 교사들이 어떻게 다른 방식으로 가르치고 있는지 알아보았다. 또한 교사의 수업 전개 방식에 따라 중학교 3학년 학생들의 이해 수준에 차이가 생기는지 알아보았다. 3명의 교사들이 진행하는 수업을 관찰한 결과, A 교사는 과학 교과서대로 수업을 진행하면서 실험을 통해 학생들이 스스로 사고하고 결론을 내리도록 하는 방식의 수업을 진행하였다. B와 C 교사는 교과서의 실험 내용을 해석하는데 필요한 설명을 학생들에게 많이 제시하였다. A 교사반의 학생들은 실험 보고서에서 B나 C 교사반의 학생들보다 무응답 비율이 높았다. 그러나 B나 C 교사반의 학생들은 교사의 설명으로 인해 사고가 제한되어 버리는 경향도 보였다. 이러한 차이에도 불구하고 실험을 통해 개념을 제대로 이해한 학생들이 매우 적다는 공통점을 나타냈다. 또한 많은 학생들이 앙금 생성반응에 큰 호기심을 느끼지만, 이를 통해 일정성분비의 법칙을 이해하는데는 어려움을 겪는 것으로 나타났다. this study, the teaching methods of three science teachers for lead-iodide precipitation reaction experiment were compared. The difference of 9th grade students' understanding was searched according to the science teachers teaching styles, also. Among the three teachers, Teacher A taught students based on the science textbook and allowed students to think themselves and to get out conclusion by the experiment. Teacher B and Teacher C gave students a lot of explanations related to interpretation of the experiment. The percentage of no response on the experiment report of Teacher A was higher than those of Teacher B and Teacher C. But the students of Teacher B and Teacher C tended to have limited thoughts because of the teachers explanations. In spite of the difference, it was common phenomenon that few students understood concepts through the experiment. A lot of students were interested in the experiment, but it was hard to understand Law of definite proportions according to the experiment.

유치원, 초등, 중등학교 과학 교재의 '물질의 성질' 관련 학습 내용 전개에 대한 특징 분석

백성혜,조부경,김효남 한국교원대학교 과학교육연구소 2000 청람과학교육연구논총 Vol.10 No.1

이 연구에서는 유치원 제 5차 교육과정과 초등학교부터 고등학교까지의 제 6차 과학교육과정에 근거한 교재들을 분석하고, 제시된 학습 내용의 전개 유형을 파악하고자 하였다. 구체적으로는 유치원부터 고등학교까지의 과학 교재에 제시된 ‘물질의 성질’에 관련된 학습 내용을 분석하였으며, 그 결과 학습 내용 전개 유형을 크게 5가지로 구분하였다. 즉, 개념의 확장 유형, 개념 수준의 심화 유형, 동일한 개념 수준 제시 유형, 다른 과학 개념과 뒤엉킨 유형, 학년간 혹은 학년 내 연계의 단절 유형으로 구분하였다. 이 중에서 ‘개념의 확장 유형’과 ‘개념 수준의 심화 유형’은 학습 내용 전개가 바람직한 것이라고 판단할 수 있지만, 나머지 유형들은 부적절하다고 할 수 있다. 유치원부터 초등, 중등 과학 교재에서 공통적으로 다루는 ‘물질의 성질’에 관련된 7개의 개념을 중심으로 학습 내용 전개 유형을 분석한 결과, 바람직한 유형보다는 부적절한 유형이 더 많이 나타났다. 특히 ‘동일한 개념 수준 제시 유형’은 유치원과 초등학교 전반에 걸쳐서 광범위하게 나타났다. 그리고 바람직한 유형 중에서는 ‘개념의 심화 유형’보다는 ‘개념의 확장 유형’이 더 많은 것으로 분석되었다. 또한 ‘물질의 성질’에 관련하여 유치원부터 제시되는 많은 학습 개념이 중학교 1학년 이상에서 거의 다루지 않는 것으로 나타났다. 특히 이러한 특성을 가지는 개념들은 ‘개념의 심화 유형’으로 내용이 전개되지 않는 공통점이 있었다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 과학 교재의 내용 구성에 대한 재고찰이 필요하다고 본다. The purpose of this study was to find out the characteristics of learning contents structure of K-12 science textbooks. The characteristics are related to 7 main concepts of matter properties; reaction rate, other reaction, density, solution, state change, absorption, and surface property. The contects are analyzed into 5 types of characteristics; type of concept extension, type of concept deepness, type of same level concept, type of confusion with other concepts, and type of concept interruption. First two types are positive content structures, but the others are negative structures. The findings are as follows. First, a lot of learning contents have the characteristic of 'type of same level concept'. There are few which have the characteristic of 'type of concept deepness'. Second, there are a lot of concepts related to 'properties of matter' which are not represented any more in middle and high school science textbooks. Those concepts are importantly taught in early childhood education and elementary school science. Most of the learning contents don't represent 'type of concept deepness'. Therefore the science textbooks needs to be restructuring.

