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원자와 이온 생성 과정의 외적표상 자료에 대한 중학생들의 이해도 탐색

Investigation of middle school students' understanding of external representations for atom and ion-formation process

방담이|윤회정
한국현장과학교육학회 (The Korean Society for School Science)|2018.06|현장과학교육 (School Science Journal)|제12권 제2호|pp. 164-177|DOI 10.15737/ssj.12.2.201806.164

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원자이온 생성 과정외적표상시각자료 해석AtomIon-formation processExternal representationVisual representation

초록

이 연구의 목적은 원자와 이온 생성 과정의 표상에 대한 중학생들의 이해도를 파악하는 것이다. 이를 위하여 교과서에 제시되어 있는 원자와 이온 생성 과정의 표상을 선정하여 서술형 검사를 구성하였고, 원자와 이온 생성 과정에 대한 이해도를 추가적으로 파악하기 위한 선다형 검사를 개발하였다. 임의로 표집한 서울 시내 중학교 한 곳의 2학년 학생 237명을 대상으로 연구를 진행하였다. 원자의 구성 입자와 이온의 생성 과정을 나타낸 표상에 대한 학생들의 서술 내용을 분석한 결과, 교육과정에 제시된 성취기준과 관련된‘원자에는 원자핵과 전자가 있다’와 ‘원자가 전자를 잃으면 양전하를 띠고, 전자를 얻으면 음전하를 띠게 된다’는 내용이 가장 높은 빈도로 나타났다. 또한 원자의 구성 입자에 대한 표상에 비하여 동적인 표상이 강화된 이온 생성 과정에 대한 표상에서는 현상 자체에 대한 서술보다 과정에 대한 서술 내용이 더 높은 빈도로 나타났다. 한편 학생들은 표상에 나타난 표면적인 정보를 위주로 서술하는 경향을 보였으며, 이로 인해 상황 특수적인 정보를 일반화하는 오류가 나타났다. 서술형 응답과 선다형 응답 내용을 비교한 결과, 선다형 검사에서 올바른 응답을 했더라도 관련 개념을 총체적으로 이해하고 있지 못하고 있는 학생들이 있음을 확인할 수 있었다. 연구 결과를 바탕으로 교육적 시사점을 논의하였다.

Abstract

The purpose of this study is to understand how middle school students understand the external representations for atom and ion-formation process. The representations for atom and ion-formation process presented in the text book are used as descriptive item, and multiple choice items are developed to find students' understanding. 237 second-year students from one middle school located in Seoul participated in this study. As a result, the frequency of interpretation directly related to national standards("Atom is composed of nucleus, around which electrons move," If atom loses or gains electrons it becomes either cation or anion" )are the highest of all reponses. Compared to interpretation of representation for atom, the responses focused on dynamic aspects are showed more frequently in the interpretation for ion-formation process. Students focused on surface features of representations, consequently made excessive generalizations. A lack of coherence were shown for some students' responses between students' interpretation of representation and conceptual understanding. Based on results, educational implications and suggestions were discussed.

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