화학과 물리 교육과정의 보어 모형과 수소의 선스펙트럼에 대한 비교 분석
A Comparative Study of the Bohr atomic model and the Spectrum of atomic hydrogen in Chemistry Curriculum and Physics Curriculum
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초록
이 연구의 목적은 화학과 물리 교육과정에서 공통적으로 다루어지는 보어 모형과 수소의 선스펙트럼에 대한 기술을 비교하는 것이다. 이를 위하여 2009 개정 교육과정의 화학Ⅰ과 물리Ⅰ 교육과정과 발간된 모든 교과서, 대학수학능력시험문제와 상업용 수험서를 분석하였다. 분석 결과 화학Ⅰ과 물리Ⅰ의 보어 모형과 수소의 선스펙트럼에 대한 교육과정 기술과 교과서의 기술이 유사하였다. 화학Ⅰ은 원자의 구조 부분에서 보어 모형과 선스펙트럼을 다루고 현대적 원자 모형의 오비탈 개념이 이어지며, 물리Ⅰ은 물질의 구조와 성질 부분에서 빛의 흡수와 방출 부분과 연계하여 다루어지며 에너지띠 이론으로 이어지는 구조로 기술되어 있다. 대학수학능력시험을 통해 화학Ⅰ과 물리Ⅰ 의 보어 모형과 선스펙트럼에 대한 평가 요소를 비교해볼 때 두 과목에서 출제하는 평가 요소도 유사한 것으로 나타났다. 그러나 화학Ⅰ에서는 보어 모형과 수소의 선스펙트럼 내용이 오비탈로 이어져 기술되어 있어, 최근에 보어 모형과 수소 선스펙트럼에 대한 내용과 오비탈에서의 전자 전이가 연계되는 문항 형태가 나타나고 있다. 그러나 오비탈내 전이는 선택 규칙에 맞는 전이만 허용되므로 금지된 전자 전이들이 기술되어 오개념을 유발하지 않도록 주의가 필요하다. 금지된 전자 전이는 전자 전이의 선택 규칙을 만족 시키지 않는 s오비탈에서 s오비탈로의 전자 전이 등이 주로 기술되어 있다.
Abstract
The purpose of this research was to compare ‘The Bohr atomic model and Spectrum of atomic hydrogen’ in chemistry and physics curriculum. To accomplish this study, the revised 2009 curriculum, textbooks, CSAT, and test preparation workbooks were analyzed. As a result, chemistry and physics’ curriculum and textbooks about this concepts were similar. In chemistry Ⅰ, ‘The Bohr atomic model and Spectrum of atomic hydrogen’ is explained in the chapter on Atomic Structure, followed by orbital; in physics Ⅰ, these concepts are taught in the section on Structure and Properties of matter, followed by energy band theory. Comparing the College Scholastic Ability Test items between the two subjects showed that their evaluation factors are similar. Recently, some items in text preparation chemistry workbooks appear connecting the Bohr atomic model, the spectrum of atomic hydrogen, and orbital. However, electron transition among orbitals is allowed by a selection rule. We need to remember that using transition among orbitals may cause misconception to students and teachers because of forbidden transitions.
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