과학교육 개혁운동에 관련된 과학성취 개념의 비교 분석 : 미국과 한국의 연구 보고서 분석

백성혜,이옥희 한국교원대학교 과학교육연구소 1998 청람과학교육연구논총 Vol.8 No.1

본 연구에서는 과학교육 개혁운동에 관련된 미국과 한국의 연구 보고서를 분석함으로써, 과학교육 개혁운동에서 주장하는 과학 성취의 개념을 살펴보았다. 본 연구에서 선정한 보고서를 분석한 결과, 과학 성취의 개념에 공통점이 있는 것으로 나타났다. 즉, 모든 보고서에서는 과학, 기술, 사회, 환경에 관련된 지식과 능력에 있어서의 높은 성취를 요구하였다. 또한 학습자의 발달 단계에 따라 여러 단계로 성취를 정의하고 있었다. 그러나 차이점도 분석되었다. 연구 보고서에 따라 과학 성취의 내용과 과정 중에서 강조하는 영역이 달랐다. 특히 한국의 연구 보고서에서는 수학의 세계, 과학의 본성, 역사적 시각, 통합 개념, 과학적 의사소통 등의 내용이 전혀 포함되어 있지 않은 것으로 분석되었다. 이러한 분석으로부터 두가지 결론을 이끌어 내었다. 첫째, 교육자와 대중이 공통적으로 받아들일 수 있는 과학 성취의 일반적인 개념이 정의되어야 한다. 둘째, 한국의 경우에는 보다 포괄적인 과학 성취의 개념이 개발될 필요가 있다. This paper reviews and analyzes the conceptions of science achievement in the United States and Korean reform documents, including those on science content standards(NSES, Porject 2061, and Korean 7th science curriculum), performance standards(New Standards, and Survey of Ecucational Achievement in Korean Elementary and Secondary Schools), and large-scale assessment framworks(1996 NAEP, TIMSS, The National Assessment of Science Inqury Abilities, The National Assessment of Science Knowledge, and The National Assessment of Affective Characteristics related to Science). The analysis of these documents indicates that there is an overall agreement on the conceptions of science achievement. The documents consistently emphasize high achievement in terms of knowledge and abilities in scientific, technological, social, and environmental perspectives. In addition, these documents define science achievement at different developmental levels and at certain depths of knowledge and abilities for all students. Despite the overall agreement, there are also noticeable variations among the documents because of different contexts and purposes. There is a difference in the balance of representations or emphases among content and process standards in the documents. The conceptions of science achievement in the Korean documents are not as comprehensive or inclusive as those in the United States documents. There is no representation of the mathematical world, the nature of science, historical perspectives, unifying concepts, or scientific communication. From these results, two conclusions are drawn. First, more coherent conceptions of science achievement are needed for common understanding among educators and the public. Second, efforts are needed for developing more comprehensive and inclusive conceptions of science achievement in Korea.

우리나라 中等學校 化學 敎育課程에 대한 敎師들의 理解

白盛惠,李元植 서울大學校 師範大學 科學敎育硏究所 1991 科學敎育硏究論叢 Vol.16 No.1

유아, 초등, 중등 과학교육과정의 연계성 분석을 위한 도구 개발

백성혜,김효남,조부경 한국교원대학교 과학교육연구소 2000 청람과학교육연구논총 Vol.10 No.1

이 연구에서는 과학의 개념 측면에서 유아교육과정, 초등교육과정, 중등교육과정의 연계성 분석에 적절한 도구를 개발하고자 하였다. 교육과정의 개념적 연계성 분석을 위한 도구로 연구의 초기에는 과학의 공통 소재인 ‘물’에 대한 개념도를 개발하였으나, 유치원부터 고등학교까지의 과학교육과정 구성 시각에 큰 차이가 있었기 때문에 통합된 개념도 개발이 어려웠다. 따라서 과학의 한 영역인 화학의 주요 학습 내용이라고 할 수 있는 ‘물질의 성질’에 관한 개념도를 개발하였다. 개발 절차 중에서 유아, 초등, 중등 과학 교육과정에서 다루는 학습 내용의 추출, 학습 내용에 관련된 개념도를 유아, 초등, 중등 과학교육과정 시각에서 개발 및 분석하는 단계는 ‘물’을 중심으로 개념도를 개발하는 초기 단계의 연구에 해당하고, 학습내용에 관련된 유아, 초등, 중등 과학교육과정의 내용 분석, 유아, 초등, 중등 과학교육과정의 개념을 포함하는 개념도 및 분석 표 개발, 개발된 개념도 및 표의수정 및 완성 등 세 단계는 ‘물질의 성질’에 관련된 후기 연구에 해당한다. The purpose of this study was to develop a tool for K-12 science curriculum articulation analysis, especially the concept map of 'properties of matter' and the table of the key concepts of 'properties of matter' by grade. We have 5 steps for the purpose; to extract common subject of K-12 science curriculums, to analyze the contents of K-12 science curriculum related to the common subject, to develop and analyze concept maps of K-12 science curriculums, to develop common concept map and the table of key concepts by grade of K-12 science curriculum, and to modify and clear up the concept map and the table. First two steps are related to the develop of 'water' concept map, and the others are related to the 'properties of matter' concept map.

Korean 4-to 11-year-old student conceptions of heat and temperature

백성혜,조부경,고영미 JOHN WILEY & SONS INC 2007 JOURNAL OF RESEARCH IN SCIENCE TEACHING Vol.44 No.2