이론망 개념을 활용한 참탐구 분석 사례 제시: 예비 화학교사의 반응 속도 측정 실험 분석
Suggest of analysis case for authentic inquiry using the concept of theory-network: Analysis of pre-service chemistry teachers’ cases about measuring reaction rate experiment
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초록
이 연구는 실험의 설계와 수행을 분석하기 위한 하나의 관점에서 이론망 개념을 활용하여 반응 속도 실험의 설계와 수행 사례를 분석하는 것에 초점을 두고 있다. 반응 속도 측정 실험은 우리나라에서 적용했던 교육과정에서 계속 강조되었던 것으로, 2022 개정 교육과정에서는 ‘물질과 에너지’ 과목에서 이루어질 예정이고, 실험의 설계와 수행을 모두 경험할 수 있도록 예정되어 있다. 이에, 예비 화학교사들이 교과서에 자주 제시되는 염산과 마그네슘의 반응을 통한 반응 속도 측정 실험으로부터 출발한 참탐구 8사례를 분석하였다. 분석은 이론망 개념을 이용하였는데, 이들이 사용한 도구로부터 관련된 과학 개념 등을 확인해 반응 속도 측정 실험에서 고려한 요인들을 탐색하는 방식으로 진행하였다. 분석 결과에 따르면, 참여자들이 주로 초점을 맞추고 실험에서 관심을 갖은 것은 통제 변인에 해당하는 ‘압력’이었다. 압력을 중심으로 다양한 방식의 실험을 설계하여 이론적 예상 값과 유사한 실험 결과를 획득하는 최적화 관점의 실험을 위한 도구의 사용, 재현성을 높이거나 편의성을 높이려는 도구의 활용들을 확인할 수 있었다. 이러한 내용을 바탕으로 반응 속도 측정 실험을 수행할 때 고려할 사항들을 논의하고 참탐구 분석의 관점을 제시하고자 하였다.
Abstract
his study focuses on analyzing the design and implementation of reaction rate experiments using the concept of “theory-network” as one perspective for analyzing experimental design. Reaction rate measurement experiments have been consistently emphasized in the national curriculum. In the 2022 revised curriculum, this experiment is included in the “Matter and Energy” subject, which allows students to experience both the design and implementation of the experiments. In this line, this study examined 8 authentic inquiry cases conducted by pre-service chemistry teachers, beginning with the commonly used experiment that measures the reaction rate of the reaction between hydrochloric acid and magnesium. Using the concept of “theory-network”, the analysis identified several factors in reaction rate experiments by examining the scientific concepts associated with the tools used by the participants.The results indicate that participants primarily focused on "pressure" as a control variable. They designed various experiments that centered on pressure to obtain experimental results consistent with theoretical predictions, and they used tools to improve reproducibility and convenience. Based on these results, this study presents discussions on cinsiderations whet designing and conducting reaction rate experiments, and offers perspective on analyzing authentic inquiry.